隧道测量程序（共6篇）
篇1：隧道测量程序
隧道测量是施工中必不可少的一项施工程序。现代的测量工程中有许许多多的测量方法都叫测量的组合，而每一种测量方法都能把测量工作完成，就算是同一个测量部位、同样的条件及其他的因素。为此，我们一定要用科学方法来解决测量工作中的测量问题。
在水电工程中一般的大型水电站都建立在崇山峻岭中。在水电工程建设中大型的开挖如：导流洞、地下厂房、隧道公路、等都是洞挖。而，在溪洛渡水电站的建设中洞挖的工程量相对来讲比较多。所以，隧道测量是施工中必不可少的一项施工程序。现代的测量工程中有许许多多的测量方法都叫测量的组合，而每一种测量方法都能把测量工作完成，就算是同一个测量部位、同样的条件及其他的因素。为此，我们一定要用科学方法来解决测量工作中的测量问题。溪洛渡水电站位于云南永善县和四川雷波县境内,为一跨流域开发引水式电站。电站枢纽由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽三部分组成。首部枢纽位于金沙江上游Ⅰ级支流，厂区枢纽位于金沙江左、右岸。其中引水系统由引水隧洞、调压井、压力管道组成。引水隧洞分为左右引水分别3条全长9393.947m。溪洛渡水电站引水隧洞于2005年10月1日开挖贯通，继而进行开挖断面测量。按规范及监理要求，每3 m测一断面，工作量相当大。为给施工班组进行清欠处理提供准确的开挖断面和提高测量效率，各单位采用了徕卡多功能全站仪断面测量Profiler机载软件。
（一）、前方工作运用
（1）、隧道测量工程测量前的工作准备：
由于，在隧道工程测量中一多半的工作时间都是在隧道里。但是，隧道里的工作环境一般的比较恶劣，如：光线太黑、空气恶劣、路面不平有少许暗沟等。因此，在隧道测量时的测量工作人员在上班之前必须要准备以下测量工具，强光探照灯、测量仪器和其它的辅助工具，其强光探照灯是在洞中测量中必不可少的一样。
在溪洛渡工程测量中每个单位用的测量仪器都不相同如葛洲坝测量队在右岸导流洞测量中用的是徕卡402、405、拓扑康502型红外线测量仪，而水电六局在左岸导流洞测量中用的是徕卡702、402、1202、等型号的红外线测量仪。在溪洛渡测量队中大部分的测量队都用的是红外线激光测量仪。以方便在洞中找点。
（2）、隧道测量的程序及运用：
在测量隧道中由于时代的变化、科学的进步，我们运用的计算工具也在不断的变化。在如今我们测量工作中一般运用的是CASIO4500、4800、4850等型号的科学计算器还是一种有编程功能的计算器。
在隧洞测量时测量人员要根据现场的要求来进行编程，边角程序如：
边角后方交会 BJHFJH L1 ABCD：Lbl5：{KSP} L2 pol(C-A,D-B)L3 Q=90(1-K)+K SIN-1(S SIN P/V)L4 T=W+180-P-Q L6 Rec(S,T): X=A+V◢ Y=B+W◢ L7 Goto5 说明：
1、测边的已知点作为P1（A,B），未测边的已知点作为P2（C,D）。测边对角为锐角时K=1，测边对角为钝角时
2、K=-1。
3、角度P是以测边方向为起始方向，顺时针观测另一个已知点方向的右角。注：理想图形要求实测的S边相对于已知边P1P2越短越好，角P越接近180°越好。坐标反算 ZBFS L1 AB：Fixm：{CD} L2 pol(C-A,D-B)◢ L3 W＜0 W=W+360
L4 lntW +0.01lnt(60 Frac W)+ 0.006 Frac(60 FracW)◢ 说明：
1、本程序用于计算直角坐标值已知的两点间的边长和坐标方位角。
2、起算点和目标点的坐标分别为（A，B）、（C，D）。
3、起算点改变时应重新调用程序以改变A、B的值。
4、边长值和方位角值分别自动存放在“V”和“W”中。“W”的单位为：度“ °”。
隧洞断面图如上的程序如下： 直线断面放样程序（2）ZXFY2 L1 Lbl0：{ABH}：ABH:POL(A-X,B-Y): L2 L=ICos(J-G)◢ L3 M=Isin(J-G)◢ L4 V=H-N◢
L5 V=16.83 W=（(V-16.83)2＋M2）◢ Goto5 说明：
1.本程序用于计算直线段的如图断面样式的隧洞程系放样程系。2.坐标A,B,H,是测算出来的坐标数据。
3.已知的坐标X,Y是从图纸上的起算点坐标。4.J是方位角，是隧洞的轴线方向。
5.M是偏中，V是实际高程，W是实际测量出来的顶拱位置。后方交会3HFJHCX L1 ABCDEF：Lbl5：{OPQ} L2 I=-O+P：J=Q-P L3 G=Abs（I/90）:H=Abs（J/90）L4 G=1 I=I+0.01″
L5 G=2 I=I+0.01″
L6 G=3 I=I+0.01″
L7 H=1 J=J+0.01″
L8 H=2 J=J+0.01″
L9 H=3 J=J+0.01″
L10 K=(A-C)+(B-D)/tanI L11 L=(D-B)+(A-C)/tanI L12 M=(C-E)+(F-D)/tanJ L13 N=(F-D)+(E-C)/tanJ L14 U=(K+M)/(L+N)L15 X=C+(K-UL)/(1+U2)◢ L16 Y=D+U(K-UL)/(1+U2)◢ L17 Goto5
1、本程序用于利用3个合适的已知点进行方向后方交会法计算测站坐标。
2、观测、计算时将3个已知点按顺时针方向对应排列，已知点的直角坐标分别为（A，B）、（C，D）和（E，F）。对应3个已知点的方向值分别为O、P、Q。
3、L3至L9行的作用是当两相邻方向间的夹角出现直角或平角时将导致不能计算时进行自动处理。
4、为提高解算精度和防止错误，宜尽可能使测站点与3个已知点组成较理想的图形，如采取测站点靠近3个已知点组成的三角形的中心区域、避免出现“危险园”图形和增加已知点组成多组后交图形比较计算等措施。
5、当已知点发生变化应重新调用程序。
边角后方交会
（Filename）9BJHFJH L1 ABCD：Lbl5：{KSP} L2 pol(C-A,D-B)L3 Q=90(1-K)+K SIN-1(S SIN P/V)L4 T=W+180-P-Q L6 Rec(S,T): X=A+V◢ Y=B+W◢ L7 Goto5 说明：
1、测边的已知点作为P1（A,B），未测边的已知点作为P2（C,D）。测边对角为锐角时K=1，测边对角为钝角时。
2、K=-1。
3、P是以测边方向为起始方向，顺时针观测另一个已知点方向的右角。
4、理想图形要求实测的S边相对于已知边P1P2越短越好，角P越接近180°越好。
（3）、测量过程及人员安排
仪器架设在待测断面前，位于仪器无棱镜观测的最好方向便于观测，(竖直度盘定天顶方向为0度，顺时针注记)测量的竖直角读数。记录仪器高、观测的竖直角、斜距水平距离和高差便于检查。如隧道洞内干扰很大，可能影响仪器的稳定。所以在测量过程中要不断的查看仪器是否气泡居中，与免影响测量的精度。
在测量的人员安排是有固定规定的，在测量放样中每个人都有他的一定作用呀！一般情况下，一组放样人员需要4人，带班一人，辅助3人，具体如，观测一人、记录一人、扶棱镜一人、做点一人，这是一般的安排，但是，具体的还要分人员的数量和工作效率来安排具体的工作人数。
（二）、展图过程及方法：
1． 通过全站仪的内存数据传输到计算机上后为GSI格式的数据文件，在通过南方CASS 5.1、6.0来毒气数据如图： 点击后进行下一步：
转换后的数据为.DAT文件，可以直接在CASS上展图了。
选择好你转换后的数据文件名后就点打开，根据CASS6.0的下方命令提示来一步步的完成操作。
（三）、超欠挖的计算
超挖大家可能都比较清楚就是在比预定或者是在工程上所说的设计的面积大了就叫超挖，欠挖也就是比设计图纸面积小的叫做欠挖。
打开边界的命令符号显示如图；
点击新建后选中超欠挖的线段和设计的线段后，然后点击反键或者回车以后选择超挖的位置正键单击后如图：
绿色线段是面域后的图块。然后，单键点击线段后旁边的对象特征中的面积一格中就会显示面积数目。
做完一个后记录到xls上根据断面桩号的超欠挖面积，如图表的样式
4800--4850隧道断面程序坐标正反算
1.主程序(TYQXJS)“1.SZ => XY”：“2.XY => SZ”：N：Prog“SJK”:C=1÷P：D=(P-R)÷(2HPR)：E=180÷π：N=1=>Goto 1：≠>Goto 2Δ←┘
Lbl 1：{SZ}：SZ：W=Abs(S-O)：Prog “SUB1”：X“XS”=X◢ Y“YS”=Y◢
F“FVJ”=F-90:F◢ Goto 1←┘
Lbl 2：{XYH}：XY：I=X：J=Y：Prog “SUB2”：S“S”=O+W◢ Z“Z”=Z◢
