浅谈铁路隧道施工独立控制网测量技术

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1、浅谈铁路隧道施工独立控制网测量技术摘要：简要阐述了铁路隧道施工独立控制网的建立，铁路隧道对测量的精度要求较高，隧道的贯穿误差直接影响着整个工程的质量。本文通过就兰合铁路隧道控制测量施行，对长大隧道的独立控制网的布网、埋点、施测方法等一一进展阐述。关键词：铁路隧道；控制测量；GPS测量；高程测量中图分类号：P228 文献标识码： A铁路是典型的线状工程，由于在坐标投影的过程中，长度发生了很大变形，采用国家坐标系很难满足高速铁路测量10mm/km的精度要求， 导致隧道相向开挖存在贯穿误差，直接影响隧道的准确贯穿。为了保证隧道与线道路位的一致性，保证隧道施工测量精度，就必须建立合适工程需要的独立坐标

2、系，以满足工程的精度要求，以兰合铁路隧道独立控制网建立为例， 通过建立隧道独立施工平面坐标系、高程系的方法进展数据处理，获得隧道独立控制网平面、高程控制点的成果。通过建立隧道施工独立控制网来指导特长隧道快速、准确开挖，同时控制特长隧道贯穿误差，保证隧道准确贯穿，保障隧道施工建立质量。1 工程概况2 测量人员组织及仪器保障2.1 测量人员组织具有多年隧道测量经历的测量工程师负责测量工作，一般测量工作由具有测量资质的技术人员完成；建立和完善测量工作规章制度和复核流程，测量技术人员对测量资料进展整理归档。2.2 测量仪器根据测量要求，配置一定数量、精度高、技术性能稳定的仪器。仪器在进场前必须检定合格

3、方可使用；在测量过程中如发现仪器出现异常情况，须经检定后可再次投入使用；测量仪器指定专人管理，定期进展检定校核。测量仪器配置表2.13洞外控制网测量方案3.1测点埋设及要求洞外独立控制网，根据铁路测量标准，按GPS二等加密点埋设，如以下图所示：标石断面图4洞外控制网测量4.1洞外平面控制测量平面控制网测量采用GPS静态测量形式，GPS接收机的标称精度指标符合5mm+1ppmD。隧道洞外GPS平面控制测量等级应符合表4.1.1的要求。平面控制测量设计要求表4.1.14.1.1 GPS洞外控制网布设洞外平面控制网原那么上沿隧道进出口连线方向布设，控制线路中线左右200米范围布设，平面控制网由洞口子

4、控制网和洞口子网间的联络网组成，同时考虑GPS观测对控制点的要求。根据现场实际踏勘，隧道进出口GPS点由两个大地四边形网形构成，假设隧道超长，中间有斜井，应在斜井口布设不少两个控制点；网形图如以下图所示：控制点考虑满足GPS观测的要求，又要考虑合适隧道控制测量对控制点的要求。应在隧道山脊处埋设一个JM005，用于往洞内投点。每个加密点两两之间互相通视，且间隔 大于500米作为方向线。每个隧道共布设8个GPS点，保证每个洞口有两个洞口投点，每个洞口投点有两个后视方向，联测精测网CPI和CPII点4个。4.1.3 GPS平面控制网施测隧道GPS平面控制网与CPI进展联测，采用边联结方式构网，形成由

5、三角形或大地四边形组成的带状网，并与CPI联测构成附合网。2全部仪器、光学对中基座消费作业前都必须按要求进展检校合格且应在有效检定期内才能投入使用。所有仪器在观测前统一进展设置：数据采样间隔15秒，设置高度角为15度。3观测前，应做好星历预报，避开不利于观测的时间段。4 观测时，天线整平对中误差不得大于1mm，每时段观测前后各量取天线高一次，两次互差小于3mm，并取其平均值作为最后结果。双时段观测时第二时段必须重新整置对中仪器，重新量取天线高度。5观测过程中按规定填写观测手簿。对观测点名、仪器高、仪器号、时间、日期以及观测者均应详细记录。观测应按设计控制网网形进展，洞口子网和联络网可统一观测，

6、每条基线应观测2个时段，时段长度应大于90分钟。GPS观测应选择卫星数目多、卫星升降少、GDOP值较小且稳定的观测窗口施测，观测符合表4.1.3要求。表4.1.3 GPS测量作业技术要求表4.1.4数据处理以同步观测区为单位进展独立基线解算和质量检核。以无约束平差确定有效观测量为根底，进展三维无约束平差和二维约束平差。基线解算采用徕卡公司的“ Leica Geo Office bined软件进展解算，解算结果应满足软件规定的指标要求，基线观测值均应按标准的要求进展重复基线检核和异步环闭合差检核。GPS外业观测后应对观测数据进展计算；检核观测成果的质量，应用基线处理软件进展基线解算，基线向量的质

