淺談隧洞施工測(cè)量

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1、淺談隧洞施工測(cè)量摘要：隧洞施工測(cè)量包含了洞外控制網(wǎng)的建立與洞內(nèi)控制測(cè)量?jī)刹糠?。木文?jiǎn)耍介紹了常見(jiàn)的洞外控制網(wǎng)的建立方法和洞內(nèi)控制測(cè)量的施測(cè)方法。以延安市南溝門水庫(kù)引洛入葫輸水隧洞工程測(cè)量為例。關(guān)鍵詞：平面控制網(wǎng)；高程控制網(wǎng)；工程獨(dú)立坐標(biāo)系；支導(dǎo)線中圖分類號(hào):TB22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A水利項(xiàng)目中，隧洞工程測(cè)量的重要性在水利水電丁程建設(shè)中為了施T導(dǎo)流、引水發(fā)電或修渠灌溉，常常要修建隧洞。施工測(cè)量是隧洞按設(shè)計(jì)精度貫通的重要保證。隧洞施工前要進(jìn)行貫通誤差設(shè)計(jì)和施工控制網(wǎng)的布設(shè)，并以此為依據(jù)把設(shè)計(jì)圖紙上隧洞的平面位置和高程，按精度要求

2、測(cè)設(shè)到地面上，作為施工的依據(jù)。隧洞工程一般在施工過(guò)程中有好兒個(gè)工作面同時(shí)開(kāi)工，這就要求相向開(kāi)挖的隧洞必須按設(shè)計(jì)要求安全貫通。洞外控制網(wǎng)的建立為了保證各個(gè)工作面之間的坐標(biāo)和高程系統(tǒng)一致，必須按照規(guī)范要求布設(shè)相對(duì)獨(dú)立的工程處標(biāo)系統(tǒng)。并且應(yīng)在洞外埋設(shè)具有強(qiáng)制歸心裝置的觀測(cè)墩和水準(zhǔn)點(diǎn)。平面控制網(wǎng)：建立平面控制網(wǎng)，可以采用三角控制測(cè)量、各種形式的邊角組合策略、導(dǎo)線測(cè)量及GPS全球定位等測(cè)量方法。平面控制網(wǎng)建立應(yīng)因地制宜，根據(jù)工程規(guī)模及放樣點(diǎn)的精度要求確定，做到技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理。平面控制網(wǎng)可布設(shè)成測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)、邊角組合網(wǎng)、GPS

3、網(wǎng)和導(dǎo)線網(wǎng)。平面控制網(wǎng)一般為獨(dú)立網(wǎng)，對(duì)于觀測(cè)數(shù)據(jù)可以不做高斯投影改正和方向改化，但應(yīng)將邊長(zhǎng)投影到測(cè)區(qū)內(nèi)某一高程面上。高程控制網(wǎng)：高程控制網(wǎng)是施T測(cè)量的高程基準(zhǔn)，其等級(jí)劃分為二、三、四等。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、范圍大小和放樣精度來(lái)確定。高程控制網(wǎng)應(yīng)布設(shè)為閉合環(huán)線、附合路線或節(jié)點(diǎn)網(wǎng)?？梢圆捎盟疁?zhǔn)測(cè)量方法和三角高程孤!］量方法。洞內(nèi)控制測(cè)量方法洞內(nèi)控制測(cè)量包含平

4、何控制測(cè)量和高程控制測(cè)量?jī)煞N。平面控制測(cè)量一般采用導(dǎo)線測(cè)量方法；高程控制測(cè)量一般采用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量方法。冃前，洞內(nèi)平面控制測(cè)量多采用支導(dǎo)線法；高程則采用支高程

5、線路。舉例說(shuō)明4.1工程簡(jiǎn)介引洛入葫馬家河低壩引水樞紐工程位于洛川縣馬家河村附近，壩址位于洛河交口河水文站以上約38km處，距洛川縣城約12km。引水樞紐主要建筑物由溢流堰、副壩、沖沙閘等三部分組成。輸水隧洞主要由進(jìn)口放水塔、引水隧洞和出口明渠段等三部分組成，全長(zhǎng)6.115km。輸水隧洞進(jìn)口洞底設(shè)計(jì)高程852.50m,出口洞底設(shè)計(jì)高程848.48m。施工擬設(shè)支洞2個(gè),最大相向開(kāi)挖長(zhǎng)度約3.7km。4.2采用坐標(biāo)和高程系統(tǒng)坐標(biāo)系統(tǒng)：掛靠在1954年北京坐標(biāo)系下的獨(dú)立坐標(biāo)系（具有抵償高程面的任意帶平面直旳坐標(biāo)系，中央子午線為

