东山隧道贯通测量技术设计.doc
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1、东山隧道贯通测量技术设计目录I中文摘要1英文摘要21工程简况32 作业依据及相关要求33 控制测量方案43.1 隧洞地面和地下平面控制网43.1.1 地面和地下平面控制测量等级的各种技术要求4(1)平面控制网的选点、埋设及标志4(2)平面控制测量对测边、测角的要求4(3)水平角观测技术要求及相关内业计算的精度要求53.1.2确定隧洞地面和地下平面控制网的等级进行隧洞横向贯通误差的预计9(1)地上平面控制网所引起的相关横向贯通误差9(2)地下平面控制测量误差所引起的相关横向贯通误差11(3)横向总贯通误差123.2高程控制测量误差引起的竖向贯通误差要求12总结14致谢15参考文献16附录1711
2、9 东山隧道贯通测量技术设计摘 要现代测量技术随着现代测量技术的发展,已经逐渐应用到了隧道工程等诸多领域。对于规范内在隧道工程控制方面的应用,针对不同方案地优缺点做了重点阐述。另外面对引起贯通测量误差大小的原因及精度估计等方面,做了比较详细的介绍和分析。并且结合实践经验和理论知识等,推导出了较能满足贯通测量要求的理论方案。对于东山隧洞施工测量工程,通过精度估算发现其具有较高的精度和较好的实用性。关键词: 东山隧洞、贯通测量、方案、测量精度Through measurement technology todesign the dongshan tunnelABSTRACTWith the hig
3、h speed of development of modern measurement technology, modern measurement technology has been used to the tunnel engineering, and many other fields. For specification inner tunnel engineering control aspects of the application, advantages and disadvantages for different schemes to make the focus i
4、n this paper. Also face cause well versed in the size of measurement error and precision estimation, etc., made a relatively detailed introduction and analysis. And combined with practical experience and theoretical knowledge, deduced the solution can satisfy the requirement of run-through measureme
5、nt theory. In dongshan tunnel construction survey project, through the accuracy estimate found that it has high precision and good practicability. KEYWORDS: Dongshan tunnel, Through survey, Plan, Measurement precision 1工程概况 东山隧洞施工测量工程,位于维州市东山镇西南方向,其东南方向是东山小学,距离东山镇大约 2km 。而距离东山小学大约1.5km 有一条穿过东山镇的南北公路
6、。公路对隧洞的施工提供了较为方便的交通路线。 隧洞全长为 3156m ,穿过了东山山头,东山山头的高程 H=198.236m 。隧洞进口的设计高程约为78.000m ,隧洞的设计坡降约为0.3% 。2 作业的依据及相关要求一般来说,我们这次测量工作的作业依据是水利水电施工测量规范、工程测量规范等。与地面测量相比,地下工程测量具有以下特点:(1)由于地下工程施工面黑暗潮湿,且环境较差,因此需经常进行点下对中,且有时边长较短,所以测量精度难以提高。(2)由地下工程的坑道常常利用独头掘进,而洞室之间又互不相通,因此不便组织校核,出现错误往往不能及时发现。且随着坑道的进展,点位误差的积累越来越大。(3
