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隧道洞内外导线测量方法及注意事项隧道洞内外导线测量方法及注意事项一、隧道导线点布设1、洞外平面控制网一般采用GPS测量,每个洞口应沿洞口连线的方向布设4个控制点,形成大地四边形,点间尽量相互通视,点间的距离不小于300ｍ为宜(规范中无明确规定),各点间的距离相差不宜过大,一般相邻点间边长之比不能超过1:3。
并且有不少于2个点与隧道洞口通视,作为与洞内传递方向的洞外联系边,且该联系边长度不宜小于300ｍ。
洞外控制点连线以与隧道中心线方向平行或垂直为宜,以减小点位误差对贯通面横向误差影响。
点位的埋设应稳定,便于长期保存。
布点时还应注意进洞联系边的俯仰角不应过大,规范要求:GPS控制网进洞联系边最大俯仰角不宜大于5°,导线网、三角形网的最大俯仰角不宜大于15°。
2、洞外水准点一般每个洞口应埋设不少于2个以上的水准点。
水准点应尽可能与洞口等高,两水准点间的高差应以水准测量1～2站即可联测为宜。
水准点应埋设在洞口附近不受施工影响的地方,且便于与隧道洞内联测为宜。
3、洞内导线一般大于1、5km的隧道应布设双导线,形成多边形闭合环,每个闭合环一般由4～6条边构成。
导线点间距一般在200m 左右,不宜过长或过短。
相邻导线边长不宜相差太大,相邻边长之比不能超过1:3。
一般导线点离障碍物的距离不宜小于0、2ｍ。
4、洞内水准点一般200ｍ～500ｍ设置一对,应选择在稳定便于长期保存。
隧道洞内外导线测量方法及注意事项 隧道洞内、外导线布设示意图洞外控制点洞外控制点洞外控制点洞外控制点洞口投点进洞方向线，距离不小于300ｍ进洞方向线，距离不小于300ｍ洞内导线，间距控制在200ｍ左右二、隧道导线测量方法与注意事项1、隧道导线测量主要内容:洞外平面、高程测量,洞口投点测量,进洞联系测量,洞内导线、高程测量。
2、洞外平面、高程测量2、1洞外平面GPS测量:洞外平面测量目前一般均采用GPS测量,按要求布设好各洞口控制点,按照规范要求的测量等级、精度与方法组织测量即可,测量计算方法项目用的较小,不详细叙述。
客运专线特长隧道CPⅡ控制网布设及测量近年来，随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，对于高速、安全、舒适、便捷的交通需求也越来越高。
为了满足人们对于交通运输的需求，客运专线逐渐成为我国高速铁路的主要交通方式之一。
在客运专线建设中，特长隧道是铁路工程中的一项重要工作，其大多数建设在山区和丘陵地带，这些地段地形复杂，隧道长度一般在5公里以上，而且隧道施工条件非常恶劣。
为了保证隧道施工的质量和安全，以及保障铁路行车的安全和稳定，必须对隧道进行精细化的控制监管。
一、CPⅡ控制网概述CPⅡ控制网是国际上常用的一种精密水平控制网，是铁路工程测量和搭设轨道系统的基础控制。
在特长隧道建设中，这种控制网布设至关重要。
该控制网是一种闭合的控制网，通常由50个左右的控制点组成，控制点间的平均距离应不超过1000米，点间的定位精度应不大于1毫米。
CPⅡ控制网的布设应满足以下几个要求：1、控制点应在平面内组成紧密的控制网，不能出现空隙或重叠，保证布设的均匀性和完整性。
2、控制点应按照严格的约束条件进行测量，如点号、坐标、高程等。
3、控制点的数量应根据地形地貌、工程难度和施工工艺等因素确定。
在特长隧道CPⅡ控制网中，应按照一定的布设密度分布控制点，具体布设方式如下：1、隧道中心线上的控制点应密度布设，保证隧道设计轴线的准确性和规范性。
2、在通风巷、洞口和洞底等隧道固定的区域内布设必要的控制点，保证施工质量和结构安全。
3、在临近隧道的开口部位、洞口等位置也应布设控制点，以确保铁路线路在进出隧道时的稳定性和安全性。
为保证CPⅡ控制网的定位精度，其测量应使用高精度的测量仪器，如全站仪、较差仪等。
在测量过程中，应注意以下问题：1、控制点应在不同的测量天气、光照和地形条件下反复测量，以保障测量的准确性。
2、控制网的测量应按照能够保证精度和可靠性的测量顺序进行，如首先进行控制点的定位，然后进行基准面的测量等。
3、在控制网的布设中，为了防止控制点被误伤，应设置相应的外围控制点和固定点，以保证控制点测量的准确性和可靠性。
高铁隧道洞外控制网布设及贯通精度估算摘要：高速铁路隧道工程的洞外控制网是隧道工程控制测量的关键，它的精度直接影响到隧道施工进度及施工质量。
目前，我国高铁中，超长隧道工程非常普遍，且开挖断面大，要求贯通精度高，如何确保隧道洞外控制网的精度，已成为隧道施工中一项关键的技术。
在实际测量中，采用GPS测量技术进行洞外控制网的施测，是目前最为普遍的方法。
本文通过云桂高铁革朗隧道洞外控制网的测量，详细介绍了隧道洞外GPS网的布设及贯通精度评估。
关键词：高铁隧道；洞外控制；GPS网；精度估算1 控制网基本指标新建云桂高速铁路云南段革朗隧道，施工里程为D4K359+039～D4K370+614，正线长度11575m。
洞外控制网采用GPS进行，其中央子午线取隧道中心经线为105°30’00”，高程投影面取隧道平均高程面为900 m，采用WGS84系统坐标系椭球参数。
外业工作分为1个整网，各测段之间采用边联结方式形成由三角形或大地四边形组成的带状网。
每个洞口布设至少3个点，周围视野开阔，对天通视情况良好，高度角15°以上无障碍物阻挡卫星信号；远离高于安置天线高度的树木、建筑物等阻挡卫星信号的障碍物。
点间距不少于400m，加密控制点标石埋设标准与精测网CPII控制点标石埋设规格及要求相同。
观测时将隧道洞口设计院交接的CPI、CPII控制点纳入GPS独立网中，整网为14个点，共有同步环6个。
2 洞外GPS网施测2.1 施测人员参加复测人员共6人，工程师2人，测量技术员4人，在进行洞外控制网施测前对参与测量人员进行了统一培训。
2.2 设备投入及外业测量洞外控制网施测量共投入天宝（Trimble）5800双频接收机4台套/组，标称精度：5mm+1ppm；投入天宝（Trimble）R4双频接收机2台套/组，标称精度：5mm+1ppm。
隧道洞外控制网按二等网观测，每个观测时段观测90min，每个同步环观测2个时段，采用静态相对定位模式观测，外业操作准确对中、整平仪器，每时段观测前后分别量取天线高，取两次量高的平均值。