A=407.514里程+0.0053坡度(S-136694.623里程)-(S-136694.623里程)^2/3200+1.481(圆心到设计高的高度):←┘ Z[1]=A+√((半径6.49^2-(Z-中线5.901)^2)◢ H=√((Z-5.901)^2+(H-A)-6.49◢ Goto 2 2.正算子程序(SUB1)A=0.1739274226：B=0.3260725774：K=0.0694318442：L=0.3300094782：F=1-L： M=1-K：X=U+W(Acos(G+QEKW(C+KWD))+Bcos(G+QELW(C+LWD))+Bcos(G+QEFW(C+FWD))+Acos(G+QEMW(C+MWD)))：Y=V+W(Asin(G+QEKW(C+KWD))+Bsin(G+ QELW(C+LWD))+Bsin(G+QEFW(C+FWD))+Asin(G+QEMW(C+MWD)))：F=G+QEW(C+ WD)+90：X=X+ZcosF：Y=Y+ZsinF
3.反算子程序(SUB2)T=G-90：W=Abs((Y-V)cosT-(X-U)sinT)：Z=0：Lbl 0：Prog “SUB1”：L=T+QEW(C+ WD)：Z=(J-Y)cosL-(I-X)sinL：AbsZ<1E-6=>Goto1：≠>W=W+Z：Goto 0Δ←┘ Lbl 1：Z=0：Prog “SUB1”：Z=(J-Y)÷sinF
本程序“SUB1”和“SUB2”同上,新加“SJK”子程序为曲线要素数据库,也修正了主程序里的几个问题,H为断面高程计算抄欠挖.本程序“SJK”数据库为: S≤136750.876(HY)＝> O=136620.876(ZH):U=90246.898(136620.876的X坐标)：V=327.519(136620.876的Y坐标):G=198°12′37.8″：H=130：P=1960：R=1960：Q=-1:⊿←┘
S≤****(YH)＝> O=****(HY):U=*******(HY的X坐标)：V=******(HY的Y坐标):G=***°**′**″：H=***：P=***：R=***：Q=-1:⊿←┘
S≤****(HZ)＝> O=****(YH):U=*******(YH的X坐标)：V=******(YH的Y坐标):G=***°**′**″：H=***：P=***：R=***：Q=-1:⊿←┘
依次往下推,本人昨天晚上才研究出来的,希望给以参考,并想给与高手修正,因本人的能力有限..这个程序只适合反算,正算的时候会出现很多问题,不适合正算,想给与高手指点,希望把正算的也给休整好.谢谢,本人QQ:8696847,希望给予联系,共同克服里面的程序的困难.2、输入与显示说明
输入部分： 1.SZ => XY
2.XY = > SZ N ? 选择计算方式，输入1表示进行由里程、边距计算坐标；输入2表示由坐标反算
里程和边距。
S ？ 正算时所求点的里程
Z ？正算时所求点距中线的边距(左侧取负，值右侧取正值，在中线上取零)X ？反算时所求点的X坐标 Y ？反算时所求点的Y坐标
显示部分：
XS=××× 正算时，计算得出的所求点的X坐标
YS=××× 正算时，计算得出的所求点的Y坐标
FS=××× 正算时，所求点对应的中线点的切线方位角
S=××× 反算时，计算得出的所求点的里程
Z=××× 反算时，计算得出的所求点的边距
A=××× 反算时，计算得出的高程
H=××× 反算时，要输入的测量高程
**=××× 反算时，计算得出的隧道断面超前挖
篇2：隧道测量程序
Deg：Norm1↓
（设置计算器角度单位为度及小数点显示为小数模式）主程序（程序名称：QXZBJS）R ：K：W：C↓
（定义变量）K÷2-K3÷240R2→Z[1]：K2÷24R-K4÷2384R3→Z[2] ：(Z[2]+R)tan(Abs(W)÷2)+ Z[1]→Z[3] ：K+ Abs(W)×πR÷180→Z[4]↓ Lbl 1↓
Abs(D-C)→I↓
If D＜C：Then D-C→X：0→Y ：0→Q ：Goto 4：IfEnd↓
If I> Z[4]：Then Z[4]-I→Z[5]：0→Z[6] ：0→Q ：Goto 3：IfEnd↓ If I≤Z[4]-K：ThenI→J：Else Z[4]-I→J：IfEnd↓ If J≥K：Then Goto 2：IfEnd↓
(J2×180÷(2πRK))°→Q↓
（以度数为单位赋值给Q）J-J5÷(40R2K2)→X：J3÷(6RK)-J7÷(336R3K3)→Y↓
If I＞Z[4]-K：Then X→Z[5]：Y→Z[6]：Goto 3：IfEnd↓ Goto 4↓ Lbl 2↓
((I-0.5K)×180RπR)°→Q↓
（以度数为单位赋值给Q）Rsin(Q)+ Z[1]→X：R(1-cos(Q))+ Z[2]→Y↓ Goto 4↓ Lbl 3↓
Z[3](1+cos(W))-Z[5]cos(W)-Z[6]sin(Abs(W))→X↓(Z[3]-Z[5])sin(Abs(W))+ Z[6]cos(W)→Y↓ Abs(W)-Q→Q↓ Goto 4↓ Lbl 4↓
If W＜0：Then-Q→Q：-Y→Y：IfEnd↓ X-Esin(Q)→X：Y+Ecos(Q)→Y↓ Goto 5↓ Lbl 5↓ F：G：Z X-Z[3]→I：Y→J↓ F+Icos(Z)-Jsin(Z)→X↓ G+Isin(Z)+Jcos(Z)→Y↓ Goto 6↓ Lbl 6↓
“X=” ：X◢ “Y=” ：Y◢ Pol(X-A, Y-A)↓ “I=” ：I◢
If J＞0：Then“J=” ：J◢ “J=” ：J+360◢IfEnd↓
子程序： 左线（QL）Lbl 0↓
？A：？B↓ Goto 1↓ Lbl 1↓
？D：？E↓
If D>220249.506：Then Goto 2：IfEnd↓
219215.613→C:1450→R:280→K:-29°47′23″→W↓ 54117.378→F:94561.972→G: 298°7′23″→Z↓ Goto3↓ Lbl 2↓
If D>222040.807：Then “WU XIAO” ◢Goto 1：IfEnd↓
221331.463→C:3000→R:0.00000000000001→K:-13°32′51″→W↓ 54060.248→F:92598.282→G: 268°20′1″→Z↓ Goto3↓ Lbl 3↓
Prog“QXZBJS” ↓ Goto1↓ RETURN↓
R：圆曲线半径 K：缓和曲线长度
W：转角（左偏取负值，右偏取正值）C：ZH点里程
Z：第一切线方位角 A： 置镜点X坐标 B：置镜点Y坐标 F： 交点X坐标 G：交点点Y坐标
D、E：待求点里程和偏距 路线为分离式路线时，右线子程序与左线一样，根据右线的直曲转角表输入相应的参数即可
导线测量:DXCL Lbl 0↓
Deg：Norm1↓
（设置计算器角度单位为度及小数点显示为小数模式）?A：?B：“A1”→Z[8]:“B1”→Z[9] ↓ Pol(A-Z[8], B-Z[9])↓
If J>0：Then“ J”：J→Z[10]◢Else“J”: J+360→Z[10]◢IfEnd↓ Goto 1↓ Lbl 1↓ ?V:?L↓
Z[10]+V-180→T↓ “X”:A+Lcos(T)→X◢ “Y”:B+Lsin(T)→Y◢ Goto 1↓
A、B：分别为置镜点X坐标和Y坐标 “A1” ：“B1” 分别为后视点X坐标和Y坐标 V：夹角 L：边长
缓和曲线的已知坐标反算里程和偏距程序 主程序（程序名称：HHQXFS）Lbl 0↓
Deg：Norm1↓
（设置计算器角度单位为度及小数点显示为小数模式）
Z[11] ：Z[12] ：Z[13] ：Z[14] ：M ：N ：R ：K：C ：Z↓
（定义变量）Goto 1↓ Lbl 1 Pol(Z[13]-Z[11]，Z1[4]-Z[12])↓ I→Z[15] ↓
If J>0：Then J→Z[16]：Else J+360→Z[16]：IfEnd↓ Pol(X-Z[11]，Y-Z[12])↓ I→Z[17] ↓
If J>0：Then J→Z[18]：Else J+360→Z[18]：IfEnd↓ Z[17]×cos(Abs(Z[16]-Z[18]))→Z[19]：Z[17]×sin(Abs(Z[16]-Z[18]))→Z[20]↓ Z[19]×K÷Z[15]→S
S-S5÷(40R2K2)→Z[21]：S3÷(6RK)-S7÷(336R3K3)→Z[22]↓ Goto 2↓ Lbl 2↓
→Z[23]：tan-1(Z[22] ÷Z[21])→Z[24]↓
If N=1：Then Z+(-1)M×Z[24]→W：Else Z+180-(-1)M×Z[24]→W：IfEnd↓ Z[11]+ Z[23] cosW→Z[25] ：Z[12]+ Z[23] sinW→Z[26]↓ →Z[27]↓ →Z[18]↓ →Z[29]↓ Goto 3↓ Lbl 3↓
