隧道控制点布网方案(单导线)

广元至达州线巴中至达州段站前工程 I 标段

隧道洞内控制网布设方案

编制： 复核： 审核：

中铁七局集团巴达铁路站前I标段工程指挥部

二0—年十月

隧道控制点布网及测量方案

一、 测量依据

1、《铁路工程测量规范》

2、设计院提供的平面控制网点及水准网点得内业资料 3、加密导线及水准点的内业资料 4、隧道设计图纸 二、工程概况

中铁七局巴达铁路站前 I 标段第二经理部管段内隧道共计 13.5 座，分别为张家湾隧道、葫芦咀 1#隧道、葫芦咀 2#隧道、 青龙咀隧道、 南台山隧道、 康家院隧道、 徐家湾隧道、 洞沟隧道、 马耳梁隧道、南垭邱隧道、小罗家梁隧道、郭家沟隧道、潘家湾 隧道、梨树坪隧道。隧道为单线隧道，全长 19.387 千米，，分别 为：张家湾隧道出口 1879 米、康家院隧道 1571 米、南台山隧道 2033 米、青龙咀隧道 1031 米、徐家湾隧道 4652 米、洞沟隧道 1418 米、马耳梁隧道 249 米、潘家湾隧道 829 米、郭家沟隧道 243 米、南垭邱隧道 1693米、葫芦咀 1#隧道 784 米、葫芦咀 2# 隧道 674 米、小罗家梁隧道 508 米、梨树坪隧道 177 米。 三、 施工工序流程

1、 主要测量工作及仪器配置 ① 平面控制测量 ② 高程控制测量 ③ 洞内开挖放样测量

④ 断面超欠挖测量 ⑤ 贯通测量

复测及控制测量使用测量仪器标

序号 1 2 3 4

仪器名称 双频GPS 全站仪 水准仪 电子水准仪 规格型号 天宝R8 徕卡 TS06/TCR802 苏光DSZ2 徕卡DNA03 数量 备注 4 1 2 1 2、 测量人员配备及分工

经理部总工文朝维为组长；许宜昌为副组长。主要负责 复测组织，管理及数据的上报复核。

部门 一分部 二分部 三分部 四分部 五分部 小组负 责人 李杰 高连顺 汪健 王明礼 许三喜 祁涛、张进鹏、 张钟月 哈维太、田羽、 马朝武 嵇孟卓、褚尚武、 王帅 牟宁宁、刘琨、 陈宏东 廖灿、李会平、 白永德 外业测量、记录 及整全站仪一台，水准仪 两台 全站仪一台，水准仪 两台 全站仪一台，水准仪 两台 全站仪一台，水准仪 两台 全站仪一台，水准仪 两台 理 理 理 理 理 外业测量、记录 及整外业测量、记录 及整外业测量、记录 及整外业测量、记录 及整组员 仪器 职责 注：各分部可根据自己管段内的施工情况调配人员组织，每日将测量情况及 时汇报于经理部，以便经理部做好安排工作。

平面测量和导线布设由各个分部的小组完成， 并按开挖进度进行复 检。

四、 主要测量工作及内容 1、 洞口平面测设

为满足施工需要隧道洞外控制测量采用 GPS结合CPI控制点对 施工控制点进行加密，加密点在选点、加密、平差等个工序均应满 足规范要求。

隧道平面控制测量的主要任务是保证隧道的精度与正确贯通， 并定出施工中线。选点是把图纸上设计的点位落实到实地，并根据 实际地形进行修正。边角网点选在通视良好的、交通方便、地基稳 固而且能长期保存的地方， 视线要避开障碍物。 对于能够长期保存， 离施工区较远的点要考虑图形结构和便于加密。直接用于施工放样 的控制点位便于施工放样。施工测量的首级控制点和药长期保存的 各级控制点应埋设具有强制归心装置的砼标墩或钢架标墩。砼标墩 埋设过程：实地标定点位；挖基坑及整平基底；树钢筋固定金属十 字标；浇筑砼；外观整饰及编号；加保护装置。在基岩层上或坚硬 混凝土路面上可直接钻孔， 将刻有十字中心标的膨胀螺栓打入孔内， 标石埋好后要稳定至少 7 天才能开始观测。 具体标准及操作方法必 须严格按照项目部 2010年 11 月下发的《控制点埋设要求》进行 。