新建铁路蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-29标段(DK1596+550～DK1658+293.5)隧道独立控制网技术设计方案中铁十五局集团有限公司蒙华铁路项目部二〇一六年五月目录一、任务概况 ................................................................................................................................................. - 1 -二、既有资料 ................................................................................................................................................. - 2 -三、技术依据 ................................................................................................................................................. - 2 -四、坐标及高程系统..................................................................................................................................... - 3 -4.1、平面坐标系统............................................................................................................................... - 3 -4.2、高程系统 ....................................................................................................................................... - 4 -五、隧道分布情况......................................................................................................................................... - 4 -六、人员及仪器配置..................................................................................................................................... - 4 -6.1、人员配置情况............................................................................................................................... - 4 -6.2、设备配置情况............................................................................................................................... - 5 -七、控制网点选埋要求................................................................................................................................. - 5 -7.1、控制点的选点、埋设要求.......................................................................................................... - 6 -7.2、控制点的编号............................................................................................................................... - 7 -八、控制网测量方法及精度指标................................................................................................................ - 7 -8.1、平面控制网测量方法及精度指标.............................................................................................. - 7 -8.1.1、洞外平面控制网测量方法及精度指标.................................................................................. - 7 -8.1.2、洞内平面控制网测量方法及精度指标.................................................................................. - 8 -8.2、高程控制网测量方法及精度指标.............................................................................................. - 8 -九、验前贯通误差估算................................................................................................................................. - 8 -9.1、隧道贯通误差要求....................................................................................................................... - 9 -9.2、平面验前贯通误差估算 .............................................................................................................. - 9 -9.2.1、洞外GPS平面验前贯通误差估算 ........................................................................................ - 9 -9.2.1.1、小于4km的隧道洞外GPS平面验前贯通误差估算 ..................................................... - 9 -9.2.1.2、大于4km的隧道洞外GPS平面验前贯通误差估算 .................................................. - 10 -9.2.2、洞内导线平面验前贯通误差估算....................................................................................... - 10 -9.2.2.1、小于4km的隧道洞内导线平面验前贯通误差估算.................................................... - 10 -9.2.2.2、大于4km的隧道洞内导线平面验前贯通误差估算.................................................... - 11 -9.3、高程验前贯通误差估算 ........................................................................................................... - 12 -9.3.1、洞外高程验前贯通误差估算................................................................................................ - 12 -9.3.1.1、小于4km的隧道洞外高程验前贯通误差估算............................................................. - 12 -9.3.1.2、大于4km的隧道洞外高程验前贯通误差估算............................................................. - 12 -9.3.2、洞内高程验前贯通误差估算................................................................................................ - 13 -9.3.2.1、小于4km的隧道洞内高程验前贯通误差估算............................................................. - 13 -9.3.2.2、大于4km的隧道洞内高程验前贯通误差估算............................................................. - 13 -十、独立控制网的具体实施 ..................................................................................................................... - 13 -10.1、洞外GPS控制网.................................................................................................................... - 14 -10.1.1、洞外GPS控制网网形设计 ............................................................................................... - 14 -10.1.2、洞外GPS测量技术要求.................................................................................................... - 15 -10.1.3、洞外GPS外业观测要点.................................................................................................... - 15 -10.2、洞内导线控制网 ..................................................................................................................... - 18 -10.2.1、洞内导线控制网网形设计 ................................................................................................. - 18 -10.2.2、洞内导线测量技术要求 ..................................................................................................... - 18 -10.2.3、洞内导线外业观测要点 ..................................................................................................... - 19 -10.3、高程控制网.............................................................................................................................. - 20 -10.3.1、高程控制网网形设计.......................................................................................................... - 20 -10.3.2、高程控制网测量技术要求 ................................................................................................. - 21 -10.3.3、高程控制网外业观测要点 ................................................................................................. - 22 -10.4、测量进度计划及保障措施..................................................................................................... - 24 - 