1、甘肅工業(yè)職業(yè)技術學院畢業(yè)論文淺談引水隧洞施工測量姓 名： 指 導 教 師： 學 號： 專 業(yè) 名 稱： 2014年 6 月 日 目錄1概述 32徠卡TPS（TCR）系列全站儀的簡介和使用技巧 42.1.1首先徠卡TPS1200(TCR1201）系列全站儀用戶界面 42.1.2徠卡TPS1200(TCR1201)全站儀鍵盤及操作說明52.1.3儀器主菜單和設站方式如下 62.2自由設站73隧洞洞外控制測量 73.1洞外平面控制測量73.2洞外高程控制測量84隧洞洞內(nèi)控制測量 84.1洞內(nèi)平面控制測量84.2洞內(nèi)高程控制測量95隧洞施工測量 105.1腰線測設 105.2中線樁測定 105.3襯砌

2、放樣 105.3.1拱部襯砌的放樣115.3.2邊墻及避車洞的襯砌放樣115.3.3仰拱和鋪底放樣116 結(jié)論與總結(jié) 11參考文獻：12致謝 13淺談引水隧洞施工測量柏文通摘要：隨著現(xiàn)代人類社會的不斷發(fā)展，人們適應和改造自然的手段也在不斷提高，而水利工程就是人類對于自然改造的一個重要手段。在水利工程中，引水隧洞施工可以說是整個工程中最重要的步驟。為了確保引水隧洞工程能夠順利的展開，需要對各個方面都進行慎重的考慮，才能夠保證隧洞施工的順利進行。其中測量便是這隧洞工程完成的一個極其重要的環(huán)節(jié)。關鍵詞：引水隧洞；控制測量；施工測量；徠卡全站儀1概述隧洞自兩端洞口相向開挖，在洞內(nèi)預定位置挖通，稱為貫通

3、。因此，隧洞測量也稱為貫通測量。隧洞測量的任務是準確測設出井口、洞口、坑口的平面位置和高程；隧洞開挖時，準確測設隧洞的中線的方向及高程，指示掘進方向，保證隧洞按要求的精度正確貫通，放樣洞室各細部的平面位置與高程，放樣襯砌的位置等。與地面測量工作不同的是，隧洞施工的掘進方向在施工完成前無法通視，只能完全依據(jù)沿隧洞洞內(nèi)中線布設的支導線來完成指導施工。因為支導線無外補檢核條件，通視隧洞內(nèi)光線暗淡施工情況復雜。在測量那個工作中極易產(chǎn)生疏忽與錯誤，造成相向開挖隧洞的方向偏離設計方向，是隧洞不能正確貫通。其后果是必須部分拆除已經(jīng)做好的襯砌，削幫后重新襯砌或采用其他補救措施，這樣不但產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失，而且

4、延誤工期。所以進行隧道測量工作時，要十分認真細致，除按規(guī)范的要求嚴格檢驗與校正儀器，還應注意采取多種有效措施，消弱誤差，避免發(fā)生錯誤。隧洞測量中由于主要工作要在洞子里面展開，而我們的GPS在隧洞中接收不到信號這一原因，使得全站儀在隧洞測量工作當中起到十分重要的作用。這其中最主要的便是控制網(wǎng)的測量，由于不能使用GPS的原因，全站儀測導線便是整個控制網(wǎng)主要的測量方案。而免棱鏡全站儀在隧洞測量工作中起到了一個不可替代的作用，不管是開挖放點，還是鋼拱架檢查，抑或者是襯砌放點，免棱鏡全站儀是至關重要的。隧洞施工測量的主要目的，是為了保證隧洞相向開挖的工作面按照一定的精度在預定位置貫通、保證洞內(nèi)建筑物以規(guī)

5、定的精度按照設計要求修建。在隧洞工作中，進行的測量工作有：洞外控制測量、洞內(nèi)與洞外聯(lián)系測量、洞內(nèi)控制測量、施工測量、貫通測量及竣工測量。而這一年實習的時間里，我所接觸到的主要是洞內(nèi)、外控制測量和施工測量三部分，其他一些工作沒有接觸過，我主要就徠卡TCR系列全站儀的一些使用、洞外控制測量、洞內(nèi)控制測量以及施工測量談談自己的一些見解和看法，有什么不足或者不對的地方，希望大家批評指正。2徠卡TPS（TCR）系列全站儀的簡介和使用技巧2.1.1首先徠卡TPS1200(TCR1201）系列全站儀用戶界面如下：2.1.2徠卡TPS1200(TCR1201)全站儀鍵盤及操作說明：2.1.3儀器主菜單和設站方

