长基岭隧道贯通测量方案

长基岭隧道贯通测量方案 ........................................................................................... 2 1.1 工程概况 ................................................................................................................ 2 1.1.1 工程位置及标段范围 ...................................................................................... 2 1.1.2 设计概况 .......................................................................................................... 2 1.1.3贯通测量的要求 ............................................................................................... 3 1.1.4左右线贯通计划 ............................................................................................... 3 2.1贯通误差的估算 ..................................................................................................... 4 2.1.1横向贯通误差的估算 ....................................................................................... 4 2.1.2竖向贯通误差的估算 ....................................................................................... 5 3.1贯通测量方案 ......................................................................................................... 5 3.1.1作业技术依据及采用测量系统 ....................................................................... 5 3.1.2调研与培训 ....................................................................................................... 5 3.1.3 内外联测 .......................................................................................................... 5 4.1贯通误差的测定、调整 ......................................................................................... 8 4.1.1贯通误差的测定 ............................................................................................... 8 4.1.2贯通误差的调整 ............................................................................................... 8

长基岭隧道贯通测量方案

1.1 工程概况

1.1.1 工程位置及标段范围

T10标段位于韶关市境内，起点里程： K87+747，终点里程：K99+000，其中长基岭隧道位置及范围见图1-1

1.1.2 设计概况

1、 主要技术标准

本线路按双向六车道高速公路标准设计，设计速度：120km/h，桥涵设计汽车荷载为公路－Ⅰ级。

2、 长基岭线路平、纵断面设计

隧道进口左线位于半径为2400m的圆曲线上，右线位于半径为2380m 的圆曲线上，左右线测设线之间间距为33m左右；隧道中部位于直线上，左右线测设线之间距离为41m左右；隧道出口左线位于半径为2000m的圆曲线上，右线位于半径为2100m 的圆曲线上，左右线测设线之间间距为36m左右。 由于受隧道进出口构造物对标高要求的限制，隧道左右线分别采用-1.49%及-1.485%的单向下坡。

3、 长基岭隧道及辅助施工横洞设计

长基岭隧道、龙归隧道及辅助施工横洞设计概况见表1-2。

表1-2 隧道及辅助施工横洞设计概况表

1.1.3贯通测量的要求

1、 纵向贯通要求

高速公路隧道的纵向贯通误差影响隧道中线长度，只要它不低于线路定测精度的1/2000，就能满足铺轨的要求，不会造成对线路坡度的有害影响。因此在规范中没有单独列出纵向贯通要求。

2、横向贯通要求

对于高速公路隧道来说，横向贯通精度显得至关重要。如果横向贯通误差过大，就可能使已衬砌地段侵入建筑限界，造成巨大的经济损失。隧道两开挖洞口间不同长度的横向贯通极限误差详见下表: 平面控制测量误差对横向贯通误差的影响有三个方面因素组成，即洞外控制网的测量误差、洞内一端导线的测量误差、洞内另一端导线的测量误差。长基岭隧道横向贯通限差为100mm，横向贯通中误差Δ为50mm。按照横向贯通极限误差规范可得洞内外横向贯通中误差mw、mn：

mw=±Δ/√3=±0.58Δ=±29mm mn=±Δ/(√3/2)=±0.81Δ＝±41mm 3、 竖向贯通要求

无论隧道长短，竖向贯通限差均为50mm，中误差为±25mm，洞外和洞内水 准测量的误差对于高程贯通精度按均等影响的原则分配。洞外、洞内高程贯通中误

差为mh=±Δ/√2h =±0.71Δh=±18mm，mh 外取18mm，mh 内取±17mm。 1.1.4左右线贯通计划

左线目前进口距离WF113断层330米，出口距离45米，断层及影响带宽45

米。根据隧道贯通原则及开挖进度指标，左洞贯通里程初步定ZK91+970。进口计划2012年5月15开挖到ZK91+970后停止开挖，由出口在2012年6月25日贯通左洞。右线目前进口距离WF113断层124米，出口距离120米，断层及影响带为60米。根据隧道贯通原则及开挖进度指标，右洞洞贯通里程初步定YK92+100。进口计划2012年4月28开挖到距离WF113断层20米时即YK92+100后停止开挖，由出口在2012年6月28日贯通右洞。 2.1贯通误差的估算