If Z[18]> Z[16]：Then-Z[20]-Z[29]→E：Else Z[20]-Z[29]→E：IfEnd↓ “D”：C-(-1)N×S+ →D◢
（计算显示反算出的里程）其中 为修正系数
If M=1：Then“E”：E◢Else “E”：-E→E◢IfEnd↓（计算显示反算出的偏距）
子程序：（如当我们想反算慕家梁隧道左线第二缓和曲线时）Lbl 0↓
54102.075→Z[11] ↓（HZ点X坐标）94035.965→Z[12] ↓（HZ点Y坐标）
54101.208→Z[13] ↓（HY点X坐标）
94315.848→Z[14] ↓（HY点Y坐标）
1→M：2→N：1450→R：280→K：220249.506→C：268°20′01″→Z↓ ?X：?Y（待反算点X坐标和Y坐标）Goto 1↓ Lbl 1↓
Prog“HHQXFS”（引用主程序“HHQXFS”）Goto 0↓
Return↓
（引用主程序后必须有的结束语句）
变量含义：
Z[11]、Z[12]、Z[13]、Z[14]：分别为缓和曲线的起终点X坐标和Y坐标； M ：缓和曲线左偏M=1，右偏M=2 N ：计算第一缓和曲线时M=1，第二缓和曲线时M=2 R ：圆曲线半径 K：缓和曲线长
C：缓和曲线的起点或终点里程（第一缓和曲线时为起点里程，反之为终点里程）； Z：第一切线方位角 在实际工作中，当项目变换后，只需根据新项目中的曲线坐标表中给定参数改变子程序中的这些变量（Z[11] ：Z[12] ：Z[13] ：Z[14] ：M ：N ：R ：K：C ：Z）即可
圆曲线反算程序：YQXFS Lbl 0↓
Deg：Norm1↓
（设置计算器角度单位为度及小数点显示为小数模式）Z[30] ：Z[31] ：Z[32] ：Z[33] ：R ：L：K：Z：C↓
（定义变量）Goto 1↓ Lbl 1↓
（180K÷(2 πR)）°→Z[34]↓ Z+ ×Z[34]+ ×90→Z[35]↓ Z[30]+Rcos(Z[35])→Z[36]↓ Z[31]+Rsin(Z[35])→Z[37]↓ →Z[38]↓
Pol(Z[30]-Z[36]，Z[31]-Z[37])↓ J→Z[39]↓
Pol(Z[32]-Z[36]，Z[33]-Z[37])↓ J→Z[40]↓
Pol(Z[X]-Z[36]，Y-Z[37])↓ J→Z[41]↓
Abs(Z[41]-Z[39])×(L-2K)÷Abs(Z[40]-Z[39])→S↓ “D”:C+S →D◢ Z[38]-R→E↓
If M=1：Then“E”：E◢：Else“E”：-E→E◢IfEnd↓
子程序：（如当我们想反算慕家梁隧道左线圆曲线时）Lbl 0↓
53993.248→Z[30]:94775.117→Z[31]↓ 54101.208→Z[32]↓ 94315.848→Z[33]↓ 1450→R:1033.893→L:298°7′23″→Z：219495.613→C↓ ?X：?Y↓ Goto 1↓ Lbl 1↓
Prog“YQXFS”（引用主程序“YQXFS”）Goto 0↓
Return↓
（引用主程序后必须有的结束语句）
Z[30]、Z[31]、Z[32]、Z[33]：分别为圆曲线的起终点X坐标和Y坐标； R：圆曲线半径 L：曲线长
K：缓和曲线长 Z：第一切线方位角
高程 GC Lbl 0↓
Deg：Norm1↓
Z[41] ：Z[42] ：Z[43] ：C：R↓
（定义变量）Z[41]-Z[42]→Z[44]↓ R×Abs(Z[44])÷200→T↓ Goto 1↓ Lbl 1↓
If D＜C-T：Then Goto2：IfEnd↓ If D≤C：Then Goto3：IfEnd↓ If D≤C+T：Then Goto4：IfEnd↓ Lbl 2↓
“H”： Z[43]-(C-T)×Z[41]÷100→H◢↓ Goto 6↓ Lbl 3↓
(D+T-C)÷2R→Y↓
If Z[44]＜0：ThenY→Y：Else-Y→Y:IfEnd↓ “H”： Z[43]-(C-T)×Z[41]÷100+Y→H◢↓ Goto 6↓ Lbl 4↓
(C+T-D)÷2R→Y↓
If Z[44]＜0：ThenY→Y：Else-Y→Y:IfEnd↓ “H”： Z[43]+(D-C)×Z[42]÷100+Y→H◢↓ Goto 6↓ Lbl 5↓
“H”： Z[43]+(D-C)×Z[42]÷100→H◢↓ Goto 6↓ Lbl 6↓
子程序：（左线）Lbl 0↓ ?D↓ Goto 1↓ Lbl 1↓
If D＞221443.412：Then Goto2：IfEnd↓
-2.2→Z[41]:-0.5→Z[42]:525.222→Z[43]:219640→C:45000→R↓ Goto 3↓ Lbl 2↓
If D＞222000：Then “WU XIAO” ◢Goto 0：IfEnd↓
-0.5→Z[41]:-2.473→Z[42]:514.972→Z[43]:221690→C:25000→R↓ Goto 3↓ Lbl 3↓
Prog“GC”（引用主程序“HHQXFS”）Goto 0↓
Return↓
（引用主程序后必须有的结束语句）Z[41]、Z[42]： W、W Z[43] ：交点高程 C：交点里程桩号 R：数曲线半径
直线反算程序：（ZXFS）
“A”?→Z[45]:“B”?→Z[46]↓:？C:？Z Lbl 1↓
？X：？Y↓
Pol(X-Z[45], Y-Z[46])J-Z→Z[47]↓
C+Icos(Z[47])→D↓ “D”:D◢
“E”:Isin(Z[47])→E◢ Goto 1↓
放样程序：（FY）
Deg：Norm1↓
（设置计算器角度单位为度及小数点显示为小数模式）?A：?B↓ Goto 1↓ Lbl 1↓ ?X：?Y↓
Pol(X-A, Y-B)↓ “I”:I◢
If J>0：Then“ J”：J◢Else“J”: J+360◢IfEnd↓ Goto 1↓
添加额外变量：例如想添加100个额外变量
篇3：隧道测量程序
隧道施工期间, 放样、钻爆、排尘、出渣循环反复, 环环相扣, 测量任务十分频繁。如果测量放样占用的时间较长势必要影响到下一个工作环节的开展, 从而影响整个施工的进度。在溪洛渡水电站导流洞的掘进测量中我们设计了一种双三角边角交会法的设站方案, 显著地提高了隧道掘进的效率。
1 边角交会设站方法
采用边角交会设站法进行掘进测量, 需提前在掌子面较近的洞壁上测设辅助控制点 (如图1) , 以保证不占用掘进测量的时间。如, 可以在进行洞内控制测量时附带测设洞壁辅助控制点, 或在其他合适的时间内测设洞壁辅助控制点。
在进行掘进测量时, 选择合适的位置设置全站仪, 观测洞壁上的三个辅助控制点, 利用三个辅助控制点交会计算出测站点的三维坐标并进行掘进放样。
如图2, A、B、C为洞壁辅助控制点, P为自由设置的测站点, 观测PA、PB、PC的边长, 和∠P1、∠P2的角度, 及PA、PB、PC高差, 将观测值输入含有自编程序的计算器 (CASIO fx-9860IISD) , 即刻就会得到测站点P的三维坐标。
理论上, 只要观测P点到两个辅助控制点的距离和与其中一个辅助控制点的高差, 即3 个观测值就可以求取P点的三维坐标。但是, 为了进行检核计算和提高精度, 实务中我们要求对以上的8个值全部进行观测, 在计算测站点P的坐标时要求所有观测值均参与平差计算。
2 数学模型
为避免冗长, 在此仅以单个三角形边角交会P点坐标的计算方法进行说明。同时, 由于高程的计算较为简单, 这里仅就平面坐标的计算进行说明。如图3,
假如坐标系的原点在A点, A→B的方位角为0, 则P点坐标为 (r, h) 。而实际坐标系中, A点的坐标是 (XA, YA) , A→B的方位角为, 采用坐标平移和旋转方法, 可得到P点在实际坐标系中的坐标:
(注:使用本公式, 点的编号顺序一定要按△ABP顺时针排列。)
在以上P点坐标的计算中, 仅有和参与了计算, 和是由A、B两个辅助控制点反算得到的计算值。若以观测角∠P替代参与计算, 还可以由纯观测值根据余弦定理计算出AB边长, 它与坐标反算得到的值会有小的差异, 这种差异就是两次观测的较差。采用利用上述公式又会得到新的r′、h′, 与原来的r、h取平均值, 就可得到平均后的P点坐标。单三角交会, 如果仅观测了两条边, 其权为2;若观测角∠p参与计算了新的r’、h’, 与原来的r、h取平均值计算出P点坐标, 则权为3。单三角交会P点的坐标用加权平均值求得。
实际作业中我们采用的是三点交会法, 即双三角形交会。双三角交会, P点坐标取两个单三角交会的平均值作为最终坐标。一般情况下, 双三角交会时, 会有∠A (或∠B) 大于90°的情况出现, 此时, r会有负值, 但因三角形顶点是按顺时针编号的, 所以h不会出现负值, 使用上述的边角交会公式计算P点坐标不会受到影响。