7、量应满足以下规定。1由独立基线构成的异步环各坐标分量及全长闭合差应满足以下各式的要求：式中： 、 、坐标分量闭合差；环的全长闭合差； n闭合环的边数；标准差，=，其中取5mm，取1ppm，d按环平均边长计算。当闭合环中长、短边的长度相差较大时，宜按边长和等级规定的精度计算每条边的，并按误差传播定律计算环闭合差的限差。2重复观测的基线较差应满足下式要求：式中：标准差，d按基线长度计算。根据隧道洞口子网和子网间联络网的不同特点，洞口子网基线构成的异步环三维闭合差限差应小于20mm；子网间的联络网基线构成的异步环相对闭合差应符合表4.1.4要求：表4.1.4异步环相对闭合差限差 限差单位：ppm3采

8、用武汉大学科傻CosaGPS V5.21软件进展平差计算。无约束平差中基线向量各分量的改正数绝对值应满足下面要求；VX3 VY3 VZ3整网约束平差基线向量改正数与无约束平差的同名基线向量改正数较差应符合以下规定：d vx2d vy2d vz2约束平差后平面控制网的主要技术指标应符合表4.1.6的规定。表4.1.6 二等GPS控制网测量的主要技术要求注：当基线长度短于500m时，边长中误差应小于5mm。根据约束平差后的控制点成果估计洞外控制测量和洞内导线测量对各开挖洞口间横向贯穿误差的影响值进展估算，分别分析精测网施工坐标系和隧道工程独立坐标系成果对隧道贯穿误差的影响，以决定最终成果的使用，并

9、根据客观情况对洞内测量要求提出建议。4.2 洞外高程控制测量4.2.1洞外高程控制网布设4.2.2选点和埋石每个洞口设置3个水准点，选择在洞口附近土质坚实、通视良好、施测便利、高程适宜和便于保存之处；三个洞口水准点中的两个设置在洞口附近，两点之间间隔 按安置一次仪器能进展观测为原那么，另一个设置在更为平安的区域，便于复核联测，联测隧道范围内所有的二等水准控制点。洞口水准点标石埋设规格同平面点一样。4.2.3水准测量观测4.2.3.1 仪器的选用4.2.3.2 观测技术要求1、 根本要求1水准测量采用往返观测，同一道路的往返测，采用同一类型的仪器和尺垫，沿同一道路进展。2同一测段往返观测应分别在

10、上午和下午进展，在日间气温变化不大的阴天和观测条件较好时，假设干里程的往返测可同在上午或下午进展，但这种里程的总站数不应超过该区段总站数的30%。3水准测量应在标尺分划线成像明晰而稳定时进展，在日出后与日落前30分钟内、标尺分划线的影像跳动而难于照准时、气温突变时等不应进展观测。4每一测段的往测与返测，其测站数均应为偶数。由往测转向返测时，两支标尺须互换位置，并应重新整置仪器；5在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，应使其中两脚与水准道路的方向平行，而第三脚轮换置于道路方向的左侧与右侧；6观测间歇时，最好在水准点上完毕。否那么应设置2个固定点，作为间歇点。间歇后，应对间歇点进展检测，符合限差要求

11、即可由此起测。2、 观测方法观测时往返奇数站按后-前-前-后，偶数站按前-后-后-前的顺序进展，每一测段完毕应为偶数站。3、观测限差水准观测的主要技术要求 表4.2.1水准测量观测的主要技术要求 表4.2.2表中：R为测段长度，L为附合线路长度，F为环线长度。4.2.4外业数据整理与成果计算4.2.4.1 外业记录整理a.外业计算取位按以下要求执行：外业计算取位表b. 外业记录原始数据及时存档并用外接存贮设备进展备份。c. 外业记录数据要及时处理，并对观测数据进展检查确认。d. 每测段水准测量完毕，应进展往返测高差不符值计算，往返测高差较差应4K为测段长度，以公里计。以往返测高差平均值作为高差

12、观测成果。4.2.4.2 外业记录整理水准数据处理采用电子水准仪自带软件将原始数据处理为高差间隔 文件，水准网平差采用武汉大学的“科傻地面控制网测量数据处理系统COSAWIN进展严密平差。a.外业手簿的计算；b.外业高差和概略高程表的编算；c.每公里水准测量偶尔中误差M的计算：水准测量完毕后，用各段高差往返测较差计算出每公里水准测量高差中数的偶尔中误差M，M的值应小于1mm，M按下式计算： 测段往返测高差较差，mmR 测段长度，km5 上交资料1 GPS控制网原始观测数据及工程工程；2 水准观测原始数据和水准成果计算表；3 GPS 控制点、高程控制点的成果表4控埋点提交点之记和环境照片。5 GPS控制网独立环、重复基线检验报告以及控制网平差报告；6 高程控制网平差报告；7 工程技术总结；8 仪器鉴定证书及测绘单位资质证书；9 上述文件内容的磁盘文件。