高等测量学 教学课件 作者 姜晨光 主编 方绪华 王尤选 副主编第11章 地下工程测量.ppt

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1、第11章地下工程测量11.1地下工程的特点世界人口的迅速增长和城市化进程的加快，城镇、道路、厂房、学校、居民住宅等占地面积迅速增长，人类有效使用空间大幅减少，人类开始向地下空间发展，于是，大量的地下商场、地下娱乐中心、地下工厂、交通隧道、矿山巷道、水电站地下厂房、地下街道、地下医院、地下铁路、地下通道、储备仓库、地下防空洞、以及地下军事设施和掩体等被兴建。地下工程在建设施工阶段和运营过程中都离不开测量工作。因此，地下工程测量是地下工程建设不可缺少的部分，对地下工程的施工和建设起着保证和监督作用，对安全生产

2、起着指导作用。地下工程的核心工作就是修建地下洞室，地下洞室泛指在地表以下岩土体中修建的各种形式和用途的建筑，地下洞室是岩土工程的重要组成部分，广泛应用于工业与民用建筑、交通、采矿、水利水电、国防等部门。地下洞室的共同特点是都建设在地下岩土体内，具有一定断面形状和尺寸并有较大延伸长度。地下洞室的断面形状一般有曲线型、折线型及两者的组合型。地下洞室断面形状的选择应考虑洞室的用途、服务年限、洞室的围岩性质、岩土体地应力的分布特征、洞室的支护或衬砌方式及材料等因素。一般地来讲，曲线型洞室（圆形、椭圆形、马蹄形、等

3、）稳定性较好、对周围岩土体的稳定有利，折线型洞室（矩形、方形、梯形、等）的断面利用率高、施工方便、开挖工艺简单。地下洞室的尺寸主要取决于洞室的用途，普通隧道一般高（或宽）3m~5m（有些可达20m以上），而地下厂房的断面则要大得多（高60m~70m、宽20m~35m为多见）。地下洞室可分为过水的和不过水的（比如交通隧洞（道））两大类，前者又有无压与有压之分，后者则均为无压的。有压洞室与无压洞室的不同之处在于有压洞室内水压力作用到衬砌和周围岩体上并对其稳定性产生新的影响。11.2地下工程测量的基本工作地下工

4、程测量是工程测量的分支之一，是利用测绘理论和技术为地下工程建设服务的各项工作的总称。地下工程测量实践萌芽于采矿，据说最早的地下工程测量起源于公元前二千多年我国黄帝时代的铜矿开采，后来，人们通过考古发现了公元前15世纪的意大利金矿巷道图和公元前13世纪埃及的采矿巷道图（采用了比例尺）。公元12世纪各种金属矿的开采已相当普遍并形成规模，在开采过程中人们很重视矿体的形状并开始勘察与绘制矿产地质图以判断矿产的分布及产状，随着测量与采矿的不断结合逐步形成了矿山测量的理论体系。随着近代地下工程的大量涌现，矿山测量的技

5、术方法被不断地应用，矿山测量与地下工程的不断结合又发展成为地下工程测量。11.2.1水工地下工程测量的基本内容与要求地下洞室施工测量的基本内容包括地下洞室贯通测量的技术设计和贯通测量；建立地面和地下平面与高程控制网；对地下洞室的轴线、坡度、高程和开挖断面放样；地下洞室开挖轴线纠偏与贯通面误差调整；地下洞室纵横断面测绘并工程量计算；中间验收、竣工验收资料和技术报告的提供；等。贯通测量技术设计应在开挖前进行，其测量极限误差可取横向L/50000、纵向L/50000、竖向L/100000，L为相向开挖长度（包括

6、支洞长度），计算贯通中误差时可取极限误差的一半作为贯通中误差，对上、下两端相向开挖的竖井其极限贯通误差应不大于200mm，通过竖井贯通时应把竖井定向作为一个独立因素参与贯通中误差的分配。地下工程开挖前应根据地下洞室的设计轴线拟定平面和高程控制略图并进行预期误差的精度估算，以确定洞外和洞内控制测量的等级及作业方法。洞外平面控制网可布设成GPS网、导线网、测角网、测边网或边角组合网，洞外基本导线网精度可根据情况选择国家二、三、四等（5km及以下可采用四等），GPS网精度可选择国家B、C、D级（5km及以下可采

7、用D级），洞外高程控制网精度可根据情况选择国家二、三、四等（5km及以下可采用四等），洞外高程控制网应布设成环线或附合线路水准测量网。洞内平面控制测量宜布设光电测距导线，导线通常应分为基本导线和施工导线。洞内基本导线宜布设交叉式双向导线网，其技术要求同洞外。钻爆法开挖中，开挖放样应以施工导线标定的轴线为依据，直线段采用串线法时两吊线的间距应不小于5m、延伸长度应小于20m，曲线段应采用经纬仪或防爆电子全站仪放样，开挖过程中宜在洞内安置激光准直仪或用激光经纬仪标定轴线。掘进机开挖中，应首先将洞内基本导线或施

8、工导线的坐标和高程系统引测至掘进机的激光导向系统上，再以设计轴线指导掘进机的掘进方向以保证施工测量的可靠性。斜井的开挖时可用坡面经纬仪直接测定轴线和平行腰高。地下工程施工期的安全监测，应根据工程等级、地形地貌、围岩条件、施工方法确定监测项目、数量、选择监测仪器。施工前应对监测仪器的布置做出专门设计。观测断面应设置在有代表性的地质地段，围岩变形大、高应力地区、膨胀性岩体、洞室交叉口、软弱破碎带及工程特殊部位应重点监测。监测项目和