3 计算程序
根据以上数学模型, 基于CASIO fx-9860IISD计算器我们编制了边角交会法求取测站坐标的计算程序。程序既适用于双三角交会也适用于单三角交会, 既适用于测边加测角交会, 也适用于纯测边交会。同时, 在程序中加入了高斯改正和球气差改正的内容, 以满足不同要求的选择。
3.1 变量与结果分配表
除计算结果直接显示外, 变量和结果都存放在list1—List9 中, 进入list模式可对输入变量进行检查修改。
3.2数据输入程序prog“Z2S0”
3.2.1定义区间
Fix 4:10→Dim List 1: 10→Dim List 2: 10→Dim List3: 9→Dim List 4: 10→Dim List 5: 9→Dim List 6: 9→Dim List 7: 9→Dim List 8: 9→Dim List 9:
3.2.2 填写List标题栏
“A”→List 1[0]:“B”→List 2[0]:“C”→List 3[0]:“S”→List 4[0]:“h”→List 5[0]:“P”→List 6[0]:“P1”→List 7[0]:“P2”→List 8[0]:“δ”→List 9[0]:
3.2.3 输入判断数、已知点坐标和参数
“ △ →1, △ △ →2”? →r:r→List 2[4]:“0 , 1 →H”?→List 2[5]:
“Xa”→List 1[1]:“Yb”?→List 1[2]:“Ha”?→List 1[3]:
“Xb”?→List 2[1]:“Yb”?→List 2[2]:“Hb”?→List 2[3]:
“Ym”?→List 1[4]:“-Z-“?→List 1[5]:
If r=2:Then“Xc”?→List 3[1]:“Yc”?→List 3[2]:“Hc”?→List 3[3]:If End:
3.2.4 输入观测值:观测边、观测角、高差
“S pa”? →List 4[1]:“S pb”? →List 4[2]:“∠p1°”?→List 4[4]:
If r=2:Then“S pc”?→List 4[3]:“∠P2”?→List4[5]:If End:
If List 5[2]≠0 Then“hpa”?→List 5[1]:”hpb”:?→List 5[2]:If End:
If r=2 And List 2[5]=1:Then”hpc?→List 5[3]:IfEnd:
If List 2[5]=1:Then“I”?→List 5[4]:“J1”?→List5[5]:”J2”?→List 5[6]:
If r=2 Then“J3”?→List 5[7]:If End:If End:Stop: (结束)
3.3数据处理程序prog“Z2S1”
3.3.1求高斯边长改正系数
(1) 用观测的Y值计算Ym
在输入Ym时, 可能输入3个值:0—不进行改正;1—用观测的y值求Ym ;Ym值—手算出的ym;以下程序是ym输入1 时, 用输入已知点的Y值求均值ym。
List 2[4]→r : Fix 3: (List表改动List 2[4]时, 传给r)
If List 1[4]=1 Then 0→P:0→Q:
For 1→I TO 3:If List I[2]≠0 Then P+1→P:Q+List I[2]→Q:If End:Next:
Int (Q÷P) →List 1[4]:If End:
(2) 同样的方法求Zm
If List 1[5]=1 Then 0→P:0→S:
For 1→I TO 3:If List I[3]≠0 Then P+1→P:S+List I[2]→S:If End:Next:
Int (S÷P) →List 1[5]:If End
List 1[4]→Y:List 1[5]→Z:Prog“7”: (求高斯投影边长改正系数K)
3.3.2 对观测边进行投影改正, 对观测高差加球气差改正
For 1→I TO 3: List4[I] (1 + K) →List 4[I + 5]: List 5[I]+ 6.7E-8×List 4[I]2→List 5[I+7]:Next :
3.3.3 分别计算△ABP、△BCP中, PA边在AB边的投影r和高h (PB在BC边上投影r’、h’, 计算出Xp、Yp, 采用计数循环。
For 1→I TO γ:Fix 3:
List I[1]→A: List I[2]→B:I+1→J: List J[1]→C: List J[2]→D:Prog“POL”:
List Ans[1]→L: L→List I[7]:L (1-K) →List 1[10]:Fix 4:θ:Prog“9”:Ans→List I[6]:
Fix 3: (反算得出方位角αab和边长AB (L)
List :4[I+5]→E: List 4[I+6]→F: ( E2+L2-F2) ÷2÷L→R:√ (E2-R2) →H: List J[2]→D
R →List7[I2+3]:H→List 7[I2+4]: (利用测边交会公式计算出r、h)
If List 4 (3+I) ≠0:Then List 4 (3+I) :Prog“8”:√ (E2+F2-2EF Cos Ans) →S:
S→List I[8]:L-S →List I[10]:
(E2+S2-F2) ÷2÷S→P:√ (E2-S2) →Q: List J[2]→D:P→List 8[I2+3]:Q→List 5[I2+4]:
“dr”: H-P→List 9[I2+3]◢“dr”: R-Q→List 9[I2+4]◢ (新AB边, 求r、h。)
(P+R) ÷2→R: (Q+H) ÷2→H: If End:
6+I→J:A+R cos θ-H sin θ→List J[1]: R+R sin θ-H sin θ→List J[2]: (求坐标)
Next:
3.3.4 对坐标求权, 并求加权平均值
If γ=1 :Then List 7[1]→List 6[1]: List 7[2]→List 6[2]: If End:
If γ=2 :Then If List4[4]=0 Then 2→U:Flse3→U:If End:
If List4[5]=0 Then 2→V:Flse 3→V: If End:
(U List 7[1]+V List 8[1]) ÷ (U+V) →List 6[1]:
“Xp=”: (U List 7[2]+V List 8[2]) ÷ (U+V) →List 6[2]: If End:
“Yp=”:List 6[1]→A◢“yp=”:List 6[2]→B◢
3.3.5反算P点至各已知点方位角
For 1→I TOγ+1:Fix 3:
List I[1]→C: List I[2]→D: Prog“POL”:
Fix 4:θ:Prog“9”:”αi“:Ans→List 3[I + 5]◢ Next:Fix 3:
3.3.6 计算P点的高程与较差
If List 2[5]=0:Then Stop:If End:
0→P:0→S:
For 1→1 TO 3:If List 2[5]≠0 Then P+1→P:
List I[3]-List 5[4]-List 5[I+7]+List 5[I+4]→G:G→List 6[I+3]:S+G→S:If End :Next:
“Hp = ”:S÷P→List 6[3]:
For 1→1 TO 3 :If List 2[5]≠0 Then“μHi“ :List 6[3]-List 6[I+3]→List 6[I+6]◢
If End:Next:Stop: (结束)
4应用实例
以下是取自溪洛渡水电站导流洞施工测量中的一组边角交会数据。
已知点坐标:
观测数据:
测站 (P) 坐标计算结果:
5结语
边角交会设站放样与通常的放样方法相比具有以下几个优点: (1) 省去了一次设站测量的时间, 无须在基本控制点上架设仪器测设临时测站点; (2) 测站位置可根据实地情况自由选择, 哪里合适就在哪里设站; (3) 架设仪器时不用对中, 节省了对中时间, 同时也不存在仪器的对中误差; (4) 无需量取仪器高和棱镜高 (棱镜对准部直接对准洞壁辅助控制点) , 没有量高误差; (5) 采用程序运算, 观测与数据输入同时进行, 可即时得到结果; (6) 洞壁辅助控制点易于保留, 一次设置 (标记) 可多次使用。实践证明, 边角交会设站不仅提高了隧道施工放样的效率, 从定性分析看也提高了放样的精度。
参考文献
[1]张志刚, 冯海鹏, 王昌浩.线桥隧测量 (第1版) [M].成都:西南交通大学出版社, 2008.