施工时通过洞外精测点，引进洞内采用双导线布置形成闭合导 线，采用全站仪、精密水准仪等测量仪器，精确控制隧道中线。洞 口导线点埋设使用①22钢筋（钢筋顶面刻有十字丝）埋于洞口坚硬 地面上，并用混凝土固定桩位，点与点之间通视良好。点位布置完 毕后利用设计院交接的导线网点（已知 GPS 点）做基准点，使用

GPS进行导线加密，导线精度满足规范要求，使用精密水准仪从两 个高等级的水准点测定导线上的高程，并平差合格。

2、洞内外联测

洞内外联测，应选在阴天，气温稳定，无风情况下进行。水平角 观测在不同时段采用方向观测法测 2组，每组15个测回。测距采用 对向观测，其中竖直角观测四个测回，测距 6次，边长归算考虑气象 改正，投影改正。投影面高度最好为隧道中线平均高程 (GPS网投影 高程面)。

高程测量严格按照《铁路测量规则》四等水准测量要求进行，采 用往返不同线路进行施测，在往返闭合差满足要求时，取返往平均值。 3、 洞内控制测量

洞内导线测量一般采用下列几种形式：

单导线、导线环、主副导线环、交叉导线。本标段隧道均为 单线隧道，断面较小，故采用单导线进行布网。

2

x

图 7- 10洞单导线导线布置示意图

3.1平面控制网的基本要求 (1) (2)

导线边长为200~400m，且不应小于 200m。

导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠的地方。布点时 应与作业队充分协调，并做好交底。

(3) (4)

控制点间视线应避开洞内设施 0.2m以上，并避开电器。 导线点宜采用 ①20以上的钢筋桩，桩长不宜短于50cm,

桩顶最好比洞内地面低 5〜10 cm,上面加设坚固护盖， 然后填平地面，注意护盖不要和标石顶点接触，以免在 洞内运输或施工中遭受破坏,并在边墙上标注点名,用 箭头指示桩位。

3.2 高程控制点的基本要求

( 1 ) 洞内每隔 200~500m 布设一对水准点,每对水准点间 的距离宜为30〜

100m,不应将一对水准点布设在同一 横断面上。

( 2) 水准点不宜埋设在未衬砌的边墙上或软弱地段。 ( 3) 水准点可以和导线点共桩,此时,钢筋头应高出桩面

5mm。

4、 平面控制网布网方法

( 1 ) 以洞口投点为起点,沿线路(隧道)中线或侧移适当距 离布设,具体位置以桩

位稳固且以保护、测量干扰小为 原则。

( 2) 随着隧道的掘进先布设单单线,隧道掘进超过导线设计

边长 2〜3 倍时,进行一次导线引伸测量。

( 3) 外业观测 5、基本工作及要求

( 1)测量仪器和工具的检查 洞内控制网观测必须使用经国家计量部门鉴定合格并

在有 效期内的仪器。观测前，还应参照《铁路工程测量规范》及《仪 器使用手册》 的有关规定和要求对所有仪器进行检查， 保证仪器 处于合格状态。

观测前还应注意检查棱镜基座及站标的状况， 此外还应对仪 器、对讲机、照明设备等进行充电。

(2) 观测前应加强隧道的通风至少半个小时，充分排除洞内烟 尘，避免尘雾。 (3) 观测时，仪器和棱镜的架设高度宜大于 1.3m，反射棱镜有 足够照明度， 并应将目标附近的照明灯关闭， 避免视场中强散射 光的干扰，尤其是碘钨灯等。

( 4)由洞外向洞内引测时，宜在夜间气温较稳定后或者选择气 象稳定的阴天进行。

( 5)为适应洞内温度和湿度，仪器进洞后必须晾 20~30min。 ( 6)观测过程中应避免仪器和棱镜面无水雾。 ( 7)当洞内有瓦斯时，必须采取安全可靠的防爆措施。 ( 8)安置仪器时，必须清除桩顶的水或污泥，保证精确对中。

