——「永紅—水城澗」隧道工程貫通測量技術設計
院系： 土木工程系
專業： 測繪工程
地點： 測繪專業課程設計教室
班級： 測繪b08-3班
姓名：學號：
教師：2023年 7月 4日至 2023年 7月8日
一、 工程概況
1、工程任務
為改善北京市門頭溝區的道路交通狀況，擬在永紅煤礦—水城澗煤礦兩個居民點之間設計一條隧道。
2、工程概況
本隧道位於門頭溝區境內，該隧道稱為「永紅—水城澗」隧道，為單洞雙向行車隧道，里程為dk100+50—dk104+161，線路全長4111m，設計縱坡為-1.2%，出口段平面線形均為直線，淨寬15m，淨高7.0m。
隧道設4處緊急停車帶與8處人行橫通道，停車帶在主洞行車方向左右兩側各加寬3m。該隧道穿越區域的圍岩為近於水平的中薄層及薄層泥岩、粉砂質泥岩夾砂岩（泥質膠結）、頁岩，節理、層理發育，裂隙發達，地下水較發育，地質條件比較差。根據工程需要，貫通相遇點在水平重要方向上的允許偏差不得超過0.
5m，在高程方向上的允許偏差不得超過0.3m.
3、測區地質與地形
以沿河城端接為界，以北以古老的元古代沉積地層為主，以南以中生代火山岩為主。16-8億年的元古代沉積岩360平方公里。佔門頭溝面積的四分之一。
火山岩面積610平方公里，站門頭溝面積的60%。中生代侏羅紀、白堊紀時期，門頭溝境內發生過多次火山噴發，百花山系，九龍山系、南大嶺都是火成岩。
門頭溝區地處華北平原向蒙古高原過渡地帶，地勢西北高，東南低。地形骨架形成於中生代的燕山運動。境內總面積的98.
5%為山地，平原面積僅佔1.5%西部山地是北京西山的核心部分，山體高大，層巒疊嶂，海拔1500公尺左右的山峰160餘座。門頭溝地形總的趨勢是西北高東南低。
由四列西南東北走向的山脈構成。形成寬山窄谷的景觀。北京最高峰靈山海拔2303公尺，永定鎮四道橋子最低海拔73公尺。
由於山地切割嚴重，各嶺脊之間形成大小溝谷300餘條。平緩的山地與陡峭的山坡交替出現，地形呈鋸齒狀、階段性上公升。
4、氣候情況
門頭溝區屬中緯度大陸性季風氣候，春季乾旱多風，夏季炎熱多雨，秋季涼爽濕潤，冬季寒冷乾燥。西部山區與東部平原氣候呈明顯差異。年平均氣溫東部平原11.
7℃，西部齋堂一帶10.2℃。極端最高氣溫東部40.
2℃，西部37.6℃。極端最低氣溫西部-22.
9℃，東部-19.5℃。春季60天，夏季76天，秋季60天，冬季169天，冬季漫長是境內氣候的一大特徵。
春秋季節，境內風、霜頻繁，年平均風速為2.7公尺/秒，8級以上大風21次，年平均無霜期200天左右，江水河村一帶無霜期僅100天。日照時數較多，年平均日照2470小時。
降水量自東向西逐漸減少，受中緯度大氣環流的不穩定和季風影響，降水量年際變化大，最多為970.1公釐(2023年)，最少為377.4公釐(2023年)，年平均降水量約600公釐。
凍土深度為0.5m。
5、地區的已有成果
(1)、工程區測區1：1萬地形圖2幅。
(2)、工程區測區控制點位置。
6、測量作業依據
《中華人民共和國測繪行業標準》 ch/t 1004－2005
《中華人**和國國家標準－工程測量規範》 gb 50026－2007
二、控制網的布設
本工程平面座標系統選用1954北京座標系，高程系統選用1985國家高程基準。
（一）、地面平面控制網
1、選點、埋石
本工程所在地區地形複雜，為保證兩點間通視，控制點選擇在地勢較高出，而且應該避開障礙物対視線的影響。
點的製作：
圖一永久導線點構造圖
2、地面平面控制網的布設方案
第一方案（附和線路）
地面控制網主要布設了10個點，包括4個已知點g01、g02、g03、g04，控制點n01、
n02、d01、d02、d03、d04。組成乙個附和導線，其中n01，n02為進隧道點和出隧道點。採用的導線等級為四等。
導線圖如下:
圖二第二方案（閉合線路）
地面控制網主要布設了13個點，包括2個已知點g01、g02，控制點n01、n02、d01、d02、d03、d04、d05、d06、d07、d08、d09。組成乙個閉合導線，其中n01，n02為進隧道點和出隧道點。採用的導線等級為四等。
導線圖如下:
圖三3、施測方案
兩種方案均根據四等導線的要求，使用三鼎全站儀，測角精度為，測距精度為（±0.005+5×）。主要技術指標如下：