篇4：隧道测量技术与测量优化方案
摘要：近年来，随着社会与经济的快速发展，我国的道路建设也在经历着日新月异的变化，无论铁路还是公路，在行车速度、舒适、美观、协调等各个方面都有了更高的要求。因此隧道工程建设相对也有了更高的标准。本文主要对隧道的测量技术进行阐述，并提出相应的优化方案。
关键词：隧道测量技术；测量优化方案
一、隧道工程测量的几项要求
隧道工程测量是在隧道工程的规划、勘测设计、施工建设和运营管理的各个阶段进行的测量。为保证隧道顺利实施，主要对隧道工程测量提出了以下几项要求：
1.1规划阶段
首先搜集隧道选线所用地形图并熟悉地形、地貌，准备地质、水文所需要的测绘资料。
1.2勘测设计阶段
在隧道沿线测绘带状地形图，实地对隧道的洞口位置，结合线路和中线控制桩等进行测设，绘制相应的平面图、地质横断面图、纵断面图以及正洞口和辅助洞口的纵断面图等各种需要用到的工程设计图。
1.3施工建造阶段
对隧道进行测量时，要根据隧道施工的顺序和所要求的精度进行逐次测量。测量时要注意观察隧道线路的走线、转折点的位置以及和正洞口、辅助洞口位置，然后进一步在洞外和洞口布设施工主控制网进行施测，再进行相应的严密（简易）平差计算。随着隧道不断向前掘进，洞内的控制网也不断向前延伸，同时不断布测施工主、副控制网和隧道中线、超欠挖的施工放样，为保证各个工作面之间的放样精度，导线布设呈“Z”字形，尽量避免短边小角度，洞内支导线每500m-800m闭合一次，贯通前，对向开挖的掌子面相距小于40m时，应加强联测，统一指挥；纵横、高程贯通误差满足测量规范，贯通后还要进行线路中线的微调以及一定的误差鉴定。在施工过程中还要进行隧道纵横断面的测量以及洞内机电设施预留、相关建筑物放样等。在施工建造和运营管理阶段，还要定期对隧道洞身、地表沉降和位移进行监测。
二、隧道测量技术
2.1隧道内CP平面控制测量
2.1.1测量方法
CPIII的测量方法是采用自由测站交汇网，每个自由测站均以2×3个CPIII点为测量目标。测量时应要保证每个测量点均测量三次。
另外还要保证CPIII的控制点应保持在60米至80米之间，不能超出所允许的范围之内。而观测CPIII点时，最远的目标距离则应该保持在150米至180米之间，不可超出允许范围之内。测量开始前应先输入起始点信息，并填写相应的自由测站记录表，每一站测量均要记录测站的温度、气压和C PI以及C PII点上的棱镜高，并将温度、气压改正输到每个测站上。每一站测量三组完整的测回。
2.1.2 CPIII数据处理
CPIII观测数据主要是采用D S D I—H R S A D J软件进行平差处理。首先用评查软件将数据进行平差再生成报告即C A L C文件，再用D S D I —H R S A D J软件将C A L D文件进行处理和平差，从而计算出每个C PIII点坐标。另外该C P网的数据系统处理软件还可以对原始观测数据进行检查并做出筛选，从而保证最终的观测数据为合格数据。
2.2 GPS隧道控制测量技术
为保证GPS控制点的稳定性，再隧道两侧分别设置相应的GYS点，以方便施工期间对洞口控制点的稳定性进行常规检测。
2.2.1GSP的外业测量
实际操作过程中，要使用正确的观测方法，同时应观测GPS测量数据，分三次进行观测，每次观测时间都应超过60分钟以上，并同时记录相应数据。
2.2.2 GPS测量的数据处理和精度分析
我们可以使用A s h t e c h S o l u t i o n s工具对处理和分析精度数据，下面我们将使用该工具通过以下四个步骤进行数据运行方法。
（1）根据实际情况建立项目。
（2）给项目添加所需要的数据。
（3）对基线进行相应的处理。
（4）对GPS网进行自由网平差。
（5）形成网平差报告并对精度评定
三、测量优化方案及其应用
3.1测量优化方案
在设计的过程中制定精确的测量系统，并根据其测量控制点将C A S I O 5 8 0 0與激光指向仪配合使用，从而达到节约时间和保证精度的效果。
3.2控制点复制、加密精度要求
控制点复测、加密精度要求和方法都应该要符合《水利水电工程施工测量规范》的要求。遵循先复核后利用的原则对设计中所提供的控制点的精度进行检测。控制点包括平面和高程控制点。同时每半年复测控制点数据的准确性。加密控制点报测量监理工程师检测合格后才可以使用。
平面控制点的复测以及加密要求主要有以下四个方面：
（1）外业水平角观测全站仪（测角2″测距2+1ppmD）不少于两个测回，D为水平距离，单位km。
（2）导线方位角的闭合差≤±10√n n为测站数。
（3）往返对向观测测距1测回，测距往返较差不得超过15毫米。
（4）导线全长相对精度k应该小于1：15000，方可对坐标平差计算。
高程控制点复测和加密要求主要有以下三个方面的要求：
（1）外业应该采用往返对向观测。
（2）闭合差≤±20√L或≤±12√L L为测站数，单位km。
（3）采用三角高程测量竖直角应小于15°，一测回指标差小于7″，并对大气折光和地球曲率改正，改正数为0.43*D2/R，D为观测距离，R为地球半径。
3.3工程对策
Epc项目进场后立即组织地质勘察队伍对改线后隧道的地质情况进行详勘，并在施工中加强施工TSP超前地质预报、超前钻孔及监控量测，针对不同的地质地段，采取相应的施工方法和措施，确保施工安全，快速，有序地进行。
合理优化施工组织，争取在施工便道、洞口场地布置及隧道施工的各个工序衔接时间等方面进行优化压缩，确保工期。
3.4測量桩的布设和注意事项
我们应该尽可能的提高隧道测量的效率，同时保证进度和质量、安全。那么应该如何提高隧道的测量效率，并保证其速度和质量呢？导线控制点的布设和保护是非常重要的。影响控制点位的因素有很多，一般表现为隧道内的施工周期过长、施工时机械设备噪音较大造成的感扰、测量坏境较差、施工时洞内施工人员过多造成的影响等各种因素。因此在实际的测量中通常会采用钢筋头埋设边墙两侧仰拱填充面以下1cm处作为导线控制点，一般做法为先用切割机截取一段大约30公分左右的钢筋然后是用锯子在钢筋的一头刻画上十字，然后再将要布点的隧道两侧位置用打钻机进行钻孔，打完孔后，在孔中添加一定湿润的锚固剂，之后再把钢筋用锤子锤入到孔中，锤入完成后再把钢筋的裸露部分用湿润的锚固剂围起来。
3.5 C A S I 0 5 8 0 0计算器和激光指向仪进行配合使用
激光指向仪式利用激光光束集中和相干性较好的特性而研制出来的用于测定方向的测量仪器。它具有很多优点，比如；价格低廉、光束质量较好，识别能力较强。
安装调整方便、使用方便和发射可见光等等。除此之外它还可以准确且快速的测定隧道的中线位置，进而有效的控制隧道的超挖和欠挖。
四、隧道测量安全措施
施工前，应该对测量人员进行相应的安全教育，以此避免一些不必要的事故的发生。另外，在测量的过程中，仪器正在使用时，旁边不能不能离人，以防仪器发生意外造成损坏。洞内的控制点要选在安全的地点，避免选在滴水、露水或者塌方的地点，以防对人或仪器造成损害。
在整个测量工作中，要求测量工作者一定要提前经过一定的培训，拥有娴熟的仪器操作技能，同时又要有非常丰富的理论知识，在遇到突发情况时能够沉着应对。除此之外还要有一个严谨的工作作风。由此才可以保证测量工作的安全。
五、结语
隧道测量工作的重点不仅要保证桩位和测量成果的准确性，还要重视施工过程中的测量监控和复核，如发现存在误差，应及时纠正施工过程中造成的误差，并满足隧道限界、净空、标高、预留沉降和中线等各项要求。及时反馈监控量测信息及数据，与其他技术管理人员一同控制好工程质量。此外技术管理人员在进行施工前应该做好相应的培训，提高仪器操作技能，并拥有良好的理论知识，在管理上也应严格服从管理，有良好的工作态度，态度负责严谨。如发现有不服从管理的应及时报告上级，而不能放任自流，以造成技术质量上的事故。
参考文献：
[1]周建东.高速铁路的施工测量[M].西安交通大学出版社，2011-12-18.