7、)地下工程施工面狭窄,且坑道往往只能前后通视,造成控制测量形式比较单一,仅适合布设导线。(4)测量工作随着坑道工程测量工作的掘进,而不间断的进行。一般先以低等级导线指示坑道掘进,而后布设高等级导线进行检核。(5)由于地下工程的需要,往往采用一些特殊或者特定的测量方法和仪器。地下工程对测量的要求:(1)应该按照先控制后碎步、高等级控制低等级、对测量成果逐项检核,测量精度必须满足规范要求等。(2)在贯通测量中,当相向开挖两个不同的工作面的施工中线时,往往因测量误差,而产生贯通测量。对于隧道而言,纵向误差不会影响隧道的贯通质量,而横向误差和高程误差将会直接影响到隧道的贯通质量。因此应当积极采取措施,
8、严格控制高程误差和横向误差,以确保工程的质量。(3)为了确保工程质量,在工程施工之前应该进行工程测量误差的预计,预计中应该将容许的竣工误差加以适当分配。一般说来,地面的测量条件比地下好很多。所以在进行地面控制测量时,对于精度的要求会相对高一些,而地下工程测量的精度会适当降低一些。(4)在地下工程测量中,应该尽量采用先进的测量设备,地面的控制测量应该采用GPS测量技术进行。而对于平面联系测量,应该尽量采用陀螺定向法定向,坑道内的导线测量应该采用红外测距仪进行测距。以便加大导线长度,减少导线点数。为了限制测角误差的传递,当导线前进一定距离以后,应该使用高精度陀螺经纬仪,加大陀螺定向边。3控制测量方
9、案3.1 隧洞地面和地下平面控制网3.1.1 地面以上和地面以下的控制测量技术要求(1)平面控制网选点、埋设及标志利用一切资源,尽可能多地收集测区内及相关区域内的地形图和控制网资料等,充分地将这些资料进行利用。在此资料的基础上设计出初步路线,然后到测区内部进行踏勘选点等测量工作。期间应该注意的相关事项如下所示:1)相邻的各个控制点之间应该有较为良好的通视条件,且周边环境要较适宜进行观测。另外对于地面的稳定性要求也比较高,应该选在地基稳定的地方,这样一来就便于进行控制点的长时间保存。2)控制点的点位应该尽可能选在适于安置仪器、视野广阔和便于保存之处。3)控制点的点位在选择时,其分布位置应该尽量均
10、匀一些,为下一步控制测量工作的实施营造最佳条件,也便于之后细部测量的实施。另外,对于标记在观测墩上的控制点标志,可以采用不同形式的精确照准装置。例如平面觇牌、 照准杆,其中照准杆可以根据具体情况选择适宜的类型。最后需要注意的是照准标志的底座部分应该尽可能地埋设水平,其不平整度应该控制在10以内,同时,标志点和照准标志中心线的偏差也应该控制在1.0mm以内。不同网型的选择,选择点位时的注意事项也会有所不同。针对边角网和测边网来说,还应该注意观测时,视线应该尽可能避开像高压线等带有强电磁场的区域,另外,还要尽可能避开像树枝、电线等易于产生干扰的障碍物。(2)平面控制测量对测边、测角的要求 1) 总
11、的技术要求 地面的光电测距应该按照导线的相关技术要求,见表1 表 1 地面光电测距技术要求等级 附合(闭和)导线总长 ( km ) 平均边长 ( m ) 测角中 误 差 () 测距中误差 ( mm ) 全长相对 闭和差 () 方位角闭和差 () 测距要求 测距仪等 级 测回数 三 3.5 400 1.8 5 1 :60000 2 2 注:a光电测距仪每当使用一测回时,就应该照准一次,另外再读四次数; b 测距仪的等级技术规格要求见表1洞内光电测距的基本导线技术要求如表2表2 洞内光电测距导线技术要求 隧洞相向开挖长度(km)要求的横向贯通误差(mm)导线测量精度平均边长(m)导线全长(km)测
12、边中误差(mm)测角中误差()12.54052.52003.2表 3 测角网的技术要求等 级 边长 (m) 起始边相对中误差 测角中误差 ( ) 三角形最大闭合差 () 测 回 数 DJl DJ2 二 500 1500 1 :30 万 1.0 3.5 9 三 300 1000 1 :15 万 (首级) 1 :13 万 (加密) 1.8 7.0 6 9 四 200 800 1 :10 万 (首级) 1 :7 万 (加密) 2.5 9.0 4 6 五 100 500 1 :4 万 2.5 15.0 4 (3)水平角观测的规范要求以及内业计算的精度要求 必须先对经纬仪进行必要的检验和校核,才能进行水
13、平角的观测。 1)对于水平角的观测工作应该按照相关技术要求进行,内容如下: 观测应该在目标相对较稳定、成像较为清晰的条件下进行。晴天的日出、日落以及中午前后,如若跳动比较剧烈或者成像比较模糊,则不应该进行观测。 开始观测之前,仪器温度最好与外界气温一致。而在观测过程中,仪器最好不要受日光直射。 当旋转仪器照准部时,应该平缓的均匀进行;另外,不宜把制动螺旋拧的太紧;使用微动螺旋时,应该尽可能地使用其中间部位。当精确地进行照准目标时,其微动螺旋最后应该是旋进方向。 当进行观测时,对于仪器的气泡中心位置偏移值要求也比较高,其偏移值尽量限制在一格之内。当偏移值接近限制值时,应该在测回之间重新整治仪器。