表1 導線測量的主要技術要求
注：①表中n為測站數；②當測區測圖的最大比例尺為1:1000時，
一、二、**導線的平均邊長及總長可適當放長，但最大長度不應大於表中規定的2倍。
4、外業測量
1）儀器檢校
外業測量前應先對儀器進行檢校，檢校專案如下：
對視準軸進行檢校；
對橫軸的檢校；
對豎軸的檢驗；
對圓水準器的檢驗；
對儀器常數的檢驗（採用6段法）；
檢校完成後，提交檢校的資料，以及檢校資料報告。
2）限差要求
在外業測量過程中要嚴密的把握好各項限差, 保障每一測站上資料符合要求。
導線測量時應注意以下幾點要求：
a.當導線邊長較短時，應控制導線邊數，但不得超過相應等級導線長度和平均邊長算得得邊數。
b.導線宜布設成直伸形，相鄰邊長不宜相差過大。當附合導線長度超過規定時，應布設成結點導線網，結點與結點、結點與高階點之間的導線長度不應大於規範中規定的長度的0.7倍。
c.當導線平均邊長較短時，應控制導線邊數，但不得超過表相應等級導線長度和平均邊長算得的邊數；當導線長度小於表規定長度的1\3時，導線全長得絕對閉合差不應大於13cm。
d.當測區測圖的最大比例尺為1：1000時，
一、二、**導線的平均邊長。
表23）資料處理
內業資料處理前首先對外業資料進行初步的檢查，檢查合格後進行資料的處理。處理軟體可以選擇南方公司的平差易軟體對資料進行平差。處理完成後，提交評查報告，及平差網圖。
4）進洞點和出洞點的處理：
對進洞點加護樁：首先在進洞點n01點架設全站儀照准g02點，在該視線方線上標定一點01，倒轉望遠鏡標定另一點02.標定完成後，照准g02點，在該方向上標定一點03，倒轉望遠鏡標定另一點04.
所有標定點在實地用木樁標定。
對出洞點也做類似的處理。並做好點之記。
（二）、地面工程高程控制網
1、水準點的選取
在兩個導線點之間根據四等水準測量的要求，要求視距長度不超過100m，而且在導線點之間布設偶數測站。觀測順序後後前前。儀器使用北京儀器公司生產s3水準儀。
盡量保證兩水準點之間的通視。
2、水準點的製作
圖四水準點
3、儀器檢校
i 角的檢驗
三軸的檢驗
檢驗完後提交檢驗報告。
4、資料處理
外業資料處理之前首先對外業資料進行檢查，等檢查合格之後。在對資料進行處理，計算閉合差，，計算出各導線點的高程。對閉合差進行分配。
（三）、地下隧道平面控制網
1、隧道內導線點的選取
選點時應考慮的因素：
①相鄰導線點之間通視良好，並應盡可能是點間距距離大一些，各級導線邊長均應符合要求。
②為了避免運輸干擾，應盡量將點設在遠離運輸軌道的一側。
③導線點應當選在巷道穩定，安全，便於安置儀器進行觀測的地方，避開淋雨，偏幫落實和其他不安全因素。
2、選點
主要沿隧道的一邊進行布設，導線點主要設定在隧道的一側。導線往往不是一次全面布網，而是雖經下巷道掘進而逐步敷設。隨著隧道的掘進每延長30-100m延長一次，當隧道掘進到300-500m時，再敷設基本控制導線。
用開檢查前面敷設的低等控制導線是否正確。
表3 煤礦測量地下導線主要技術要求
3、隧道導線的施測方案
1）、隧道的中線的標定
隧道中線示意圖：
圖五中線示意圖
中線測量的步驟：
標定時，現在ａ點安置經緯儀，根據角和距離可標定出ｂ 點。然後將儀器移至ｂ點，後視ａ點標設（°+）角，這時儀器視線方向就是邊線的方向。再在視線上連續標示1點和2點，則b，1，2即為一組邊線點。
2）、平面掘進方向的標定
當隧道採用全斷面開挖法進行施工時，通常採用中線法。如下中線標定示意圖，p1,p2為導線點，a為隧道中線點，已知p1 ,p2的實測座標及中線點a的設計座標和隧道中線的設計方位角ɑ，採用座標反算等有關公式計算出放樣點ａ所需的放樣資料。然後用極座標法放出ａ點，在ａ點埋設與導線點相同的標誌，並且還要用經緯儀重新測量出ａ點的座標，以資檢核。
標定開挖方向是將儀器安置在ａ點，後視導線點，i撥角，即可得掘進的中線方向，在中線方向上埋設３個中線點作為一組中線點，用一組中線點可指示直線隧道掘進30——40ｍ。也隨著開挖面向前推進，設定一組新的中線點。
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