6、式如下：2.2自由設站在我們學校學習時設站方式一般采用“已知后視點”這種方式，而在工地上我們一般不用這種方式，除非架設儀器的地方剛好在已知點附近。施工過程中為了測量的方便以及施工模式的特殊，一般采用“后方交會”即“自由設站”這種方式。這種方式架設起來不光簡單而且實用、速度快，同時精度也可以滿足施工的要求，這一點是最值得我們?nèi)ナ褂米杂稍O站這種方式的緣由。在實際應用中，由于地形復雜或者施工進度的影響，需隨時增設測站，但在控制點上設站進行測量時，有時會出現(xiàn)：（）視線較長時間遮擋；（）控制點上無法設站；（）兩已知控制點不通視；（）由于施工的緣故，測區(qū)內(nèi)的已知點不可避免的會遭到破壞，需將點補測或臨時測點

7、以供使用，解決上述問題的方法是：采用交會法，或在測距儀普及的情況下采用支導線測量方法施測等，但這些方法都存在這樣或那樣的缺點。例如傳統(tǒng)的后方交會法，至少要瞄準個方向才可確定該點的坐標，而且有遇到危險圓的可能。于是在這里提出另一種能解決上述問題的有效方法自由設站法。自由設站是指在待定點上設站，對多個已知控制點觀測方向和距離，按間接平差的方法計算待定點的坐標。因全站儀除了有測角和量距的功能外，還有計算的功能，此功能是通過全站儀配備的電子手簿實現(xiàn)的。在現(xiàn)場作業(yè)前，將自由設站法程序輸入到電子手簿中，用時擬定選用的控制點點號輸入到電子手簿中，并按程序提示輸入觀測值和已知數(shù)據(jù)，觀測完畢后，測站點的坐標就顯

8、示出來了。自由設站是使用全站儀進行測量放樣的常用方法之一，它實際上是一種邊角聯(lián)測后方交會。隧洞采用這種方法，即使標準差達到，也完全能夠滿足隧洞的測量精度。因為隧洞理論上對超欠挖的要求很寬，即使超過了規(guī)定的界限，也無非對二襯產(chǎn)生一點影響而已。況且測量的一點點誤差對于打鉆、放炮造成的超欠挖來說影響很小，所以在施工單位一般都采用采用這種方式進行測量和放樣。3隧洞洞外控制測量3.1洞外平面控制測量洞外平面控制測量的主要任務是：測定各洞口控制的相對位置，作為引測進洞和測設洞內(nèi)中線的依據(jù)。一般要求洞外平面控制測量網(wǎng)包括洞口控制點。建立洞外平面控制測量的方法有：布設中線法，精密導線法，三角網(wǎng)法和GPS法等。

9、由于全站儀，測距儀，GPS已經(jīng)在施工單位基本普及，布設中線法由于精度太低，只適合于地形、地質(zhì)條件簡單的中、短隧洞，因此在生產(chǎn)實踐中很少使用，下面介紹其他三種方法：（1）精密導線法 在洞外沿隧洞線型布設精密光電測距導線來測定各洞口控制點的平面坐標。精密導線一般采用正副導線組成的若干個導線環(huán)構(gòu)成控制網(wǎng)，主導線應沿著兩洞口連線方向布設，每1-3個主導線邊應與副導線聯(lián)系。主導線邊一般不宜短于300m，且相鄰邊長不宜相差過大。主導線須同時觀測水平角和邊長，而副導線一般只測水平角。（2）三角鎖法在洞外沿隧洞地形布設單三角形鎖來測定各洞口控制點的平面坐標，鄰近隧洞中線一側(cè)的三角鎖各邊宜盡量垂直于貫通面，避免

10、較大的曲折，測量三角鎖的水平角不宜小于30度（3）GPS法用GPS法測定各洞口控制點的平面位置坐標，由于各洞口控制點之間可以互不通視，沒有測量誤差的積累，因此特別適合于特長隧洞及通視條件較差的山嶺隧洞。3.2洞外高程控制測量 洞外高程控制測量的任務是按照測量設計中規(guī)定的要求，施測隧洞洞口（包括隧洞的進出口、豎井口、斜井口和坑道口）附近水準點的高程，作為引測進洞的依據(jù)。高程控制一般采用三四等水準測量，當兩洞口之間的距離不大于1km時，應在中間設臨時水準點。 如果隧洞不長，高程控制測量等級在四等以下時，可采用光電測距三角高程測量的方法進行觀測，三角高程中，光電測距的最大邊長不應超過600m，且每條

