谈铁路长大隧道的洞内平面控制测量

浅谈特长隧道的洞内平面控制测量【摘要】本文陈述长距离隧道的平面控制网布设情况。

洞外控制测量采用先进的GPS技术，采集数据经过合理处理后，满足隧道施工规范的要求；洞外控制测量的导线铺设采用左右双导线网布设和线性交叉导线网布设联用的方式，测量结果表明该方法满足规范规定要求。

关键词：隧道；GPS；控制测量随着我国经济的快速发展，为了便于人员来往交流和提高货物的流通速度，高速公路、铁路的建设任务越来越多，同时需要修建的长大、特长隧道也越来越多。

如何有效地控制好隧道的贯通误差，无论是从经济方面还是从技术方面考虑都显得越来越重要。

目前,以电磁波测距仪、全站仪为代表的测绘技术快速发展，使勘测手段得到很大改进。

然而，随着GPS(全球定位系统GlobalPositioningSystem)技术的问世及其被广泛应用于勘探领域，勘测设计与施工必将取得更大的改进。

本文根据以往控制测量经验，结合秦岭某隧道实际测量情况，研究长大隧道的洞内平面控制测量方法。

1、工程概况某隧道所处的地理位置具有自然环境复杂、植被茂密、气候条件差、交通十分不便及测区相对高差大、控制点不易布设等不利条件。

隧道由两座基本平行的隧道组成，两隧道中线水平间距为28m，垂直距离 2.4m。

线隧道全长16.85km，隧道进口端洞口高程约863m，出口端洞口高程约981m。

II线隧道全长16.71km。

隧道进口端洞口高程约865m，出口端洞口高程约983m。

隧道两端洞口均位于半径为450m的曲线地段。

本文的讨论是以线隧道为例。

2、洞外平面控制测量考虑到隧道所处地理位置的实际情况，如果采用常规的三角控制测量，工期长且精度也难以保证，所以应用GPS技术进行平面控制网设计，这样不仅可以满足隧道贯通精度，而且有利于施工测量、减小施工强度。

控制点正确合理的选择有助于GPS外业工作的顺利进行，提高测量结果的可靠性，同时也为后续施工提供可靠便利条件。

控制点选在四周较开阔且稳定的岩石上，以便满足接收卫星信号的要求，控制点远离高压线附近以减少电磁辐射源的影响，每个洞口有4个控制点是为了后续施工放样的检核和控制点稳定性的检验，每个洞口两相邻控制点间的距离在300~500m之间且相互通视，便于全站仪的施工放样。

隧道洞内平面导线测量质量控制
隧道洞内导线测量精度要求高，测量结果关系到隧道最终正确贯通。

应加强对隧道洞内导线测量的质量控制。

这里说明2点，其他相关内容详见《高速铁路施工技术》。

（1）补测规定
洞内导线控制测量完成后，应及时检查闭合环闭合差是否超限。

如果超限达到1/3时，说明该批次测量质量差，未能达到要求，必须查找原因，改进观测方法，该批次应全部重测。

（2）测角精度计算
根据导线环角度闭合差，可按下式计算测角中误差。

式中，fβi为闭合环角度闭合差；n i为闭合环的边数；N为闭合环个数。

高速铁路测量精度要求较高，一般情况下闭合环的个数少于20个，根据统计概率理论可知，由于统计子样数量较少，计算得出的中误差可能偏于危险，此时宜将上述测角中误差进行修正以策安全。

子样数目少于20的中误差修正系数
序闭合环个数N修正系数k
11 2.0
22～5 1.7-N/10
36～10 1.2
411～20 1.1
计算方法：如果闭合环个数（多余观测数）少于20，由闭合差计算得出的测角中误差按上表放大一个修正系数k作为实际的测角中误差，再与规范中规定的测角误差进行比较，来判定测量精度是否达到规范标准。