( 9)测距时应实测仪器中心附近的温度、气压，并输入全站仪 中在测距时实时改正。

( 10)观测时，转动仪器应平稳、匀速，并按规定方向旋转，在 每半测回中仪器照准部转动方向始终一致，若实现越过目标时， 应继续按原方向旋转一周，再重新照准目标。

( 11 )观测中可采取仪器和棱镜多次对中整平 (每次转动仪器基 座120°然后对中整平）的方法，以减小置镜误差的影响。

（12）为了避免计算出错，观测时每个导线环的前进方向统一按 逆时针方向（如图2）.

5.2左右角观测法

（1） 盘左位置：精确瞄准后视觇标 A （注意消除视差，前后视

A

以导线前进方向为准），测角、测距。 （2） 顺时针转动照准部，瞄准前视 觇标B，测角、测距，完成盘左半测 ° 回（上半测回）。

（3 ）盘右位置：逆时针转动照准部

1

1〜2周，精确瞄准前视觇标 B，测角、测距。 （4） 逆时针转动照准部，瞄准后视觇标

A，测角、测距，完成 盘右半测回

（下半测回），至此，完成水平左角一测回的观测。

（5） 盘左位置：大致瞄准后视觇标 A，配置水平度盘（全站仪 配置度盘的方法请参照用户手册，也可以不配置）

，即改变度盘

读数 180° /n+4 〃（ DJ1）,或 180° /n+10 〃（ DJ2）.将前后视对 调一下，按上述方法完成水平右角的观测，即观测顺序为： 左）Bf Af （盘右）Af Bo

（6） 重复以上步骤，完成全部观测。

洞内导线测量时应注意以下几点 ：

①

点的稳定性，

点没有发生变动时，才能用它来发展新点。

② 尽量形成闭合环，两条路线的坐标相比较， 量测距离与反 酸距离相比较等检核条件，以免发生错误。

②导线应尽量布设成长边或等边，一般直线地段不短于 200m，曲线地段不短于 70m。

④测角时，必须经过通风排烟，使空气澄清以后，能见度恢 复时进行。根据测量的精度要求确定使用仪器的类型和测回 数。

② 以导线形式作为洞内平面控制时，正式的中线点以临近的导 线点测设于地面上之后，应在中线上安置仪器，以任何两个已知 坐标的点为目标测其角度，用实测角度值与坐标反算角度值进行 比较检核，以检查中线点测设的正确性。如下图所

每次建立新点之前必须检查老

只有在确定老

（盘

示，中线点 5

由导线点C测设出来之后，将仪器安置在5点上，测出检查角与 坐标反算角比较。

6、 洞内高程控制测量

洞内高程控制测量使用 DSZ2水准仪，区格式水准尺，采 用中丝读数法进行往返测量，测量等级为四等，观测顺序为：

洞内水准测量与洞外水准测量的方法基本相同，但有以下特点:

① .隧道贯通之前，洞内水准路线属于水准支线，故需往返多次 观测进行检核。 ② .洞内三等及以上的高程测量应采用水准测量， 进行往返观测； 四、五等也可采用光电测距三角高程测量的方法， 应进行对向观 测。

③ .洞内应每隔200〜500m设立一对高程控制点以便检核•为了 施工便利，应在导坑内拱部边墙至少每 100m设立一个临时水准 点。

CD .洞内高程点必须定期复测。测设新的水准点前，注意检查前 一水准点的稳定性，以免产生错误。 ⑤.如洞内施工干扰大，可使 用挂尺传递高程，如图所示，

hAB=a-b ,

的挂尺(如图中B点挂尺)，读——— —一 --- 数应作为负值计算，记录时必

须在挂尺读数前冠以负号。 B点的高程：HB =HA +a -(- b) =HA+a+b (14-6) 7、平面控制网平差

平差计算按照闭合导线平差法进行。计算可按以下四步进行： (1)角度闭合差的计算和调整 多边形内角和的理论值为：

' 理(

n - 2)180

式中n为内角的个数，由于角度观测值中不可避免的含有误差， 所以实际观测所得的内角总和'「测不可能等于'「理，其相差的 值称为闭合导线角度闭合差，用 「表示，即

「八」测'［理

按图根导线计算容许角度闭合差

F： = 40 n

（n——内角个数） 即可把角度闭合差按相反

当实际角度闭合差没有超过容许值时， 符号平均分配到每个角 （2）坐标方位角的计算

导线边的坐标方位角，是按起始的已 知坐标方位角和导线的转折角依次 推算出来的，如右图所示，假定 AB 边的坐标方位角:-AB为已知，则BC 边的坐标方位角:BC可按下列公式计

