隧道施工中的圆曲线测设和隧道的贯通隧道施工测量毕业设计毕业论文隧道施工测量圆曲线的测设、隧道的贯通083工程测量李学文（上海浦东新区南汇区临港新城临港大道11号地铁8标、9标）研究课题：隧道施工中的圆曲线测设和隧道的贯通内容摘要：对隧洞工程的开挖，在各种规范中的要求很多，精度也要求比较高，特别是对有些管道及特种工程的隧洞。

对施工单位而言，洞内控制测量精度的高低就直接影响到贯通的精度，为保证隧洞在允许精度内贯通，我们首先要对洞内控制测量进行设计，在未贯通前对已施测的测量成果要进行相应的精度估算，为保证相应的控制测量精度还要采取相应的测量方案，下面就这几方面进行相应的探析。

关键词地铁车站深基坑圆曲线的测设测量设计贯通引言《礼记》有云：大学之道，在明德，在亲民。

在提笔撰写我的毕业设计论文的时候，我也在向我的大学生活做最后的告别仪式。

我不清楚过去的一切留给现在的我一些什么，也无从知晓未来将赋予我什么，但只要流泪流汗，拼过闯过，人生才会少些遗憾！非常幸运能够加入施工测量这个古老而又新兴的行业，即将走向工作岗位的时刻，我仿佛感受到测量行业对我赋予新的历史使命，测量是一项以除害兴利、趋利避害的高尚事业。

这种使命，更让我用课堂中的知识用于实际生产中来。

特别是这半年来的毕业设计，我越发感觉到学会学精测量基础知识对于我贡献测量是多么的重要。

所以，我越发不愿放弃不多的大学时光，努力提高自己的实践动手能力，而本学期的毕业设计，为我提供了绝好的机会，我又怎能放弃？大学的最后一个学期过得特别快，几乎每天扛着仪器，奔走在校园的每个角落，生活亦很有节奏。

今天我提笔写毕业论文，我的毕业设计也接近尾声。

不管成果如何，毕竟心里不再是没底了，挑着半年辛苦换来的数据和成果，并不断的完善他们，心里感觉踏实多了。

在本次毕业设计论文的设计中要感谢测量系为我们的工作提供了测量仪器，还有各指导老师的教导和同学的帮助。

二、洞内控制测量设计2．1平面控制测量设计洞内平面控制测量在未贯通前都是支导线。

当接到隧洞工程开挖任务时，首先要根据洞室相向或单向开挖长度及设计贯通精度要求，对洞内导线进行设计，估算预期的误差、确定导线施测的等级，以保证洞室开挖轴线的正确，即贯通精度，更为合理、经济的选择测量设备及测量方案。

根据隧洞设计开挖图，按一定比例尺在CAD或图纸上绘出隧洞开挖平面图及贯通面位置，充分考虑开挖施工时洞内的测量环境（如通视条件及出渣等对测量的影响）、以及测量精度的提高，合理的选出导线点位置，并展于图上。

支导线的终点是支导线精度的最弱点，横向贯通中误差是由导线测角误差及导线边长误差所引起，而横向贯通中误差主要影响隧洞的贯通精度，下面主要分析横向贯通中误差。

根据误差传播定律，导线测角及测边是相互独立的两个量，则可得导线测角中误差所引起的横向贯通中误差myβ为：myβ= ±mβρ∑RC2 2.1.1式中：mβ—导线测角中误差，S；∑RC—观测角度的导线点到贯通面的垂直距离平方的总和，m2。

导线测边误差所引起的横向贯通中误差为mys：mys = ±mss∑Dy2 2.1.2式中： mss—导线边长相对中误差，mm；∑Dy—各导线边在贯通面上的投影长度平方和的总和，m2。

那么，导线测量误差在贯通面上所引起的横向贯通中误差my为：my=±myβ2＋mys 2 2.1.3该式是隧洞工程横向贯通中误差常用的估算公式。

以上海市地铁总公司设计科研处于97年7月11日提供的T208A、T209A、T210A三点坐标为起算依据，上行线布设了线长为1984.6m精密导线，下行线布设了线长为1266.1m的精密导线。