铁路长大隧道洞内平面控制网测量发布时间：2022-08-28T06:21:07.380Z 来源：《中国建设信息化》2022年第27卷第8期作者：王国博[导读] 本文针对铁路长大隧道施工过程中，洞内线路平面控制网CPⅡ的测量中的交叉导线网和自由设站边角交会网的特点进行分析。

王国博哈尔滨铁道职业技术学院黑龙江省哈尔滨市 150060摘要：本文针对铁路长大隧道施工过程中，洞内线路平面控制网CPⅡ的测量中的交叉导线网和自由设站边角交会网的特点进行分析。

对自由设站边角交会网的构网方法、优势以及外业和内业精度进行讨论。

为铁路长大隧道洞内平面控制测量顺利开展提供了经验和思路，可为同类工程施工提供借鉴。

关键词：铁路工程长大隧道平面控制网铁路长大隧道在无砟轨道施工前，需要在隧道全面贯通后统一布设，作为轨道控制网CPⅢ的测量依据。

《铁路工程测量规范》（TB10101-2018）规定，长度大于800m的隧道贯通后，应在隧道内测设CPⅡ控制网。

在实际施工中，长大隧道围岩地质条件复杂，若遇到岩溶等特殊地质，开挖面贯通时间往往滞后于施工组织设计，若等所有贯通面全部贯通后再施测洞内CPⅡ控制网，将造成工期严重滞后，给工程建设带来巨大经济损失。

1.洞内CPⅡ控制网测量方法洞内CPⅡ控制网一般采用交叉导线或自由设站边角交会方法施测。

1.1交叉导线网隧道内CPⅡ控制网是为了给CPⅢ网的建立及无砟轨道的铺设提供基准；而隧道洞内平面控制网用于隧道贯通测量和洞内结构物放样。

在隧道洞内平面控制网和CPⅡ控制网建网时，一般采用交叉导线网和导线环网等方法，相比其他导线网，交叉导线网具有较高的横向精度。

利用交叉导线网进行隧道洞内CPⅡ控制网的建网测量，控制点均成对布设在隧道侧壁附近的仰拱上。

每对控制点的间距在300～400m 之间，各个控制点都需要架设全站仪和棱镜进行交错长边联测，因此每一条导线边都有往返测观测值。

每一测站均需要观测网中各边的边长和水平方向。

浅谈长大隧道的洞内平面控制测量技术摘要：文章首先从导线的布设及测量等级的确定，测量方法，导线的检测及洞内导线的测角及测边等几个方面介绍长大隧道洞内平面控制测量；进而分析在控制测量中注意事项及具体要求，以供参考。

关键词：长大隧道；洞内；平面控制；测量技术一、概述隧道控制测量的主要目的，就是保证隧道在两个或两个以上开挖面的相向施工中，使其中线符合线路平面和纵断面的设计要求，在允许误差的范围内，在满足限界要求的条件下正确贯通。

隧道的平面控制测量分为洞外平面控制测量和洞内平面控制测量。

对施工单位而言，洞内控制测量精度的高低就直接影响贯通的精度，如何做好洞内平面控制测量是整个隧道控制测量工作的关键，也是测量工作的难点。

但由于受洞内狭窄空间的影响，洞内平面控制网的布设方案较少，不能采用三角测量、三边测量等检核条件，且因隧道施工在贯通之前无法通视，导线呈支导线无外部检核条件，同时受隧道内的光线和灰尘等影响，测量精度难以保证。

在此，为了保证隧洞在允许精度内贯通，文章就长大隧道洞内平面控制测量技术的相关内容进行探讨，以供参考。

二、洞内导线平面控制测量（一）洞内导线的布设及测量等级的确定长大隧道洞内测量由于环境条件的限制，一般布置成若干个彼此相连的带状闭合导线环网。

除了洞口点位外，其它导线点基本上是同一断面左右两侧成对布设，每对点是相距1～2m为宜。

每个环中点数不宜过多，以4～6点为宜；导线环的边数为4～6条。

洞口点位：距洞口20m左右，以有效地减弱观测时洞内、外光线对比度，洞内满足通视条件；洞内第二排点位:距洞口250m左右为宜，以避免因洞内、外气象条件差异和全站仪最优观测距离产生较大误差。