在隧道施工前进行正确的贯通误差估算，是保证正确测量设计、隧道中线符 合设计要求及洞内建筑物不侵入规定界限的一个不可缺少的环节。 2.1.1横向贯通误差的估算

1、洞外控制测量

结合本工程特点以及地理环境，长基岭隧道洞外控制测量采用GPS 控制 测量，按二等GPS 控制要求进行施测。经计算，进口GPS 控制点GPS153 至贯通面的距离为2367m，至贯通面连线与贯通面切线夹角为2°52′05.96″；出口GPS 控制点DX516至贯通面的距离为2532m，至贯通面连线与贯通面切线夹角为128°41′06.05″；进出口GPS 联系边的方位中误差取1.3″，代入下式：

M²=mj²+mc²+( Lj⋅cosθ⋅maj/ρ)²+( Lc⋅cosϕ⋅mac/ρ)²

根据估算公式计算， M² =386mm,则GPS 洞外控制测量对隧道横向贯通误差预计为M =±19.6mm，满足规范规定隧道洞外控制测量对横向贯通误差影响值小于±29mm 的要求。

2、洞内控制测量

根据洞内测量的精度要求和通视条件等因素，暂定导线点间距为400m，洞内导线路线全长3940m，作业精度按测角中误差1”，两边相对中误差1/100000测角误差引起的横向贯通中误差：

myβ=±m”β/p”√∑ R²x =±1/206265√63280000=±38mm 测边误差引起的横向贯通中误差：

myl=±m”t/t”√∑d²y =±1/100000√500=±0.2mm 导线测量误差对横向贯通精度的总影响值：

m=±√（m²yβ+ m²y ）t =± √(38²+0.2² ) = ±38mm∠±41mm

由此可见，真伸型洞内导线的测量测边误差对横向贯通误差基本可以忽略不 计，而测角误差对横向贯通误差起着决定性的因素，必须选择合适的仪器、方案， 才能达到所必须的测角精度，从而保证洞内横向贯通误差符合要求。 2.1.2竖向贯通误差的估算

通过洞内外水准路线的长度确定水准精度，计算如下： m△外=±mh /√L外=±18/√4.8km=8.2mm m△内=±mh /√L内=±17/√4km=8.5mm

由上式可见，水准精度要求较高，洞外需采用三等及以上水准测量，洞内 需采用三等及以上水准测量，方能保证竖向贯通误差的要求。 3.1贯通测量方案

3.1.1作业技术依据及采用测量系统

1、《公路勘察规范》（JTJ061-99）

2、《国家三、四等水准测量规范》(GB12898-2009)

3、 中铁隧道集团有限公司工程测量总队2012年3月施工复测成果报告。 4、坐标系统采用1980年西安坐标系，中央子午线东经113度15分，投影高程面150m；高程系统采用1985国家高程基准。

5、根据《公路隧道施工技术规范》要求,隧道贯通误差的限差为:横向贯通误差不大于100mm,高程贯通误差不大于50mm,故按规范要求确定。 3.1.2调研与培训

为确保本隧道的横向和纵向的高精度贯通,以及仰拱预制块定位准确,测量人员必须持有上岗证,根据需要可派人员到有关单位和院校进行调研和技术培训,以处理和解决有关技术难题,提高业务水平,从而提高洞内控制测量精度和减少内外业工作强度。 3.1.3 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。边长计算考虑气象改正,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《工程测量规则》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,取往返平均值。 3.1.4观测仪器、测量网等级和施测方案

1、使用仪器：本次复测使用为徕卡TCR1201（R300）型全站仪，仪器标称

测角精度为1秒，测距精度为1+2ppm；棱镜为徕卡配套标准圆棱镜及配套精密测角觇牌、精密对点器基座。仪器于2011年5月检定合格，现场使用气压计和温度计各一只,计量合格有效。