导线分为三部分①.地面点②.贯通点③.隧道点。

观测使用的仪器为索佳SET 2B全站仪。

由于隧道轴线的平面图基本上均为“S”形，并有直线段、圆曲线段与缓和圆曲线段之分，则设计坐标的计算也分为三种情况。

1．测点在直线段上或：式中：s─测点至起始点距离；x0,y0─直线段起始点坐标；x,y─测点实测坐标；α─直线方向角；X，Y─测点设计坐标；△─横向偏移2．测点在圆曲线上隧道平面设计图中，已知圆曲线的圆半径R，偏角α，切线方向角αT ，圆曲线长度L，切线交点JD的坐标（XJ,YJ）或圆曲线中点QZ的坐标（XQ ,YQ）。

则圆曲线圆心0的坐标（X,Y）计算如下：22)()(yyxxs-+-=cos xsX+⋅=αsin ysY+⋅=αsin)(cos)(αα⋅--⋅-=∆YyXx22)()(YyXx-+-=∆RsyRYxRXxxyytgyyxxs-=∆+⋅=+⋅=--=-+-=-122sincos)()(测测测ααα式中： α0─是切线交点JD 至圆心O 方向角；相对于切线方向，圆曲线左偏时ω=1;圆曲线右偏时ω=-1；x 0,y 0─圆心O 的坐标；s ─测点至圆心O 的距离；x,y ─测点实测坐标；αT ─测点至圆心O 的方向角；X ，Y ─测点设计标；△─横向偏移 3．测点在缓和圆曲线上隧道平面设计图中，已知缓和圆曲线的半径R ，缓和圆曲线长度L 0，两端缓和圆曲线要分别计算x ′、y ′，左段（ZH －HY ）以ZH 为起点，切线方向角αT1（右偏）；右段（HY －ZH ）以HZ 为起点，切线方向角αT2（左偏）。

起始点坐标为X H 、y H 。

式中： 相对于切线方向，缓和圆曲线左偏时ω=1;缓和圆曲线右偏时ω=-1；QQ y R y x R x +⋅=+⋅=0000sin cos αα)290(180000αωαα-⋅++T ＝''''///'322312025x c x c x c y L R c l l x y y y x ⋅+⋅+⋅=-=HT T H T T y y x Y x y x X +⋅⋅-⋅=+⋅⋅+⋅=αωααωαcos 'sin 'sin 'cos 'γγωαγcos )(sin )(2/02⋅--⋅-=∆⋅-=Y y X x RL l Tx,y─测点实测坐标；αT─测点至圆心O的方向角；X，Y─测点设计坐标；△─横向偏移;c x,c y1,c y2,c y3─已知缓和圆曲线方程参数上行线经实地勘查后采用方向线法向隧道内传递方向，因贯通测量对方向值的要求很高，故我们对贯通测量采取了如下措施：①.边长大于15m ②.垂直角小于200③.采用固定墩台强制对中消除对中误差，从而保证了上下方向传递误差不大于5"。

导线点的各个顶角用徕卡leica 0.5全站仪测9测回，导线点各点之间的距离用徕卡leica 0.5全站仪往返测定。

上行线97年11月3日～98年1月20日共复测9次。

隧道轴线点每隔20或30环各测一点，水平角一测回，距离单向两次测定最终计算出轴线点坐标，及其与设计坐标之差。

见表一表一：实测轴线点坐标与设计坐标差值表（上行线）Φ环号∆X ∆Y △∆H Φ环号∆X ∆Y M ∆H2 51 81 548530 -18 2 18 -9 5507 510 -5160 -7 -3 7 17 5511 540 -73 75 70 549654 81 67 550590 -14 4 15 6 5500 570 -815 95 81 5503120 -21 6 22 20 5487 600 -95150 -33 9 35 8 5505 630 -74 79 63 549494 86 71 5504200 -11 4 12 35 5492 660 -86220 -8 3 9 35 5502 690 -8-7 83 57 548934 73 41 5488240 5 8 9 44 5492 720 -73-6 34 63 5500 260 12 2 12 36 5495 750 -337 43 75 5498280 -4 2 4 42 5506 770 -42330 -23 3 23 37 5503 790 8 1 8 22 5504360 -29 1 29 54 5502 809 -37 31 14 54914 14 38 5513390 -17 1 17 73 5506 830 -13420 -18 1 18 90 5504 850 -310 32 38 550630 86 37 5497450 -42 2 42 59 5497 869 -81483 -53 2 53 61 5490表一中：∆X，∆Y─实测坐标-设计坐标；∆H─实测高程-设计标高；△─横向偏差；Φ─隧道内径；单位均为mm；上行线轴线复测重复检查12点，最大误差分别为：∆X=20mm（540环）；∆Y=20mm（690环），各点均方误差 M=±12.9mm；∆H =16mm（660环），高程均方误差M=±6.1mm；∆Φ =13mm（510环），直径均方误差M=±6.9mm。