导线边长需根据隧道长度、线路平面形状、施工方法及断面宽度作选择。

一般，在长直隧道中，采用全断面开挖或在已扩大地段设计的导线边长一般应≤500m；相邻导线边长度应小于1：3；分部开挖的导坑地段边长应≤250m；曲线隧道地段导线设计边长按下式计算：C= 8Rf式中：R——曲线设计半径，m；f——保证最大通视距离的安全断面宽度，m；f=b—O.7m（b为断面开挖宽度，m）。

高铁长大隧道洞内施工平面控制测量方法研究1 施工平面控制测量方法应用要点1.1 做好网型的选择隧道洞内平面控制通常选择精密导线测量，据以往施工经验，单面掘进3 km 以下的隧道，采用闭合导线（双导线）的方式进行测量可满足施工控制需要。

由于本隧道单面掘进长度大于5 km，洞内导线应布设成多边形闭合环，每个环由4～6个边构成，长隧道宜布设成交叉双导线形式，增加网的内部检核条件、提高网的可靠性。

隧道施工时，靠近开挖作业面处停有钻爆台车、衬砌台车、防水板台车及衬砌养护台车等，对测量通视的影响较大，选择在中心水沟两侧布点，形成闭合环式导线利于坐标的传递。

如果在该路段进行交叉双导线的布设，由于其通视宽度相对较低，平均值在2～3 m之间，建立闭合环需要将角度控制在较小的范围内，对测量精度的要求较高，若操作不当很容易引起闭合差过大的情况。

在对网型进行选择时，可以将交叉双导线和延伸闭合导线结合使用，借此提高测量结果的精准度[1]。

1.2 进行控制点埋设在高铁长大隧道控制测量过程中，进行控制点的合理选择和埋设，属于重要的工作内容，控制点埋设位置的合理性将会影响到测量结果的可靠性。

在具体的操作过程中，需要注意以下几点内容：（1）根据提前规划的方案，将图纸中的控制点落到实处，借助钻机进行钻孔，考虑到控制点需要长期使用，因此选择耐久性强、高质量的不锈钢标志，钻孔深度控制在1.0～1.5 m，借助砂浆将标志固定在钻孔处。

控制点在应用中的间隔应控制在10 m左右，为后续导线测量工作的顺利进行奠定基础。

（2）合理控制测量导线的长度，相比隧洞外的环境，隧道内部的可见度、空气质量等因素的影响，长度一般控制在250 m以内，所提供的边长应尽量相近，以降低视觉性误差。

（3）其他设施在布置中应尽量绕开控制点所在位置，如通风管可以沿隧道顶部进行布置，创造良好的沉降量监测环境，提高采集数据的有效性[2]。

1.3 测量仪器的筛选在平面控制测量的过程中，测量仪器选择的合规性将直接影响结果的精准度。

浅谈长大隧道平面控制测量摘要：为保证长大隧道能按规定的精度顺利贯通及初支衬砌水沟电缆槽的位置正确，长大隧道施工过程中，平面控制测量必须引起人们的高度重视。

选取正确测量方法、设计合理的测量方案都是十分有必要的。

如何有效的控制好长大隧道的贯通误差，做好长隧道平面控制测量，从技术上显得越来越重要，这也是摆在测量人员面前的一道重要课题。

本文结合兴泉铁路第一长隧西家山隧道的实际测量情况，浅谈长大隧道平面控制测量。

关键词：长大隧道、系统控制、多余观测一工程概况西家山隧道位于福建省三明市境内，进口位于清流县，出口位于明溪县胡坊镇，为单洞单线隧道，全长9890m，起讫里程为DK200+865～DK210+755，线路纵坡为单面坡，纵坡坡度依次为0‰、8‰、3‰、0‰，除隧道出口端1024.6米位于R=2500米的右偏曲线上外，其余均位于直线上。