[2]熊伟海.隧道断面测量技术[J].中国测量技术，2004-11-02.
篇5：隧道测量总结
上中隧道工程南线隧道经过几个月紧锣密鼓的施工已经顺利穿越黄浦江，正朝着接收井挺进。为了能使隧道顺利贯通还有许多障碍及难关，如穿越多层民房、地下管线及准确进洞都是对我们考验。
测量工作的重要性是不可忽视的。从工程开始的围挡，地面基础设施的施工，盾构的出洞进洞，直至工程的竣工验收都有着测量工作人员的汗水结晶，更是智慧与科学的体现。
隧道测量的误差主要由地面控制、联系测量、地下控制及盾构仪的精度四方面构成。为了减少误差确保贯通，我们做了大量的工作。现对前期测量工作进行回顾总结，以更好地做好下一步工作。一控制测量
隧道施工在公路、铁路施工中都是一个重点。对于长隧道或曲线隧道，确保盾构推进能沿着设计轴线推进及全线贯通，主要取决于控制测量、联系测量和地下控制测量。
1． 地面控制测量
地面控制测量误差对地下横向贯通误差的影响较为复杂，主要控制其测量终点横向点位误差即终点的横向位移。这是盾构机能否顺利进洞的关键因素之一。终点的横向点误差是由测角误差和边长误差的共同影响所产生。开工前由业主提供地面控制网。我们严格按照要求对控制点进行3个月一次的复测，保证其点位的稳定。平面控制我们选用了Leica的TCR1201进行观测，此仪器为一秒级，其相对精度均符合规范。在盾构推进前项经部还委托有专业资质的第三方采用二等GPS测量，对平面控制点进行复测以确保精度。
高程控制我们也按规范进行联测，选用Leica的NA2水准仪加平行玻璃板，使精度达到0.1毫米。同样在盾构推进前项经部还委托有专业资质的第三方采用二等水准及跨河水准测量，对高程控制点进行复测以确保精度来有效地控制隧道高程贯通误差。
2．联系测量
在隧道施工中为了保证隧道正确贯通，就必须将地面控制网中的坐标、方向及高程，经由竖井传递到地下。这个传递工作称为竖井联系测量，是联系测量中常用地一种。坐标与方向地传递又称为定向测量，通过定向测量，使地下平面控制网与地面上有统一地坐标系统。而高程传递则使地下高程系统获得与地面统一地起算数据。提高测量精度及分析测量误差通常我们可采用附和或闭合路线来完成这项工作。定向工作可分为几何和物理方法。但隧道测量是工程测量中很特殊的一个部分，由于受条件的限制无法按常规的方法。我们公司在高级工程师（教授级）的主持下，经过无数次的深化，确立了运用几何法进行定向测量（联系三角形测量）的方法将地面控制点传递到地下。实践证明，几何法定向成本低、收敛快、可靠性强、不受施工影响，施工企业在经济上容易承受。根据几何学原理通常情况下在竖井内投放两根钢丝与井上测站沿轴线布置成狭长三角形，钢丝下挂重锤，使其构成铅垂。建立竖直面，在该面上两垂线间任意两点连线的方位角均相等，同一垂线上任意点的坐标也都相等。测量是一份责任心相当重的工作，每个测量人员对自己都是严格要求，考虑问题相当的严密谨慎，顾由唐工倡议由原有悬挂两根钢丝的基础上增加一根。使之组成两个联系三角形，以提高精度又能校核成果。对于三跟钢丝的布置也有相当的讲究两根钢丝与仪器的夹角不能超过2度，这样在平差过程中可以减少计算角的误差。定向悬挂高强度的钢丝（0.3mm），并吊以重锤拉直钢丝，由于定向测量有4－5个方向、9个测回且需井上井下同时进行，将地面和地下连成一个整体，形成一个系统。难度较高，故重锤需置于油桶中，是其更为稳定不易晃动同时又可减轻钢丝的压力。根据现有设备及隧道长度及施工要求，我们我们已经将传统定向中用钢尺人工量边改为全站仪无棱镜测距。使每条边的精度达到0.1mm,大大高于限差≤2mm的规范要求。同时我们准备每条隧道施工期间安排三次定向测量。定向测量由总公司唐震华高级工程师把关，并有多名技师现场参与，现已完成了二次。结果比较满意。各方面的误差均小于规范要求。
高程控制点我们采用高程传递的方法将地面控制点传递至地下，这也就是所说的高程导入法。在进行高程传递前，必须对地面上的起始水准点的高程进行核对。在井上井下设置两架水准仪，钢尺悬挂在固定支架上，下端悬挂重量为10kg的重锤。由地面上的水准仪在起始水准点的水准尺上读书a,钢尺的读数为β1。井下水准仪的钢尺读数为β2，而井下水准点的读数为b。井下水准点的高程HB可用一下公式计算：
HB=HA+a-[(β1-β2)+△t+△l]－b 式中：△t为钢尺的温度改正
△l为尺长改正
HA为井上水准点的高程 在经过3次同样的高程传递后，才可以确定井下水准点是否稳定，有没有受到竖井和隧道自身沉降的影响。同时不同仪器所求得的井下水准点高程不同，一般高程的不符值不应超过2mm.3．地下控制
地下控制测量包括导线及高程测量。地下导线测量的目的是以必要的精度，按照与地面控制测量统一的坐标系统。建立足以确保盾构顺利进洞的井下控制系统，为盾够姿态的测定提供依据。由于隧道内没有足够的空间无法随意布设导线，只能以支导线形式向前延伸。然而支导线精度较差，势必造成较大的误差，所以我们采用工作量较大的双导线测量，以提高精度，是保证隧道的贯通的较佳方法。导线点通常设在隧道衬砌的上弦位置，其位置相对稳定不易受到外来因素的影响。但是由于上中路隧道目前是世界第一大直径隧道，考虑到安全及施工问题，我们将导线点设在腰部，仅保留靠近井口的两个观测台。用以定向后的数据比较。井下导线复测不少于三次。测角、测距选用的仪器为一秒级的全站仪，用全圆法测角、用往返正倒镜测距，测回数不少于4次。
地下水准测量的目的同样也是为了建立一个与地面统一的高程系统，作为隧道施工中路面铺设、中板放样之用，当然主要目的也是为了隧道贯通做好保障。高程测量均为支水准线路，因而需要用往返观测及多次观测进行检核。由于坡度较大使测站增加，故工作量比较大。为确保盾构测量使用数据的准确，我们几乎每二天要测一次水准。大直径隧道增加了空间，但也给我们测量增加了难度，习惯的测量位置都在隧道顶部，自动测量系统又限制我们只能在车架上完成一系列测量工作，导线及高程都需要在车架的行架上进行空中接力。我们使用Leica NA2水准仪，采用悬挂钢尺的方法将控制点高程连接至仪器台面上，保证了盾构高程沿着设计轴线掘进。二．盾构仪安装 所谓盾够仪就是盾够测量的标志。盾够在掘进时，在土层中的姿态必须通过测量的方法来测定。不管是我们传统的人工测量还是先进的自动测量系统都需要在盾构机上作一个标记，使我们的仪器可以清楚的看到它。自动测量系统的标志安装在盾构中心的上方，其标志有一个棱镜及一个光靶组成，稍后在自动测量系统中将结合其他功能做详细的介绍。虽然我们所用是当今世界最大的，设备最为齐全的TBM。有利必有弊，对于我们测量可以利用的空间并不宽敞。理论上说盾构仪的前靶后靶的距离应尽量的拉长，这样就提高了反算到切口和盾尾的精度。同时前靶后靶的位置尽量应该靠近盾构的中心，这样收到盾构旋转的影响较小。进行盾构机内标志的安装，对盾构起始姿态的测量十分重要。贯通测量影响精度的误差一部分来自于标志安装是否正确。所以在掘进前测量的头等大事就是正确地测好盾构机的起始姿态。当盾构机主体结构完全焊接安装完成，静止在基座上时，通过垂吊麻线求出盾构切口及盾尾的外壳两端地象限点，实测其坐标。然后将切口两端象限点坐标与盾尾两端象限点坐标的平均线作为盾构机的平面中心线，同时求出盾构机的转角。然后实测切口与盾尾顶和底的高程求出盾构的高程中心线，以及盾构静止状态的坡度。在盾构机内选择合适的位置安装姿态测量标志，由于盾构机中心部位已被自动测量系统占据，因此我们只能安装在尽可能靠近中心线的位置，与此同时只能将后靶加长至千斤顶顶块的后部，使前后靶距离增加至两米。为了避免标志被破坏或变动，同时也可以进行校核，安装了三个标志，通常情况下使用两个，一个备用。接着按实测的静止盾构坡度及转角安装坡度板（如图）