各环重复检查误差见表三。

下行线98年5月～98年9月共复测11次。

下行线方向传递采用方向线法和悬吊钢丝法交叉进行，采用悬挂钢丝的具体方法是将重锤浸入机油桶中，使钢丝稳定。

通过观测计算出井下控制点的坐标，与井下控制点连线的方位角。

为了提高精度，要设法观测多组成果，可一次悬挂三、四根钢丝，使每次成果中有几个联系三角形，用联系三角形传递方位角时必须采取措施保证两根钢丝自由悬挂。

用钢丝投点时必须注意其摆动周期，我们应测定钢丝摆动的对称中心，为此至少要注视钢丝摆动一周期的时间，望远镜瞄准钢丝振幅达极大时的左右两个位置，取水平度盘的读数，平均后才是视准轴指向铅垂线时的水平度盘读数。

也可采用视准轴对准钢丝摆动的对称中心的方法。

仪器距钢丝近时一定选用细钢丝。

观测中严禁钢丝蠕变伸长使重锤搁底。

隧道轴线点测量每隔10环或20环测一点,水平角一测回，垂直角半测回，距离单向两次测定，最终计算出轴线点坐标,及其与设计坐标之差。

见表二表二：实测轴线点坐标与设计坐标差值表（下行线）环号∆X ∆Y △∆H Φ环号∆X∆Y △∆HΦ0 32 -4 34.9 21 5495 640 -131 13.06 549520 9 -4 9.8 63 5495 660 -7 0 7.53 550140 5 -3 5.8 69 5498 680 -393 39.044 549260 29 -11 31.0 52 5497690 -316 32.045 548780 30 -11 31.9 51 5494700 -34 30.050 5498100 17 -6 18.0 78 5504 710 -417 42.051 5498110 24 -7 25.0 89 5501 720 -387 39.066 5498120 18 -5 19.0 104 5509740 -379 38.056 5488140 17 -4 17.0 99 5504 761 -5 2 5.20 5491160 20 -4 20.0 91 5501 780 -2910 32.018 5502180 2 0 2.0 112 551800 -2711 29.015 5492200 30 -4 30.0 106 551810 -4117 44.012 5495220 18 -7 19.0 95 5501 815 -418 44.015 5497240 -25 -1 25.0 83 5503819 -4520 49.013 5490260 -26 -7 27.0 69 5495830 -210 22.0-115505280 -20 0 20.0 77 5506840 -3418 38.0-225495300 -39 2 39.0 86 549850 -2916 33.04 5488320 -43 2 43.0 1045506860 -4225 49.023 5488340 -30 1 30.0 73 5507870 -5132 60.025 5493360 -34 2 34.0 55 5501875 -4830 57.024 5496380 -21 1 21.0 56 5497880 -5436 59.031 5498400 -26 1 26.0 49 5498890 -428 49.039 5505420 -10 10.0 34 549900 -8 0 8.42 54950 8 0440 -21 1 21.0 43 5487910 -128 12.049 5499460 -16 1 16.0 60 5498920 2 -1 2 32 5500480 -22 1 22.0 41 5488930 -4 3 5 27 5498500 -25 1 25.0 27 5496940 -18 13 28 5504520 -25 1 25.0 27 5502950 -1412 18 31 5491540 -24 1 24.0 33 5488960 -1714 22 29 5503560 -27 1 27.0 47 5491970 -2217 28 27 5505580 -29 1 29.0 36 5502980 -2924 37 31 5497600 -25 1 25.0 47 5496990 -2521 33 28 5492610 -38 1 38.0 43 5501000 -1815 23 30 5502620 -44 2 44.0 28 54981010 -1614 21 27 5495表二中：∆X，∆Y─实测坐标-设计坐标；∆H─实测高程-设计标高；△─横向偏差；Φ─隧道内径；单位均为mm；下行线轴线复测重复检查23点, 最大误差分别为：∆X= 32mm（80 环），∆Y=21mm（910环），各环坐标均方误差M=±14.9mm；∆H =14mm（890环），直径均方误差M=±4.4mm；∆Φ =-8mm（80 环），高程均方误差M=±3.7mm。