西家山隧道设置斜井二座，其中一号斜井位于DK204+200线路前进方向左侧，斜井中线与线路中线小里程方向平面夹角为72°，长1015m；二号斜井位于DK208+000线路前进方向左侧，斜井中线与线路中线大里程方向平面夹角为58°，长1400m。

二控制点的布设2.1洞外平面控制点布网与埋设洞外平面控制网一般采用GPS测量，至少布设3个或以上平面控制点，点间需相互通视，点间距离不宜小于300m，形成三角形或四边形控制网。

不少于2个点与隧道洞口通视，作为向洞内传递方向的洞外联系边，且该联系边长不宜小于300m，若地形无法满足，应保证最少有一条边满足GPS观测要求，另一条边利用全站仪导线加密方式完成洞外三角网的闭合测量。

洞外控制点的埋石，采用现浇混凝土墩，中间埋设刻有不锈钢十字标识的方式进行，条件允许尽量埋设强制对中观测墩，洞外控制点点位均应便于安置仪器，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；为了避免电磁场对GPS卫星信号的干扰，点位远离大功率无线电发射源、高压输电线；在点位附近避免有大面积水域，以避免多路径效应的影响；点位布设于交通方便，基础稳定，易于保存，有利于导线联测的地方。

长大隧道洞内控制测量实施方案设计摘 要：本文对长大隧道洞内平面控制测量和高程控制测量实施性方案的设计方法进行了详细的阐述，并以白石河二号隧道洞内控制测量实施方案设计为例，具体分析了方案设计的过程和实施，确保长大隧道的顺利贯通。

关键词：长大隧道 控制测量 方案设计0.前言保证长大隧道的准确贯通，隧道控制测量是关键。

对长大隧道的贯通，规范要求贯通精度很高，隧道洞内控制测量精度的高低直接影响到贯通的精度，为了保证隧道在允许精度内贯通，首先要对洞内控制测量进行设计[1]，在未贯通前对已施测的测量成果进行相应的精度估算，为了保证相应的控制测量精度还要采取相应的测量方案设计。

1长大隧道控制测量方案设计1.1 平面控制测量设计洞内平面控制测量在未贯通前都是支导线。

当接到隧道工程施工任务时，首先要根据洞内相向开挖长度及设计贯通精度要求，对洞内导线进行设计，估算预期的误差、确定导线施测的等级，以保证隧道施工中线的正确，即贯通精度符合要求，更为合理、经济的选择测量设备和测量方案。

为提高测量精度, 导线边长尽量放长。

根据误差传播定律，导线测角及量边所引起的洞内横向贯通误差为:m=±22yl y m m +β其中， m y β=±"ρβm ∑2x Rm yl =±lm l ∑2y d 式中x R 为导线点至贯通面的垂直距离(m)，y d 为导线边对贯通面的投影长度(m)，m β为洞内测角中误差(″)，lm l 为导线边长相对中误差。

m 总= ±22洞内洞外m m +1.2 高程控制测量设计隧道洞内高程控制测量精度直接影响的是高程贯通中误差，根据水准测量误差引起的高程贯通中误差来确定高程控制测量的等级。

洞内受洞外或洞内高程控制测量误差影响所产生在贯通面上的高程中误差按下式计算：mΔh=± mΔ×L式中：mΔ为每千米水准测量的偶然中误差（mm）L为洞外或洞内两开挖洞口间高程路线长度（km）。

浅谈长大隧道控制测量技术摘要在隧道工程施工全过程中，从洞门边仰坡放样、洞门开挖、隧道掘进、仰供填充、初期支护、二次衬砌、隧道贯通等工序均离不开测量工作，隧道工程能否按设计规划的线路以及规范规定的允许误差顺利贯通是我们每个测量人员、项目总工、项目负责人重点关注的问题。