坡度板的垂线距离同样要求尽可能的放长，以消除坡度板的制作误差。同时我们打破常规，淘汰了原有通过环号累积来求得盾构里程的做法，在标志上安装棱镜（如图）通过实测坐标反算切口及盾尾的里程，同时通过这一里程更为准确的判断盾构的偏离值。但是，随着精度的提高，井下测量人员的素质也需要相应的提高。采用这种新的标志后，人工测量必须能够熟练操作全站仪，所以对测量人员又是一种挑战。三．盾构及管片姿态的测定 在隧道施工过程中，测量人员的主要任务是随时确定盾构的掘进方向。虽然现在我们有自动测量系统，人工测量还是一种让人较为放心的方法，毕竟在我们隧道施工过程中得到了广泛和长久的使用，而且效果显著。人工测量还是每天担当着复合自动系统的重任。利用安放在控制台上的仪器测量盾构前后靶的坐标。特别要提的是控制台上所使用的是可以消除对中误差的强制对中盘，以前的强制对中盘是通过插入铜螺丝来固定，但是随着现在仪器摩擦制动运用的增多，铜螺丝与孔之间存在间隙，所以使用铜螺丝固定并不理想。因此我们采用了螺纹式的强制对中盘，将螺丝焊接在对中盘上，基本消除了对中误差。在得到切口盾尾坐标后，反算盾构的位置也就是求出里程。对于盾构平面来说通常都会经过直线－缓和曲线－圆曲线－缓和曲线－直线这一过程，因此里程的判断相当重要。直线段中计算偏离值公式：(aX＋bY＋c)÷√(a2+b2)
缓和曲线段中计算偏离值公式： L3÷(6RL0)-L7÷(336R3LO3)圆曲线段中计算偏离值公式：R-√(△X2＋△Y2)由于隧道的坡度盾构的直径较大，在盾构的长度上需要用坡度加以改正，这在以前的地铁盾构中是可以忽略不计的，同样转角改正也是不可忽视的，盾构标志高出盾构中心将近六米，盾构每旋转一分就会有Xmm差值。坡度、转角及盾构总长的改正使盾构姿态测定能有较高的精度（小于5mm）。有了正确的里程后，用实际坐标与设计坐标进行比较就可以得出盾构得偏差值。在直线、缓和曲线、圆曲线得计算方法都有所不同。高程偏离的测定，是利用观测台的高程加上盾构转角改正后的标高归算前靶处盾构的中心高程。然后通过盾构实际坡度归算切口中心标高及盾尾中心标高，同样通过里程算出设计高程与实际高程比较得出差值即偏离值。
管片中心偏值是实量管片成环后管片四周与盾壳的间隙加上根据测定的盾构姿态按几何尺寸与定分比数字公式导出推算管片拼装位置的偏离值。使用公式：（L-S）÷L×B+S÷L×A+X(Y)÷2 L－盾构总长
S－管片前沿至盾尾距离 A－实测盾构切口偏离值 B－实测盾构盾尾偏离值
X－为管片与盾壳左右两侧的间隙之差 Y－为管片与盾壳下上两侧的间隙之差
在测定盾构偏离值时需要运动大量的计算，为了不影响施工进度，我们使用携带方便的CASIC fx-4800,SHARP PC—E500计算机，运用Q-BASIC语言编写计算程序来完成，避免了人为的失误。五．自动测量系统
南线隧道大型盾构机的测量原先完全采用法国PYXIS系统。如何使PYXIS系统在我们上中路隧道工程中顺利应用，上中项经部领导着实花了大力气。丁志诚经理更是运筹帷幄，得知香港落马州地铁盾构运用的也是PYXIS系统，早在工程的初期就已经派测量人员赴香港地铁工地学习。虽然落马州地铁盾构已经拆除，不能进行实地的勘察，但还是在香港测量工程师那里了解到许多关于PYXIS系统情况，并对盾构推进过程中的使用与维护有了较为清晰的概念。结合后期法国人的说明和讲解，使盾构推进前PYXIS系统的安装调试进行的非常顺利。经过一段时间的实际运行及一系列PYXIS的界面操作，我们觉得这套系统能与瑞士（VMT）、英国（ZED）相媲美，给我们耳目一新的感觉，其功能强大，所有测量数据的采集、计算和反馈及一些盾构的参数设定、管片拼装选型等都能简便的操作于界面上。
针对这套测量系统方面，我们认为可以再增加适当的测量距离，频繁的转站会使系统不能发挥其最大功能，而我们的导线转站的累计误差也会相应增大。另一方面，激光器的选型应与全站仪配套，其功率要大型号的，尽量减少对其的调节使之增加使用寿命。
总之，地下测量的工作项目较多，每天都在进行。盾构姿态测量更是受到领导重视。的确，盾构的姿态直接关系到隧道施工的进度和质量。所以盾构姿态测量我们淘汰了以前一贯使用的普通经纬仪，而使用全站仪测量，使盾构里程的精度大大提高，那么偏差值的准确性也更高了。可以及时准确地反映出盾构机的趋势。为了更详细地了解隧道的变形情况，我们对管片的横径、管顶的沉降进行监测，横径通常是五环一点，每一点测三次（盾尾、一号车架后、二号车架后），如数据变化大，我们会在管片离开车架后运用对边测量进行监测，确保数据的准确及时和完整。与此同时管顶的沉降也是我们的一个重要工作，受车架的限制，测点只能布置在管片的顶部，5环一点，特殊时期会增至两环一点，测量次数有2—4次不等。当盾构穿越黄浦江底时，覆土不足九米，我们及时增加了测量次数。对于管顶的沉降相当的敏感，管顶的沉降并没有规律，有时上浮有时沉降。所以针对不同的情况我们会进行调节，满足各方面的需要。由于隧道施工采用错缝拼装，管片的旋转是行业中公认的难点。需要及时发现及时的纠正，我们每五环设一点测量，当旋转度过大时，就要及时的向有关人员反映，以帮助现场施工员和拼装工及时的纠正管片的位置，满足设计要求。
篇6：隧道控制测量
摘要：在隧道施工中，采用两个和多个同向的掘进工作面分段掘进隧道，使其按设计要求在预定地点彼此接通。为实施贯通而进行的有关测量工作，称之为贯通测量。贯通测量设计大多数的隧道测量内容，由于各项测量工作中都存在误差，从而使贯通长生偏差。因此在隧道测量中为了保证贯通误差的设计要求，这就要求在隧道有关测量中要尽量的避免或减少误差，控制的方法有精确测量还有一定的测量方法和技巧。
关键词：贯通测量，控制，控制测量，导线布设，高程测量，超欠挖，路线定线
1.1隧道施工测量的内容和作用
随着现代化建设的发展，我国地下隧道工程日益增加。如公路隧道、铁路隧道、水利工程输水隧道、地下铁道、矿山通道等。地下隧道工程施工需要进行的主要测量工作主要包括:(1)地面控制测量：在地面上建立平面和高程控制网；(2)联系测量：将地面上得坐标方向和高程传递到地下，建设地面下统一坐标系统；(3)地下控制测量：包括地下平面与高程控制；(4)隧道施工测量：根据隧道的设计进行放样、指导及衬砌的中线及高程测量。根据工作地点划分，隧道施工测量可以分为地面测量和地下测量两大部分。
1.2 地面控制测量
地面控制测量主要是对施工隧道进行定位、定向和控制，一般根据实际情况不成网状或导线。
1、控制网布设步骤 ①
收集资料
