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丹爵先一级GPS控制点闭合导线复测坐标计算成果 - 111
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第二节 洞外控制测量
洞外控制测量
隧道的设计位置，一般是以定测的精度初步标定在地面上。在施工之前必须进行施工复测，检查并确认两端洞口的中线控制桩（也称为洞口投点）的位置，它是进行洞内施工测量的主要依据。
一、控制点的设置：《测规》规定
1、在每个洞口应测设不少于3个平面控制点（包括洞口投点及其相联系的三角点或导线点）2个高程控制点。
2、直线隧道上，两端洞口应各确定一个中线控制桩，以两桩连线作为隧道的中线；
3、在曲线隧道上，应在两端洞口的切线上各确定两个间距不小于200 m的中线控制桩，以两条切线的交角和曲线要素为依据，来确定隧道中线的位置。
3、平面控制网应尽可能包括隧道各洞口的中线控制点，即可以在施工测量时提高贯通精度，又可减少工作量。
4、同时进行高程控制测量,联测各洞口水准点的高程，以便引测进洞，保证隧道在高程方向准确贯通。
二、隧道洞外控制测量的目的是：
在各开挖洞口之间建立一精密的控制网，以便据此精确地确定各开挖洞口的掘进方向和开挖高程，使之正确相向开挖，保证准确贯通。
三、洞外控制测量：
主要包括平面控制测量和高程控制测量两部分。
14.2.1洞外平面控制测量
洞外平面控制测量应结合隧道长度、平面形状、线路通过地区的地形和环境等条件进行，可采用的方法有：中线法、精密导线法、三角锁网法、GPS测量。
1．中线法（平面控制简单、直观，精度不高）
适用于长度较短或贯通精度要求不高的隧道。
方法：就是将隧道中线的平面位置，测设在地表上，经反复核对改正误差后，把洞口控制点确定下来，施工时就以这些控制点为准，将中线引入洞内。在直线隧道，于地表沿勘测设计阶段标定的隧道中线，用经纬仪正倒镜延伸直线法测设中线；在曲线隧道，则按铁路曲线测设方法，首先精确标出两端切线方向，然后测出转向角，将切线长度正确地标定在地表上，再把线路中线测设到地面上。经反复校核，与两端线路正确衔接后，再以切线上的控制点（或曲线主点及转点等）为准，将中线引入洞内。
2．精密导线法
在隧道进、出口之间，沿勘测设计阶段所标定的中线或离开中线一定距离布设导线，采用精密测量的方法测定各导线点和隧道两端控制点的点位。
在进行导线点的布设时，除应满足6.2节的要求外，导线点还应根据隧道长度和辅助坑道的数量及位置分布情况布设。导线宜采用长边，且尽量以直伸形式布设，这样可以减少转折角的个数，以减弱边长误差和测角误差对隧道横向贯通误差的影响。为了增加检核条件和提高测角精度评定的可行性，导线应组成多边形导线闭合环或具有多个闭合环的闭合导线网，《测规》规定，在一个控制网中，导线环的个数不宜少于4个；每个环的边数宜为4～6条。
导线可以是独立的，也可以与国家高等级控制点相连。
导线水平角的观测，宜采用方向观测法，测回数应符合表14-1的规定。
表14-1 测角精度、仪器型号和测回数
当水平角为两方向时，则以总测回数的奇数测回和偶数测回分别观测导线的左角和右角。左、右角分别取中数后应按式(14-1)计算圆周角闭合差S，其值应符合表14-2的规定。再将它们统一换算为左角或右角后取平均值作为最后结果，这样可以提高测角精度。
S＝［左角］中［右角］中360° (14-1)
表14-2 测站圆周角闭合差的限差 （″）
导线环角度闭合差，应不大于按下式计算的限差：
式中 m――设计所需的测角中误差（″）；
n――导线环内角的个数。
导线的实际测角中误差应按下式计算，并应符合控制测量设计等级的精度要求。
式中 fβ――每一导线环的角度闭合差（″）；
n ――每一导线环内角的个数；
N――导线环的总个数。
导线环（网）的平差计算:
一般采用条件平差或间接平差。当导线精度要求不高时，亦可采用近似平差。
用导线法进行平面控制比较灵活、方便，对地形的适应性强。我国长达14.3 km的大瑶山隧道和8 km多的军都山隧道，采用光电测距仪导线网作控制测量，均取得了很好的效果。
3、三角锁网法
将测角三角锁布置在隧道进出口之间，以一条高精度的基线作为起始边，并在三角锁的另一端增设一条基线，以增加检核和平差的条件。三角测量的方向控制较中线法、导线法都高，如果仅从提高横向贯通精度的观点考虑，它是最理想的隧道平面控制方法。
由于光电测距仪和全站仪的普遍应用，三角测量除采用测角三角锁外，还可采用边角网和三边网作为隧道洞外控制。但从其精度、工作量等方面综合考虑，以测角单三角形锁最为常用。经过近似或严密平差计算可求得各三角点和隧道轴线上控制点的坐标，然后以这些控制点为依据，可计算各开挖口的进洞方向。
4．GPS测量
GPS是全球定位系统的简称，它的原理和使用方法，可参阅本书第16章有关内容。
隧道洞外控制测量可利用GPS相对定位技术，采用静态测量方式进行。测量时仅需在各开挖洞口附近测定几个控制点的坐标，工作量小，精度高，而且可以全天候观测，因此是大中型隧道洞外控制测量的首选方案。
14.2.2洞外高程控制测量
洞外高程控制测量，是按照设计精度施测各开挖洞口附近水准点之间的高差，以便将整个隧道的统一高程系统引入洞内，以保证在高程方向按规定精度正确贯通，并使隧道各附属工程按要求的高程精度正确修建。
高程控制方法：1）常采用水准测量方法，2）四、五等高程控制亦可采用光电测距三角高程的方法进行。（但当山势陡峻采用水准测量困难时， ）
高程控制路线：应选择连接各洞口最平坦和最短的线路，以期达到设站少、观测快、精度高的要求。每一个洞口应埋设不少于2个水准点，以相互检核；两水准点的位置，以能安置一次仪器即可联测为宜，方便引测并避开施工的干扰。
高程控制水准测量的精度：一般参照表14-3的洞外部分即可。 下载
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