14、 当测量工作采用的是二等的平面控制网时,首先应该对目标进行瞄准操作,之后再进行读数。在精确读数时,其垂直角如若超出3的限度时,在读出其偏移值之后,应该再对其垂直轴进行相关操作,以便最快地调整由于倾斜引起的相关误差,使其影响降至最低。当测区内采用的是三等或者四等的三角控制网时,出现了和上述同样的状况时,应该在进行完一个测回之后,重整仪器,从而使水准管的气泡居于中间位置。2)在一个工程的测量工作进行中,当进行角度的测量时,通常情况下采用的方法是方向观测法,其一般操作步骤如下所示: 在对仪器进行照准时,尽量精确地照准仪器零方向的标志处,再根据度盘的相关配置表,对测微器的读数和度盘的读数进行最佳配置。
15、 在对照准部进行旋转操作时,最好按照顺时针的方向来进行,在旋转1 2 周之后,再照准零方向的标识处,期间要尽可能的精确,最后对于度盘和测微器进行精确读数。 在对于第2、3、m等方向依次进行观测时,方法和中一致,最后再和零方向处进行闭合操作。 在进行完以上操作之后,将望远镜进行纵转,再用中的方法进行操作,唯一不同的是这次是按照逆时针方向来进行操作的。 对于照准部进行旋转,要按照逆时针的方向进行,再按照和上半测回完全相反的操作顺序进行,最后至零方向处。以上操作大致完成了一个测回的操作。3) 在对于水平方向进行各个测回的观测时,在度盘和测微器的读数上,应该尽量使读数有比较均匀的分配。在各个测回之间,
16、为了进行连贯过渡,应该在每个测回变换时有一个角度的差数,设为,其计算公式如下所示: (3-1)式中 测回数, 测回序号 (j=1 、 2 、 m) ; 水平度盘的最小分划间隔值,DJ1=4 , DJ2=10 ; 测微盘分格的数值 , DJ1 型为 60 格, DJ2 型为 600 格 。 4) 对于测站的观测组数较多(通常情况下是6组的界限)时,由于数目较多,在观测时,应该采用分组的方法。在每一组的观测中,应该包含两个共同的方向,其中有一个是我们通常意义上说的共同零方向。这种情况下,常常采用方向观测法,观测时应该按照主要的规范进行,水平角的方向观测法相关技术要求如表4表 4 水平角的方向观测法
17、技术要求等 级 经维仪型 号 光学测微器的两次重合读数差 ( ) 两次照准的读数差 ( ) 半测回的归零差 ( ) 一测回中 的2c 较 差 ( ) 同方向值的各测回互差 ( ) 二、三、四 DJl 1 4 6 9 6 DJ2 3 6 8 13 9 五 DJ2 3 6 8 13 9 DJ6 12 18 24 5)当进行水平角的观测时,其误差如果位于表4的规范以外,则应该进行重新测量,此时,度盘位置应该在和上次一样的位置上,另外还需要符合以下规范要求: 如果出现零方向的2c值超出一定的限值或者上半部分的测回归零差的数值超出一定的限度时,表示这个测回的误差较大,这一测回应该进行重新测量。 在一测回
18、的测量中,当重测的方向数,超出了测站的方向总数目的30%时,表明这一测回的测量误差较大,应该进行重新测量,以保证整个测量工程的有效进行。 有诸多原因会使得某一测站处需要重测。当测量水平角时,方向照准错误、或者方向设计错误,均需要进行重新测量;当读取测量数据时,由于仪器故障或者读数人员出现错误,导致最终的读数错误,这种情况下需要进行重新测量;如果测站号码或者测区状况记录错误,导致其他点位混淆或者错误,这种情况下也需要进行重新测量;当在进行测量过程中,气泡中心的位置未处于中间位置,而是有一定的偏移量,当偏移量较大时,例如多于一格时,就要对这个方向进行重新测量。 针对c中出现的诸多情况,均需要进行重
19、新测量,而进行重新测量的前提条件是,该测站的每一个测回均测量完毕之后,才可以进行统一的重新测量。当需要进行重新测量的测回数目,多于该测站的所有测回总数目的30%时,说明这个测站必须要进行重新的测量了。6)在测量工程中,当在进行各导线的水平角观测时,有诸多要求需要遵循: 在对导线进行测量工作的过程中,当导线的观测方向处出现转折角时,且其转折角的的数目为2时,应该先进行左角的观测工作,然后再进行右角的观测工作。但是,如果当导线的观测方向处有多于两个的转折角时,在这种情况下,就应当采用通常情况下的的方向观测法,对于水平方向的数值进行观测。在所获得的这一部分观测值中,其中任意两个方向上的数值之差,就是
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