如果出现贯通误差超限或过大，调整贯通误差不但耗财耗力，而且还会严重影响工程质量、工期以及和单位声誉，对后期投标造成严重影响。

要保证长大隧道顺利贯通，控制测量技术尤为关键。

本文从隧道控制点选点及埋设、隧道贯通精度要求、提高精度的措施、洞内控制点延伸测量、贯通误差的调整等方面出发，详细介绍了隧道在施工过程中如何展开控制测量、确保长大隧道的顺利贯通。

关键词长大隧道控制测量关键技术1隧道控制测量环境隧道控制测量按所处地理位置、测量环境的不同分为洞外控制测量和洞内控制测量，一般情况下长大隧道工程大多位于高山险谷，测量观测条件非常困难，要保证隧道顺利进洞，洞外控制点选点埋桩很难找到合适位置；而隧道洞内控制测量的困难来自施工干扰、扬尘干扰等，其困难程度并不亚于洞外测量。

要保证隧道顺利贯通，控制网测量精度的高低将直接决定着隧道贯通误差大小。

由于高精度电子水准仪的诞生和应用，按国家二等水准测量精度要求，每千米水准测量偶然中误差可达到1mm的要求,高程贯通误差极易满足隧道贯通精度要求，因此本文中的控制测量技术均指平面控制测量。

2隧道测量控制点选点、埋标施工单位进场后，首先要对隧道洞口位置进行初步调查核实，根据洞口具体位置对设计提供的测量控制点进行复测和加密。

而施工控制网布设的合理性、标桩的埋设质量是保证隧道顺利进洞以及顺利贯通的关键。

因此对隧道测量控制点的选点、埋标工作十分重要。

2.1洞外控制点选点要求①向洞内传递方向的洞外联系边长度宜大于500m，困难时不宜短于300m。

洞外平面控制点引测边距离短于350m时，应设置强制对中观测墩；②控制点应布设在视野开阔、通视良好、土质坚实、不易被破坏的地方。

长大隧道洞内控制测量曾力锋（中铁五局测量队）摘要以西康公路秦岭终南山特长隧道中铁五局管段东线洞内控制测量为例，介绍长大隧道洞内控制测量的布网、施测和内业计算等方法，以及如何提高洞内控制测量精度。

关键词长大隧道洞内控制测量1 概述西康公路秦岭终南山隧道位于陕西省长安与柞水两县之间的秦岭山区，毗邻西康铁路Ⅱ线右侧，是西康公路的咽喉工程，其长度居亚洲公路隧道之首。

隧道全部在直线上，东线北口里程K64+796，与铁路Ⅱ线隧道中线间距约为120m，东线南口里程K82+816，与铁路Ⅱ线隧道中线间距约30m，全长18.020km。

中铁五局施工东线第一标段（K64+796—K67+796）正洞进口端3000m隧道，与从铁路平导施工的中铁一局第三标段（K67+796—K71+320）贯通，贯通面里程K67+796。

东线从中铁一局第三标段终止里程K71+320—K72+320为中铁五局的续建段，出口方向中线在K72+320与中铁一局衔接。

2 GPS控制网随着全球定位系统GPS测量理论与设备的不断发展，其测量功能更加完善，应用面更为广泛，几乎所有的特长隧道都以GPS作地表控制。

秦岭终南山公路隧道GPS控制网的测设由铁一院承担，采用三台Trimble4000SSE双频接收机进行，作业执行标准为《公路全球定位系统（GPS）测量规范》（JTJ/T066-98）。

控制网观测采用静态定位模式，按一级网精度进行观测，共设6个GPS点，包括铁一院原测控制点QL04、QL07，增设J1、J2、C2、Z835，其中QL04、J1、J2位于隧道进口端，QL07、C2、Z835位于出口端，相当于隧道地表控制在两洞口的投点，复测成果坐标系采用原西康铁路秦岭Ⅰ、Ⅱ线隧道的铁路施工坐标系（投影面高程976m）。

由于公路隧道平均高程与铁路隧道平均高程面接近，边长投影改正变化值很小，且便于从铁路平导施工的单位进行后续工作，因此，公路隧道的控制网采用该坐标系。