11、邊應進行對向觀測，高差計算時應加上地球曲率的影響。4隧洞洞內(nèi)控制測量4.1洞內(nèi)平面控制測量隧洞洞內(nèi)控制測量，主要是在洞內(nèi)建立一個與洞外控制相統(tǒng)一的平面和高程控制網(wǎng)，作為確定掘進方向和施工放樣的依據(jù)，以確保隧洞在規(guī)定的精度范圍內(nèi)貫通。洞內(nèi)控制測量起始于洞口處的洞外控制點，隨著隧洞的開挖而向前延伸，起始點坐標、高程及起算方位角由地面控制測量或聯(lián)系測量確定。隧洞平面控制常采用中線或者導線兩種形式，而一般情況下采用導線形式。其原因在于隧洞中布設成中線容易受到一些因素的干擾、容易被運渣車或者裝載機碾壓從而造成點位的移動，采用導線形式將點布設在洞子的兩邊邊墻處，可以防止點位的移動，從而達到控制的目的。根據(jù)

12、施工的需要和隧洞的長短以及洞形大小，導線布設可以分為單導線與雙導線，一般的短隧洞布設成單導線即可，而像長達五六公里的這些長隧洞，采用雙導線控制、精度更高一些。洞內(nèi)導線一般是支導線，而且它不能夠一次測完，只有掘進一段距離后才可以增設一個新點。設立新點前必須對與之相關的既有導線點進行檢查，在對既有導線點確認的基礎上測量新點。洞內(nèi)導線一般分級布設，先布設精度較低的施工導線，然后布設精度高的基本控制導線和主導線。如下圖所示：在開挖面每向前推進20-50m時設施工導線點，用以進行放樣且指導開挖。當掘進長度達到100-300m以后，為了檢查隧洞的方向是否與設計相符合，并提高導線精度，選擇一部分施工導線布設

13、邊長較長、精度較高的基本控制導線。當掘進大于2km時，可選擇一部分基本導線點布設主要導線，主要導線的邊長一般為150-800m，對精度要求較高的大型貫通，可在導線中加測陀螺邊以提高方位的精度，而陀螺邊一般加在洞口起始點到貫通點距離的三分之二處。值得注意的是，在隧洞進行測量工作時，由于光線黑暗，不管是后視定向、作控制測量還是放樣等都要用手電筒給棱鏡照明，這是隧洞測量過程中常用的一種方式，這樣做不僅可以提高速度，也可以提高精度。還有一點就是為了施工的方便及不影響施工，施工導線點一般都是布設在洞子兩邊的邊墻之上，這樣在尋找起來也比較方便，同時也不易受到破壞。而后視定向時采用徠卡小棱鏡即可。4.2洞內(nèi)

14、高程控制測量洞內(nèi)高程控制測量可采用水準測量或光電測距三角高程測量法。洞子內(nèi)的高程控制點可選在導線點上，也可以根據(jù)施工情況和要求埋設在洞頂、洞底或洞子兩邊的墻壁上，但必須穩(wěn)固和便于觀測，這是最重要的。高程控制路線隨開挖面的進展而向前延伸，一般可先布設較低精度的臨時水水準點，其后再布設較高精度的永久水準點。永久水準點最好按組布設，每組不少于兩個點，各組之間的距離一般為200-400m。采用水準測量時應往返觀測，視線長度不宜超過50m；而采用光電測距三角高程測量時，應進行對向觀測，在洞內(nèi)作業(yè)時，應注意洞內(nèi)的除塵、通風排煙和水汽的影響。洞內(nèi)高程控制點作為施工高程的依據(jù)，必須定期復測。5隧洞施工測量隨洞

15、施工測量涉及到的東西很多，也很復雜、繁瑣。其中最主要的便是洞內(nèi)中線和腰線的測設5.1腰線測設在隧洞施工中，為了隨時控制洞底的高程，通常在隧洞側(cè)面巖璧上沿中線前進方向每隔一定距離標出比洞底設計地坪高出1m的抄平線，稱為腰線。腰線標出后，可以根據(jù)腰線隨時定出端面各部位的高度及隧洞的坡度，這對于隧洞的放樣和指導開挖都十分方便。5.2中線樁測定一般在隧洞向前掘進20m左右時，就要測設一個中線樁。洞內(nèi)中線點通常可根據(jù)導線點按極坐標法測設。由于洞內(nèi)工作面狹小且光線暗淡，在隧洞施工中，我們使用具有極光指向功能的徠卡TCR1201全站儀來指示掘進方向。激光指向儀一般被安置在隧道頂部或側(cè)壁的支架上，以不影響施工

