. . . . . . . 隧道施工测量圆曲线的测设、隧道的贯通 厚意岩土技术 083工程测量 学文

（浦东新区南汇区临港新城临港大道11号地铁8标、9标）

一、开题报告 研究课题：隧道施工中的圆曲线测设和隧道的贯通 容摘要：对隧洞工程的开挖，在各种规中的要求很多，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贯通，我们首先要对洞控制测量进行设计，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、洞控制测量设计 2．1平面控制测量设计 . . . . . . . 洞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； α0─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L0，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（X0,Y0）计算如下：

2020)()(yyxxs

00cosxsX

00sinysY00sin)(cos)(YyXx22)()(YyXx

RsyRYxRXxxyytgyyxxs000012020sincos)()(测测测



 . . . . . . . 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；x0,y0─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L0，两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XH、yH。

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；

QQyRyxRx0000sin

cos



)290(180000T＝

''''///'322312025xcxcxcyLRcllxyyyxHTTHTTyyxYxyxXcos'sin'

sin'cos'

cos)(sin)(2/02YyXxRLl

T . . .

. . . . x,y─测点实测坐标；αT─测点至圆心O的方向角；X，Y─测点设计坐标； △─横向偏移;cx,cy1,cy2,cy3─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200 ③.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） 环号 X Y △ H 环号 X Y M H 30 -18 2 18 -9 5507 510 -51 2 51 81 5485 60 -7 -3 7 17 5511 540 -75 3 75 70 5496 90 -14 4 15 6 5500 570 -81 4 81 67 5505 120 -21 6 22 20 5487 600 -95 5 95 81 5503 150 -33 9 35 8 5505 630 -79 4 79 63 5494 200 -11 4 12 35 5492 660 -86 4 86 71 5504 220 -8 3 9 35 5502 690 -83 -7 83 57 5489 240 5 8 9 44 5492 720 -73 4 73 41 5488 260 12 2 12 36 5495 750 -33 -6 34 63 5500 280 -4 2 4 42 5506 770 -42 7 43 75 5498 330 -23 3 23 37 5503 790 8 1 8 22 5504 360 -29 1 29 54 5502 809 -30 7 31 14 5491 390 -17 1 17 73 5506 830 -13 4 14 38 5513 420 -18 1 18 90 5504 850 -30 10 32 38 5506 450 -42 2 42 59 5497 869 -81 30 86 37 5497 483 -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； ─隧道径；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； =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 环号 X Y △ H

0 32 -4 34.9 21 5495 640 -13 1 13.0 6 5495 20 9 -4 9.8 63 5495 660 -7 0 7.0 53 5501