2、导线测量：按照三等导线精度相关要求进行施测，要求测角中误差小于1.8秒，导线测量采用左、右角各测两～三测回，各测回值间互差小于3秒后取平均。测站左右角取平均值之和与360度较差小于3秒后进行测站平差取均值，测距时温度、气压均在现场进行改正，正倒镜各读数四次取平均值，边长均往返观测。

3、为进行边长投影改正，导线观测时采用光电测距三角高程测量。高差观测每组测4测回,为往返观测，合格取均值，按四等水准精度要求进行，光电高程仅供导线边长投影改正使用。

4、隧道进口端：检查洞外原设计控制点（GPS152，GPS153）及加密控制点(1号点)关系正确、点位稳定后，从洞外控制点分别引测单导线进入左、右隧道洞内，通过左、右线隧道间的间隔横向联络通道构成近似矩形闭合导线环以保证观测数据质量，参见观测示意图。

隧道出口端：检查洞外原施工控制点（DX516，DX517，CB2）点间关系正确、点位稳定后，采用导线闭合环（双导线）经由右线隧道向开挖掌子面引测，并通过左右线隧道间多个横向通道构成闭合环形式引测左线隧道导线以保证观测数据质量，参见观测示意图。

长基岭隧道出口导线复测示意图

3.1.5成果处理

1.数据采用解放军测绘学院与中铁隧道集团工程测量总队共同开发的工程控制网数据处理软件进行处理

2、 数据处理时所测边长均投影至H=150m高程面，坐标计算时进行高斯面投影改正。

3、 本次测量依据集团量测量总队前几次成果基础上，在经过复核长基岭隧道进、出口洞外原控制点间关系确认其正确稳定后，以原控测成果坐标值作为起算数据。其中：隧道进口端：经检测GPS152和GPS153点和加密控制桩01号点间点间关系正确，点位稳定可靠，夹角较差满足限差要求（2011年10月局测角度126-09-03.88，本次复测126-09-03.50），以GPS152和GPS153点原控测设计交桩坐标成果为起算坐标。隧道出口端：经检测洞外施工控制桩DX516，DX517， B2点间关系正确，点位稳定可靠，夹角较差满足限差要求（2011年10月局测角度06-56-41.50，本次复测06-56-44.00，较差2.50秒，限差3.6秒，合格），以DX516和DX517点原施工控测坐标成果为起算坐标。 3.1.6 水准基点复测

采用Leica DNA03 型电子水准仪配合铟钢条码尺，按《高速铁路工程测量 规范》TB10601-2009，二等高程测量规范标准进行复测。由其中一水准基点起算，采用往返测量闭合到另一水准基点，经结果比对，差值在允许范围内。

4.1贯通误差的测定、调整 4.1.1贯通误差的测定

采用精密导线测量时,在贯通面附近定一临时点,由进测的两方向分别测量该点的坐标,所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上,得出实际的横向和纵向贯通误差,再置镜于该临时点测求方位角贯通误差。采用中线法测量时,应由测量的相向两方向分别向贯通面延伸,并取一临时点,量出两点的横向和纵向距离,得出该隧道的实际贯通误差。水准路线由两端向洞内进测,分别测至贯通面附近的同一水准点或中线点上,所测得的高程差值即为实际的高程贯通误差。 4.1.2贯通误差的调整

1、用折线法调整直线隧道中线。

2、曲线隧道,根据实际贯通误差,由曲线的两端向贯通面按长度比例调整中线。 3、采取精密导线法测量时,贯通误差用坐标增量平差来调整。

4、进行高程贯通误差调整时,贯通点附近的水准点高程,采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程。

5、隧道贯通后,施工中线及高程的实际贯通误差,应在未衬砌的100m地段内(即调线地段)调整。该段的开挖及衬砌均应以调整后的中线及高程进行放样。

参考文献 1）《GB50026-2007工程测量规范》 2）《JTJ 042-94公路隧道施工技术规范.》 3）《JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准》 4）《全球定位系统（GPS）测量规范 GB/T 18314-2009》 5）《GB12898-2009国家三、四等水准测量规范》 6）《JTJ061-99公路勘察规范》