主要包括施工地区的比例尺地形图；隧道所在地段的路线平面图；隧道的纵、横断面图；隧道平面图；隧道施工技术设计；周围以后控制点资料；该地区的水文、气象、地质及交通等方面的资料。
②
现场勘查与交桩
在对收集到的资料进行初步的分析之后，为了进一步判定已有资料的正确性和了解实地情况，需对隧道穿越的地区进行实地勘查。一般沿隧道线路中线，从洞口一端向另一端进行，观察隧道两侧地形，应特别注意洞口路线的走向、地形与施工设施的布设情况。勘查过程中有设计人员向测量人员现场交桩。
③
选点布网
一般直接到现场勘查先点，要注意利用已有控制点，选点时应考虑一下因素：
(1):在隧道的进出口，斜井与平洞等的标桩位置，竖井的附近，曲线的起点、终点及交点等处应选点。（2）：三角网的基线应选在平坦的地方，三角性的边长应大致相等，求距角应不小于30°。（3）：控制点要选在稳定、牢靠的地方，不受施工的影响。（4）：在每个洞口至少有三个控制点，确保洞内导线测量有足够的起始和检测数据。（5）：相邻两点要通视，避免造高标。
三角网的形式一般采用单三角锁，当隧道出口附近有精度可靠的高级三角点时，可考虑布设三角网或三边网。
2、地面导线测量 ① 选点要求
（1）在直线隧道中，为了减少导线距离误差对隧道横向贯通误差的影响，应尽量将导线沿着隧道中线布设，导线点数应尽可能的少，以减少测角误差对横向贯通误差的影响。
（2）对于曲线隧道，应沿曲线的切线方向布设，最好能把曲线的起、终点也作为导线点。这样曲线转折点上的总偏角就可以根据导线测量结果计算出来。
（3）导线点应考虑横洞、斜井、竖井的位置
（4）为了增加校验条件，提高导向测量精度，应尽量布设成闭合导。
3、地面水准测量
水准测量的等级，取决与隧道的长度、隧道地段的地形情况等。水准测量施测，一般可利用路线基平水准点高程作为起始高程，沿水准路线在每个洞口至少应埋设三个水准点。水准路线应构成环，或者布设成两条相互独立的水准路线。
1.3 竖井联系测量
为了使井上、井下采用统一坐标系统所进行的测量工作，称坐联系测量。联系测量的任务在于确定：
①井下导线中一条边的方位角；
②井下导线中一个点的平面坐标x和y； ③井下起始点的高程；
定向分为几何定向和物理定向两大类。
1.4 地下控制测量
1、地下导线测量
地下导线测量的目的是以必要的精度，按照与地面控制测量统一的坐标系统，建立地下的控制系统。根据地下的导线坐标，就可以标定隧道中线及其衬砌位置，保证贯通等施工。地下导线的起始点通常设在隧道的洞口、洞口、斜井口。起始点坐标和方位角有地面控制测量或联系测量确定。
这种在隧道施工过程中所进行的地下导线测量与一般地面导线测量相比较有以下特点：
（1）地下导线随隧道的开挖而向前延伸，所以只能逐段布设支导线。而支导线采用重复观测的方法进行校核。
（2）导线在地下开挖的坑道内布设，因此其导线形状完全取决于坑道形状，导线点选择余地小。
（3）地下导线是先布设精度较低的施工导线，然后在布设精度较高的基本控制导线。
设地下导线是应考虑贯通是所需要的精度要求，另外还应考虑到导线点的位置，以保证在隧道内以必要的精度放样。在隧道建设中，导线一般采用分级布设。
（1）施工导线：在开挖面向前推进时，用以进行放样且指导开挖的导线测量。施工导线的边长一般为25——50米。
（2）基本控制导线：当掘进长度达100——300米以后，为了检查隧道的方向是否与设计的相符合，并提高导线精度，选择一部分施工导线点布设边长较长，精度较高的基本控制导线。
（3）主要导线：当隧道掘进大于2千米时，可选择一部分基本导线点布设主要导线，主要导线的边长一般可选在150——800米。
在隧道施工中，一般只布设施工导线与基本控制导线。当隧道过长时才考虑布设主要导线。导线点一般设在岩石坚固的地方。隧道的交叉处须设点。考虑到使用方便，便于寻找，导线点的编号尽可能做到简单，那次序排列。
由于地下导线布设成支导线，而且测一个新点后，中间要间断一段时间，所以当导线继续向前测量时，需先进行原点检测。在直线隧道中，检核测量可只进行角度观测，在曲线隧道中还需检核边长，在有条件是尽可能构成闭合导线。
由于地下导线的边长较短，仪器对中误差和目标偏心误差对测角精度影响较大，因此应根据施测导线等级，增加对中次数。
2、地下水准测量
下水准测量以洞口水准点的高程为起始数据，经导入高程传递到地下水准基点，然后有地下水准基点出发，测定隧道内个水准点的高程，作为施工放样依据。
地下水准测量的特点：（1）水准线路与地下导线相同，在隧道贯通之前，地下水准线路均为支线，因而需要往返测。
（2）通常利用地下导线点作为水准点.（3）在隧道施工中，地下水准支线随开挖面的紧张而向前延伸。为满足施工要求，一般可先测设精度较低的临时水准点，其后在测设精度较高的永久水准点。
1.5 施工测量
在隧道施工测量中，对隧道走向的控制极为重要，而控制隧道走向的控制条件就是控制隧道中线，以此来控制隧道的走向。
隧道中线的控制，是根据设计图纸所给的参数来控制的。根据设计图纸所给的设计参数，计算出有关桩号的坐标，准确放样中线里程桩号。在隧道施工中，隧道中线基本控制隧道的开挖的前进方向，再由设计参数控制隧道的开挖轮廓线。
其中现在应用最广泛，最简单的操作方法就是将所给的设计参数和设计路线编写成一个计算程序，根据里程算出坐标称之为正算，根据坐标推算里程称之为反算，再加上高程计算，这样就可以把一条隧道立体的控制。同样，只要把路线中线确定，我们就可以确定任意一点距相对应的同一里程中线的偏移量，从而达到控制隧道走向的目的。在隧道的施工过程中，最主要的就是控制超欠挖、控制路线的走线、控制二衬厚度、隧道的标高。
超欠挖控制：超欠挖控制的核心理念就是开挖半径必须大于等于设计开挖半径，从而给初期支护和二次衬砌留有做够的空间，从而保证初期支护厚度和二次衬砌厚度，最终符合净空设计要求。超欠挖计算就是根据所测点的三维坐标，计算出该点的实际半径，在于设计半径相比较。
路线走向控制：；路线走向控制就是要控制隧道中线的控制，同时也要控制隧道两边墙距中线的距离，从而达到控制路线走向。中线控制主要是利用两坐标点的距离来计算的，计算距离的前提就是计算出这一点同一里程的中线坐标，从而计算出该点与中线的距离，而该点的中线坐标计算就要知道该点的里程，此时应用坐标反算里程得出该点的里程。计算出该点距中线的距离，从而控制隧道两边墙的走向，最终控制隧道走向。
控制而成厚度：控制二衬厚度在整个隧道施工中都是核心，二衬承载者整个隧道的受力，保证隧道的正常通行，所以二衬厚度必须保证，按照设计要求，给二衬提前预留空间，这就要控制好开挖，必能出现欠挖这样才能保证二衬厚度，同样二衬台车定位也要做到准确，而二衬台车定位依据就是隧道中线点，从而对准确放样隧道中线点要求极高。
隧道标高控制：隧道标高控制主要是根据路线设计中线高程，控制隧道标高。通过对路面的标高控制来决定隧道底部的开挖。在四级以上围岩级别带仰拱的开挖，要根据路面高度和仰拱设计高度准确控制仰拱的开挖轮廓线。
隧道是一个三维的立体结构，从而要想控制隧道施工符合设计要求，必须从三维来控制，从而达到设计贯通误差要求。
参考文献
《测量学》 人民交通出版社 《公路与城市道路、桥梁、隧道工程专用