16、和運營為宜，利用儀器發(fā)射的一束可見光，指示出中線及腰線方向或它們的平行方向。如果采用機械化的掘進設備，光電跟蹤靶配裝在掘進機上，當掘進方向偏離了指向儀的激光束，光電接收裝置將會通過指向儀表給出掘進機的偏移方向和偏移量，并能為掘進機的自動控制提供信息，從而實現(xiàn)掘進定向的自動化。如果是人工掘進，可以在中線位置和腰線位置分別裝一個指向儀，來指導打鉆、開挖和支護，掘進時可以根據(jù)隧洞的設計尺寸，通過鋼尺等量測工具來指導工作便可。5.3襯砌放樣隧洞各部位襯砌的放樣是根據(jù)線路中線，起拱線及路面高程定出其斷面尺寸，在襯砌放樣之前，首先應對這三條基本線進行復核檢查。5.3.1拱部襯砌的放樣主要是將拱架安置在正確

17、的位置上。拱部分段進行襯砌，一般5-10m分為一段。地質(zhì)不良的地段可縮短至1-2m。拱部的放樣根據(jù)線路中線點和水準點，用全站儀和水準儀放出拱架頂?shù)奈恢煤推鸸熬€的位置以及十字線，分段兩端的兩個拱架定位。拱架定位時，應將拱架頂與放出的拱架頂位置對其，并將拱架兩側(cè)拱腳與起拱線的相對位置放置正確。兩端拱架定位并固定后，在兩端拱架的拱頂及兩側(cè)拱角之間繃上麻線，據(jù)以固定其間的拱架。在拱架逐個檢查調(diào)整后，即可鋪設模板襯砌。5.3.2邊墻及避車洞的襯砌放樣邊墻襯砌先根據(jù)線路中線點和水準點，按施工斷面各部位的高程，用儀器放出路基高程、邊墻基底高程及邊墻頂高程，對已放過起拱線高程的，應對起拱線高程進行檢核。如果是

18、直墻，可以從校準的路線中線按尺寸放出支距，既可立模襯砌。如果是曲墻，可先按1:1的大樣制出曲墻模型板，然后從線路中線按算得的支距安設曲墻模型板進行襯砌。避車洞的襯砌放樣與隧洞的拱、墻的放樣大致是相同的，其中心位置是按設計里程由線路中線放垂線定出。5.3.3仰拱和鋪底放樣仰拱砌筑時的放樣，是先按設計尺寸制好模型板，然后在路基高程位置繃上麻線，再由麻線向下支距，定出模型板的位置。隧洞鋪底時，一般先在左右邊墻上標出路基高程 ，由此向下放出設計尺寸，然后在左右邊墻上甭上線，由此來控制各處底部是否挖夠了尺寸，之后即可鋪底。6 結(jié)論與總結(jié) 經(jīng)過了一年的實習和工作，最后我終于完成了淺談引水隧洞施工測量的論文

19、。從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學期間獨立完成的最大的項目。在這段時間里，我學到了很多知識也有很多感受，從對論文的一無所知，對隧洞施工測量、全站儀等相關技術很不了解的狀態(tài)，我開始學習和實地的去測量，查看相關的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進都是我學習的收獲，每一次到工地測量的完成都會讓我興奮好一段時間。從中我也充分認識到了測量在工程建設當中的重要性，還有測量中的知識的巨大性，學校兩年的學習才學到測量的一點皮毛而已，我需要學習的地方還很多。然我的論文作品不是很成熟，還有很

20、多不足之處，但我可以很負責的說，這里面的每一個文字，都有我的勞動。當看著自己的論文還有一年來自己在測量方面學到的巨大知識，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最終都會化為甜美的甘泉。這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學習中激勵我繼續(xù)進步。參考文獻：【1】徠卡TPS1200（TCR1201）使用說明書【2】楊守菊.徐長亮.全站儀自由設站的應用及精度分析【3】楊華主編.工程測量.哈爾濱工程大學出版社2010【4】孟勝凱.王述秀.淺析某水利工程中施工測量控制【5】工程測量規(guī)范.GB50026-2007.中國計劃出版社2008【6】水利水電工程測量規(guī)范.SL197-2013.中華人民共和國水利部致謝三年的大學生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學的知識應用到實際工作中去。回首三年，取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師三年來對我孜