A

二〔BC = AB 18 0 --右 ^或

-：：BC = ■' AB

- 180 左

式中［左、1右是经过调整后的导线左角和右角。用上式计算式应 注意以下两种情况：

①当计算结果出现负值时，则加上 360 °;

②当计算结果大于360°时，则减去360

(3) 坐标增量的计算和坐标增量的调整 ②坐标增量的计算 在平面直角坐标系中，相邻两导 线点坐标之差称为坐标增量，也 就是导线边在纵横坐标轴上投 影的长度，如右图所示中的 厶XAB、勺AB。如果已知 AB的长 度d和坐标方位角:AB，则坐标 增量可按下式计算

d / —一 ■严心b X

XB B - / AB

二

XA A △ yAB YA ‘ ______ dcos： AB

yAB = yB -

A = ds in

AB

O YB ” 丫 坐标增量是向量，按照导线前进的方向，凡是向北和向东的增量 为正，向南和向西的增量为负，它决定导线边的坐标方位角。坐 标增量的符号与坐标方位角的正弦和余弦函数的符号一致。 ②坐标增量闭合差的计算

闭合导线的纵横坐标增量代数和，理论上都应该等于零，即

' X 理二 0

' y 理=0

但由于所测边长都不可避免的存在误差，

角度虽然经过调整，但

不可能与实际相符，因此按测得的边长和经过改正后的角度计算 出得坐标增量，其代数和往往不等于零而是等于某一数值

fx和

fy，这个数值就是纵坐标和横坐标的 坐标增量闭合差。即

f

x八 X测

fy八人y测

由于坐标增量闭合差的存在，使闭合导线在起点 A点处不能闭

合，而是存在不闭合点A，AA伺的距离f为导线全长闭合差。

2

2

x

f

f是由于测边和测角误差对导线产生的总的影响，导线越长这种 误差的累积越大，所以衡量导线的精度应该考虑到导线的总长， 用导线全长相对闭合差 K来表示。即

式中v d为导线总长。相对闭合差K通常用分子为1的分数表示， 各种导线的容许全长相对闭合差可查阅《铁路工程测量规范》 。

当导线全长相对闭合差超限时，应对导线的计算和外业工作进行 检查，当导线全长相对闭合差在容许范围内时， 工作一一坐标增量的调整。 ③坐标增量的调整

由于计算坐标增量时采用已经经过调整后的角度计算的，

所以坐

则可进行下一步

标增量闭合差可以认为主要是由于导线边的误差引起的。因此， 坐标增量闭合差可以取相反的符号， 按边长得比例分配到各边的 坐标增量中去。故各边坐标增量改正数为：

d

i

' d

di

而坐标增量改正数总和必须满足以下条件:

—y r

这样使改正后的坐标增量总和等于零。各边的坐标增量计算值加正数，就得出调整后的坐标增量。 （4）坐标的计算

从已知坐标点1开始，根据调整后的坐标增量，依次推算其他导线点的坐标。即

X2 = Xi X12，y< yi2

X3 = X2

X23，wn

y23

……由此依次推算出各个导线点的坐标

具体算例参考如下:

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8控制网复核规定

(1) 控制测量由各个分部工程部组织施测并计算，由分部总

工复核后报项目部工程部；项目部工程部组织对控制网进行 复核测量，并将复核情况上报公司工程部；公司工程部根据 情况组织复核。 (2) 每次往前延伸导线时，应通过同精度测角、测边检测原 有导线最前端相邻三个点的位置。如果边、角的差值在精度 允许误差范围之内，则认为原有导线点可信，可以进行延伸 测量，否则，应在应在原有导线依次倒退检测，直至合格为 止，如果检测结果未超过限差，但其差值已

