超长隧道施工测量基本知识讲座.ppt

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超长隧道施工测量基本知识讲座

超长隧道施工测量 基本知识讲座 ◆引言 ◆测量工作的基本概念 ◆超长隧道施工测量的技术设计 ◆超长隧道施工测量的实施 引言 本讲座的目的与对象 隧道的类型 按隧道的功能分类 铁路隧道 公路隧道 水工隧洞 其它隧道 按隧道的长度分类 普通隧道(总长小于4km) 长隧道(总长4km~10km) 长大隧道(总长10km~20km) 超长隧道(总长大于20km) 按隧道的掘进方式分类 钻爆法掘进隧道 TBM掘进隧道 一、测量工作的基本概念 1 测量工作的基本内容 测定 通过测量而确定待定地面点的位置(点的空间坐标或平面坐标与高程) 测设 通过测量将图上设计的工程放样于实地,以作为工程施工的依据 2 测量的基本工作 外业观测工作 内业计算工作 9 测量坐标系统 天文地理坐标系 以铅垂线为基准线、大地水准面为基准面而建立的球面坐标系 坐标元素为天文经、纬度(λ、φ)和正高(Hg) 大地地理坐标系 以法线为基准线、地球椭球体面为基准面而建立的球面坐标系 坐标元素为大地经、纬度(L、B)和大地高(H) 空间大地直角坐标系 以法线为基准线、地球椭球体面为基准面而建立的空间直角坐标系 坐标元素为空间大地直角坐标(X、Y、Z) GPS测量可以直接获得空间大地直角坐标(X、Y、Z) 二、超长隧道施工测量技术设计 1 国内几个含有超长隧道的大型水利工程之简介 山西引黄入晋工程 万家寨引黄入晋工程是一项跨流域的大型国家重点调水工程,位于山西省西北部,从万家寨水利枢纽引水,分别向太原、大同、朔州三个能源基地供水 工程由44.43km的总干线、 101.72km的南干线、 166.82km的北干线、58.15km的联接段和81.20km的天然输水河道组成,全长452.32km,调水总高差为648m,工程总设计造价180亿元 引黄入晋工程是由隧洞、泵站、渡槽、埋涵与埋管、分水闸与放水闸、倒虹吸、水库、水电站等紧密衔接的带状混凝土建筑群,包括 三、超长隧道施工测量的实施 1地面控制网的设计 地面控制网设计的原则 地面控制网的精度和等级根据隧洞横向贯通中误差分配给地面控制测量的分量来确定 地面控制网的设计重点是洞口控制点的选位和已知控制点的选择 洞口控制点的数量不得少于3个,其位置要便于进一步布设洞口网或直接用于进洞 3 地面基本控制网的复测 平面控制网的复测 全面复测法或部分校核法 穿线法(或称地面贯通法) 高程控制网的复测 4 洞口控制网的布设 洞口平面控制网布设的原则 洞口点不要距离洞口过远(通常不超过100m); 洞口、洞口点、洞口基本控制点之间的高差不可过大 洞口点要与洞口基本控制点构成有可靠检核条件的网形 超长隧道的洞口控制网点均要设置带有强制对中装置的观测墩 洞口网的观测等级应与洞外基本控制网的等级相同或略高 洞口高程控制网布设原则 洞口高程控制网点连同基本高程点不得少于3个 洞口点的观测等级应与基本高程点的等级相同或略高 辽宁大伙房隧洞引水工程 辽宁大伙房隧洞引水工程是一项跨流域的大型调水工程,从浑河自流引水,穿过隧洞,再经自然河道注入大伙房水库,然后向抚顺、沈阳、营口、本溪、鞍山等8个能源基地供水 大伙房引水隧洞全长85.31km,16条支洞。3台TBM共掘进约66.50km,钻爆法掘进约18.81km 2 隧道贯通误差允许值的确定 隧道贯通误差允许值确定的原则 隧道贯通误差允许值根据工程的性质、用途、规格由工程设计人员和测量人员共同确定 通常而言,铁路隧道要求的贯通精度要略高于水工隧洞 TBM法施工要求的贯通精度要高于钻爆法 铁路隧道贯通精度的规定 根据《铁路测量技术规则》,铁路隧道贯通精度的要求如下表 水工隧洞贯通精度的规定 《水利水电工程施工测量规范》仅对8km以内的隧洞贯通精度进行了规定。横向贯通中误差的限差与铁路隧道相同,分别为50mm(1~4km)和75mm(4~8km);竖向贯通中误差限差分别为25mm(1~4km)和40mm(4~8km) 。 25 竖向贯通中误差允许值(mm) 250 200 150 100 75 50 横向贯通中误差允许值(mm) 17~20 13~17 10~13 8~10 4~8 <4 对向开挖长度(km) 多贯通面隧道贯通精度的确定 对于通过多支洞开挖的隧道,贯通面必然很多,如果每个贯通面的贯通精度分别按前表的贯通限差要求,则最后将使整个隧道中线的几何形状十分零乱。李青岳先生在《工程测量学》中提出:为了保证整个隧道的贯通精度和使隧道中线符合设计的几何形状,对于多贯通面开挖的隧道,虽然贯通面有多个,但仍只按一个贯通面来考虑整个隧道的贯通精度要求,然后再将总限差分配到各个贯通段,作为各自的贯通限差 将总限差分配到各个贯通段的方法是:如果整个隧道分为n个长度大致相等的贯通段,则每个贯通段的限差是总限差的

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