十一、数据处理.......................................................................................................................................... - 24 -11.1、洞外GPS控制网.................................................................................................................... - 24 -11.1.1、数据处理流程...................................................................................................................... - 25 -11.1.2、基线解算及网平差处理指标............................................................................................. - 25 -11.1.3、基线向量网平差.................................................................................................................. - 26 -11.2、洞内导线控制网 ..................................................................................................................... - 27 -11.2.1、数据处理流程...................................................................................................................... - 27 -11.2.2、数据处理指标...................................................................................................................... - 28 -11.2.3、导线网平差 .......................................................................................................................... - 28 -11.3、高程网数据处理 ..................................................................................................................... - 29 -11.3.1、外业观测数据检核.............................................................................................................. - 29 -11.3.2、偶然中误差、全中误差计算............................................................................................. - 30 -11.3.3、高程网平差 .......................................................................................................................... - 30 - 十二、控制网测量评判方法及标准......................................................................................................... - 31 - 十三、控制测量成果上报.......................................................................................................................... - 32 -13.1、原始数据.................................................................................................................................. - 32 -13.2、测量报告编制.......................................................................................................................... - 32 - 十四、测绘资质、人员资质及仪器检定证书........................................................................................ - 34 -14.1、测绘资质证书.......................................................................................................................... - 34 -14.2、主要人员资格证书................................................................................................................. - 34 -14.3、仪器检定证书.......................................................................................................................... - 35 -蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-29标隧道独立控制网技术设计方案一、任务概况1、工程概况新建蒙西至华中地区铁路煤运通道MHTJ-29标位于湖南省浏阳市，自DK1596+550至DK1658+293.5，正线长61.412km，线路大致东西走向，依次穿越溪江乡、古港镇、三口乡、官渡镇至张坊镇结束，由中铁十五局集团承建，管段内共有隧道21座，共计14579.16延米。