经大于较差的中 误差而接近限差时，宜应依次倒退多检测几个角和几个边， 以判断原有成果的可靠性。 9、施工测量

隧道开挖放样及钢支撑定位放样必须每循环进尺都要进 行，各个分部必须每 5 米进行复核测量。初期支护完成后必须 每 5 米对初支断面进行断面测量检查， 如发现有超欠挖必须以 书面形式（并附超欠挖断面）对施工班组进行交底，超欠挖处 理完毕后方可进行下道工序施工。 隧道衬砌浇筑前，必须对衬 砌段进行中线与高程测定，控制模板台车的位置与标高。 隧道 衬砌施工完成后，必须对衬砌段进行中线放样与高程复核。 并 测出衬砌后的净空断面。

五、测量资料管理 测量放样的依据是施工图纸及相关规范，要求使用的图纸 及规范必须盖“受控章”，确保其有效。对工程所用测量资料加 以分类存档，并按要求进行管理。所有原始测量数据必须在现场 用铅笔记录在规定的测量表格内， 记录数据字迹应端 正、整齐、 清楚，不得更改、擦该、转抄。每次施测前应在室内做好数据计 算，同时将施工过程、测量方法及要求对测量人员交底。 测量 资料必须由一人计算，另一人复核签认后才能用于现场施工放 样。所有 现场测量原始记录，必须将观测者、记录者、复核者 记录清楚且须是各岗位操作 人员自己签名。中线施工放样必须 用经纬仪记录本，各项记录必须填写清楚。 对水平高程放样记录 必须用水准仪记录本，记录中各项指标要填写清楚、完整。 六、 注意事项

严格按规程办事，遇到超限时要严格检查，不合规范要及

时返工。测量组人员要团结配合，保持测量人员的相对稳定。 制

定仪器维修和保养制度，加强仪器的维修和保养工作， 保持其良 好状态，按时送检。 专人负责对桩点的保护，注意防止桩点的 沉降、偏移并定期复核，有偏差时及时调整。

观测和计算结果

成

必须做到记录真实，注记明确，计算清楚，格式统一，装订

册长期保管。 一切原始记录和记事项目必须在现场记录清楚， 不得涂改， 不得凭记忆补记， 记录本必须填明页次、注明记录 人、观测人、计算人、复核人、观测日期、起始

时间、气象条

件、使用的仪器和觇标的类型，并详细记录观测时的特殊情况。 因 超限划去的观测记录应注明原因。未经复核、验算的资料严 禁使用。 七、 测量质量的保证措施

执行现行有关测量技术规范，保证各项测量成果的精度和可 靠性。定期组织 测量人员与相邻施工单位共同进行洞外控制点 联测，保证控制点的准确性。

认真审核用于测量的图纸资料，

复核后方可使用，抄录数据资料必须仔细核对，且须经第二人核 对。各种测量的原始记录必须在现场同步完成，严禁事后补记 补绘，原始资料不 允许涂改，不合格时应补测或重测。 测量的 外业作业必须采取多测回观测， 并形成合格检核条件， 内业工作 坚持 两组平行计算和相互校核。 重要的定位和放样必须采 用不同的测量方法或在不同的测量环境下进行。 利用已知点（包 括控制点、 方向点、高程点）必须坚持先检测后利用的原则， 即 已知点检验无误合格时方能使用。 八、测量安全的保证措施

1、测量人员应遵守相关安全规定。

2、应根据测量部位和项目，按规定劳保着装，落实各项安全防 护措施。 3、进入施工现场前，应检查测量仪器灵敏可靠，测量工具齐全 适用。 4、测量仪器应支放平稳可靠，并设围栏和警示标志。 5、进入危险部位，如边坡、孔洞旁测量时，应设专人监护。 6、底孔或廊道内进行测量时，应采取防护措施，并设专人监护。

7、进行野外测量作业时，应采取防止摔伤、落石和动植物伤害 的保护措施。