（毕业论文）隧道控制测量方案设计与实施

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1、隧道控制测量方案设计与实施摘要：隧道地面控制测量的传统方法是三角测量、边角测量或导线测量。但由于隧道工程大多位于崇山峻岭地形复杂地区，常使地面控制测量存在以下两个问题，一是由于通视困难，选点时必需寻找高点甚至建立高标，使工期长、费用高，二是工程性质决定了控制网的布设形式必为狭长延伸形，从而减弱了控制网的图形强度使控制点测量的精度很难提高。而GPS测量特别是贯穿树木茂密通视困难地区隧道测量，GPS系统表现出传统的测量技术无法比拟的优越性。关键词：GPS测量；隧道控制网；数据处理0引言保证长大隧道准确贯通，隧道控制测量是关键，对长

2、大隧道贯通，规范要求贯通精度很高，隧道洞内控制测量精度的高低直接影响到贯通的精度，为了保证隧道在允许精度内贯通，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进行相应的精度估算，为了保证相应的控制测量精度还要采取相应的测量方案设计。在隧道建设过程屮，由于细部放样、施工等因素的影响，使得相向开挖的洞段中线不能理想地衔接而产生错幵的现象，即所谓贯通误差。为了减小贯通误差的影响使隧道的正确掘进，施工测量放样必须建立在满足精度要求的控制测量成果基础之上。因此隧道的控制测量精度质量对减小隧道横向和高程贯通误差、保障洞口内外的

3、准确接线有着举足轻重的影响，为保证隧洞在允许精度内贯通,首先要分别对洞内、洞外平面控制测量和高程控制测量方案进行设计，在未贯通前对已施测的测量成果进行相应的精度估算，采取合理的方案保证控制测量精度，以高质量的测量成果指导施工测量放样保证工程顺利完成。1建隧道控制测量的基本原理及特点1.1平面控制测量方法测量学中有测距交会确定点位的方法。与其相似，GPS定位也是利用测距交会的原理确定点位。设想在地面上有3个无线电信号发射台，其坐标已知，用户接收机在某一时刻，采用无线电测距的方法，分别测得了接收机至3个发射台的距离dl、d2、d3

4、，只需以3个发射台为球心，以dl、d2、d3为半径，做出3个定位球面，即可交会出用户接收机的空间位置。虽然GPS卫星是在不停的运动中，但总可以利用同定于地面上的无线电测跑仪同时测定某一时刻的空间距离dl、d2、d3,应用测距交会的原理便可确定该时刻卫星的空间位置。同理可以同吋确定3颗以上卫星的空间位置。反之利用3颗以上的卫星已知位置又可交会出地面未知点(用户接收机)的位置［1］。在GPS定位中，GPS卫星是高速运动的卫星。其坐标值随吋间在快速变化着。需要实吋的由GPS卫星信号测量出卫星至测站的距离，实吋的由卫星导航电文解算出卫

5、星的坐标值，并进行测站点的定位。根据其运动状态可以将GPS定位分为静态定位和动态定位。由于静态定位吋，待定点位置固定不动，可以通过大量重复观测提高定位精度，因此隧道控制测量采用静态定位。1.2GPS定位的误差来源在利用GPS进行定位吋，会受到各种各样因素的影响。影响GPS定位精度的因素可以依据其具体来源分为以下四大类.•GPS卫星有关的因素、与传播途径有关的因素、与接收机有关的因素、其它因素［2］。1.3GPS测量的特点(1)测站之间无需通视。测站间相互通视一直是测量学的难题。GPS这一特点，使得选点更加灵活方便，对于隧道控制

6、测量而言，只需在各开挖洞口布设控制点即可，无须设置过渡点。但测站上空必须开阔，以使接收GPS卫星信号不受干扰。(2)定位精度高。一般双频GPS接收机基线解精度为5mm+lppm,GPS测量精度与红外仪相当，但随着距离的增长，GPS测量优越性愈加突出。大量实验证明,在小于50km的基线上，其相对定位精度可达12X10'而在100km〜500km的基线上可达10_6〜10'(3)观测吋间短。在小于20km的短基线上，快速相对定位一般只需5min的观测吋间即可。(4)操作简便，测量自动化程度很高。在观测中，测量员的主要任务是安装并开

7、关仪器、量取仪器高和监视仪器的工作状态，而其他观测工作如卫星的捕获，跟踪观测等均由仪器自动完成。(5)全天候作业。GPS观测可在任何地点，任何吋间连续地进行，一般不受天气状况的影响。2隧道控制测量方案设计2.1平面控制测量方法设计洞内平面控制测量迕米贯通前都是支导线。当接到隧道工程施工任务吋，首先要根据洞内相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，以保证隧道施工中线的正确，即贯通精度符合要求，更为合理经济的选择测量设备和测量方案

8、31。为提高测量精度，导线边长尽量放长，根据误差传播

9、定律，导线测角及量边所引起的洞内横向贯通误差为：其中m',尸土学奴-yI=±<^7⑵式中Rx为导线点至贯通面的垂邊跑离，么为导线对贯通面的投影长度，为洞内侧角中误差，f为导线边长相对中误差。爪总=土洞外2+叫同内2(3)2.2高程控制测量设计隧道洞内高程控制测量精度直接影响的