隧道测量中控制网布设与数据处理方法研究摘要:传统隧道施工控制网的方法有三角测量方法和精密导线法,其中三角测量方法是最为传统的隧道施工控制网方法,而精密导线法近几年应用较多。
本文基于笔者多年从事控制测量的相关经验,以GPS应用于某隧道控制网布测为研究背景,分析探讨了洞内外平面控制测量的方法与流程。
关键词:GPS 特长隧道控制网贯通误差
1 基于GPS控制网布设的优点
传统隧道施工控制网的方法有三角测量方法和精密导线法,其中三角测量方法是最为传统的隧道施工控制网方法,而精密导线法近几年应用较多。
常规测量办法在隧道测量中难度都较大,因为其一般都在地形复杂的山区。
而如果选择采用GPS来建立隧道控制网,由于通视条件对GPS观测影响较小,而GPS控制网网形也较常规控制网更为随意,故GPS测量一种有效的控制测量隧道的方法。
GPS如下几个优点在在测量中的应用中较为实用:(1)观测站之间可以相互不通视。
点位选择比传统方法更为灵活,也极大地减少了因为选点的苛刻增加的经费和时间。
(2)有较高的定位精度。
如基线<50km时,可以实现1PPm～2PPm的相对精度,定位精度会随着基线
的加长而提高。
一般测量手段很难达到这样的精度级别。
(3)极大地缩短了观测时间。
以完成一条基线的相对定位所需要的观测时间为例,采用经典的静态定位方法,一般为lh～3h(具体时间依精度不同而不同)。
(4)三维坐标能与观测成果一同提供,这是因为,测站点的大地高程可以被GPS精确测定,所以在精确提供测站点的平面位置的同时,能同时得到大地高程。
这开辟了一条新的途径,即可以研究大地水准面的形状和地面点的高程。
(5)GPS用用简便的操作,较轻的重量,小的体积等特点。
(6)GPS能在所有气候条件下作业。
跟传统的测量方法不同,GPS观测不受地点、时间限制,也不受天气条件影响,可以实现连续观测。
2 工程简介
全长4126m的隧道位于某山脉中段,属于目前我国建成的最长隧道之一。
隧道进口处于直线地段,出口在曲线上,曲线半径为598m,缓和曲线长122m,偏角为31°04′30″。
进口处高程2241m,出口处高程为2836多米,越岭地段牛背梁的高程为3900米,整个测区相对高差近1300多米,山势相对陡峻,地形极其复杂,有着极差的通视条件。
如不选择GPS方法方法建网,不管是平面控制网还是高程控制网,都将面临测量工作量大,周期长,测量精度很难达到等问题,因此项目组决定采用GPS建网,为了使该特长隧道实现高精度贯通,准备在洞外使用GPS全球定位技术和Ⅰ等水准,而在洞内使用Ⅰ等导线环网和Ⅱ等水准建立
隧道施工控制网。
3 洞外平面控制测量
3.1 控制测量的精度
3.2 点位设置
为满足施工引测进洞需要,在隧道进出口各布设6个GPS平面控制点,如图1所示,图中J1、J2、QL02、QL03、QL04为隧道进口GPS 控制点,C1、HY、PD2、QL05、QL06、QL07为隧道出口GPS控制点。
所有控制点均用异步环相联,并组成空间三角形和空间大地四边形以加强GPS网的几何强度。
3.3 观测方法与作业要求
采用GPS静态相对定位进行测量,观测前对接收机进行全面检测,仪器精度必须达到标称精度的规定。
GPS观测选择最佳时段,长边和观测条件欠佳的点位增加观测时间。
观测要求及采用主要参数为。
(1)周边观测时段数≥2。
(2)时段长度:当1km＜S≤20km时,为1.5h～2h;当S＜1km时,为0.5h～1h。
(3)卫星高度角≥150。
(4)PDOP≤6。
(5)卫星个数≥5。
(6)采样率≥15S。
(7)每颗卫星连续跟踪时间大于15min。
3.4 数据处理
GPS观测数据采用仪器WILD200的随机软件SKI版处理,基线解算时采用下列参数:采用Hopfield作为对流层模型;采用标准模型作为电离层模;采用广播星历作为星历,采用码和相位数据;采用L1+L2频率,使用＜20km作为解模糊盾的边长限制,先验中误差控制为±10mm。
利用计算机程序软件计算GPS基线网平差、坐标转换、平面网平差等数据。
采用观测数据资料整理、平差计算均采用两组对算、复核、审核等方式来确保数据无误。
3.5 测量精度
表1列出了平差后各控制点的点位平面坐标误差。
为了进一步验证GPS测量的可靠性,采用全站仪测导线方法,检测
了出口GPS点群所组成的局部小网,两成果相比,X坐标相差为1.5mm,Y坐标相差为1.7mm,水平角相差1.53″,说明数据可靠。
4 洞内平面控制测量
4.1 施测等级的确定
依据《铁路测量技术规则》的规定,17km～20km范围的隧道,其洞内外贯通中误差总和不超过250mm,按照这一规定,洞内可以依据通视情况设点,平均边长设置为500m,洞内外贯通误差按照250mm计算,精度即可满足要求和精度指标进行施测基于二等导线的要求。
另外,项目组经过综合论证,决定洞内导线布设成导线闭合环网,并按一等导线的要求和精度指标进行施测,这一方法确保了横向贯通误差＜100mm。
4.2 控制桩点设置
如上所述,等边闭合导线环网作为洞内外平面控制导线。
设置500m作为导线平均边长,一个闭合导线由10条边组成,而设置4个闭合环在出口段。
一条导线设在离洞壁1m～2m的位置,另外一条导线沿隧道中线方向,这样的设置方法,使得沿隧道中线方向的导线可用来放样,且不会破坏导线点。
4.3 贯通误差预计
由式m2洞内＝(mβ×Ｌ/ρ)2×(n+3)/12其中mβ＝0.7″,L＝19km,ρ＝206265″,n＝38,代入上式,得m洞内＝±119mm。
根据洞外GPS控制测量成果计算得m外＝±45mm,则由:
m2总＝m2内＋m2外
将m内和m外代入上式,得
m总＝±95mm
小于横向贯通中误差值100mm的要求,并远小于《铁路测量技术规则》规定的全隧道横向贯通中误差值250mm的要求。
4.4 数据处理
(1)测站平差,在水平角每测站测完后进行。
(2)检查闭合差粗差,即计算每个闭合环的角度闭合差,检查其中是否存在粗差。
(3)通过加、乘常数改正,气象改正,投影改正,使所有测量边长值归算到隧道统一高程面(976m)。
(4)在计算机上用导线网平差程序完成计算,包括对整个闭合环网进行严密平差计算,从而可计算出每个控制点的坐标值,并进行精度评定。
计算结果表明,洞内导线的测角精度为m＝±0.63″。
5 结语
(1)从精度分析来看,可以采用GPSB级网进行隧道平面控制测量,其结果是可靠的,能达到隧道贯通的优点,节约了费用,缩短了测量周期,达到了京都要求。
(2)根据隧道贯通精度要求设计导线测量精度,同时利用等边闭合导线环网来布设隧道内控制测量网。
而且在施测时的控制精度指标不低于设计精度要求,才能达到京都贯穿。
(3)洞内高程控制测量采用的是Ⅱ等标准,结果表明能达到很高的贯通精度,以后长大隧道施工进行洞内高程控制测量可以借鉴该方法。