6、109。19，,高程投影面850m）；高程系統(tǒng)：掛靠在1956年黃海高程系統(tǒng)下的獨(dú)立高程系。4.3貫通誤差設(shè)計(jì)限差洞外控制測(cè)量中誤差在貫通面上的誤差影響值相向開(kāi)挖長(zhǎng)度（含支洞在內(nèi)）km洞外控制測(cè)量中誤差在貫通面上的誤差影響值（mm）橫向縱向豎向<5±30±30±154.4洞外控制網(wǎng)4.4.1洞外平面控制網(wǎng)：根據(jù)工程所在區(qū)域地形地貌特征，并參照《水電水利工程施工測(cè)量規(guī)范》第十一章“地下工程測(cè)量”要求，洞外平面控制選取三等GPS網(wǎng)形。（1）點(diǎn)位的布設(shè)：在馬家河引水樞紐區(qū)布設(shè)4個(gè)GPS點(diǎn)，在兩個(gè)支洞及引水隧洞出口各布設(shè)3個(gè)GP

7、S點(diǎn)，上述13個(gè)GPS點(diǎn)構(gòu)成GPS網(wǎng)，網(wǎng)形見(jiàn)附圖1。各處GPS點(diǎn)間均應(yīng)相互通視，相鄰控制點(diǎn)最小間距不宜小于400米。編號(hào):Pi（i二1、213）o(2)選點(diǎn)與埋設(shè)標(biāo)石嚴(yán)格按照水利水電施工規(guī)范。(3)野外觀測(cè)：觀測(cè)采用6臺(tái)中海達(dá)V8雙頻GPS接收機(jī)。使用的GPS接收機(jī)應(yīng)為按規(guī)定通過(guò)了檢驗(yàn)后的儀器，作業(yè)前還應(yīng)檢驗(yàn)基座圓水準(zhǔn)器和光學(xué)対中器是否正確。觀測(cè)方法嚴(yán)格按照規(guī)范要求。(2)數(shù)據(jù)處理：GPS網(wǎng)采用屮海達(dá)2003全球通用版軟件進(jìn)行基線向量解算。平差采用GPS工程測(cè)量網(wǎng)通用平差軟件包(CosaGPSV5.20)進(jìn)行處理。a)G

8、PS網(wǎng)觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn):計(jì)算任一三邊同步環(huán)的坐標(biāo)分量相對(duì)閉合差及全長(zhǎng)相對(duì)閉合差，英值應(yīng)滿足下表規(guī)定：同步環(huán)處標(biāo)分量及環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差的規(guī)定等級(jí)限差類型坐標(biāo)分量相對(duì)閉合差環(huán)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差三等3.0X10-65.0X10-6異步環(huán)各坐標(biāo)分量丨W丨、IW

9、>

10、W

11、閉合差均應(yīng)WI2

12、；異步環(huán)全長(zhǎng)閉合差WW

13、2

14、；復(fù)測(cè)基線的長(zhǎng)度較差W

15、2

16、(以上各式屮閉合環(huán)中的邊數(shù)，基線向量的弦長(zhǎng)中誤差)。b)GPS網(wǎng)平差：首先在WGS-84坐標(biāo)系中進(jìn)行三維無(wú)約朿平差；以1954年北京坐標(biāo)系的已知點(diǎn)為起算點(diǎn)，進(jìn)行二維約束平差，得到各點(diǎn)在195

17、4年北京坐標(biāo)系下的坐標(biāo)；在1954年北京坐標(biāo)系下二維約束平差的基礎(chǔ)上,取測(cè)區(qū)一端一個(gè)點(diǎn)坐標(biāo)作為起算點(diǎn)、一條邊方位為起始方位角，中央子午線取109。19’,高程投影面850m,按GPS獨(dú)立網(wǎng)進(jìn)行平差。平差處理時(shí),應(yīng)在引水樞紐、兩個(gè)支洞及隧洞出口等四處，采用TCA2003全站儀按二等精度施測(cè)的邊長(zhǎng)作為固定邊；對(duì)于部分基線