根据《高速铁路工程测量规范》长度小于4000m的隧道应满足表12要求
表12 隧道贯通误差规定 项目 横向贯通误差 高程贯通误差 相向开挖隧道长度(km) L<4 洞外贯通中误差(mm) 30 18 洞内贯通中误差(mm) 40 17 洞内外综合贯通中误差(mm) 50 25 贯通限差(mm) 100 50 5.2、贯通中误差估算与分析
根据《高速铁路工程测量规范》等中对隧道施工贯通中误差估算的规定,隧道相向开挖长度在4Km内的贯通中误差分配值见表13
根据《高速铁路工程测量规范》中对隧道施工贯通中误差估算的规定,隧道相向开挖长度在4Km内的贯通中误差分配值见表6。汤南隧道进洞口至出洞口长度为3073m,隧道先上坡后下坡。因纵向贯通误差对计算直线型隧道只影响中线方向的里程桩号而不影响隧道贯通,所以本次对隧道贯通面就不进行纵向贯通中误差的估算。
隧道相向掘进开挖长度小于4Km时贯通中误差分配值 表13
误差名称 洞外测量 洞内测量 全部贯通测量
5.2.1 洞外、内控制导线网点和边长投影到贯通面上的相对坐标系确定
根据汤南隧道施工实施性组织设计方案的施工进度计划安排,隧道掘进开挖计划由隧道进、出口对向掘进施工,即隧道进口方向施工1500米即DK72+000~DK73+500段,隧道出口方向施工1573米即DK73+500~DK75+073段。因此,本隧道进洞口点至隧道贯通面DK73+500的洞内施工控制导线总长度为1500米,出洞口点至隧道贯通面DK73+500的洞内施工控制导线总长度为1573米。 5.2.2隧道贯通面的相对坐标系
根据汤南隧道实施性施工组织设计方案,隧道掘进开挖由隧道进、出口对向掘进施工,因此,汤南隧道掘进开挖施工只有1个贯通面。贯通面的平面数据见
横向(mm) ±30 ±50 ±100 竖向(mm) ±18 ±25 ±50
附图1及表12,其方位角为223度28分58.97秒。因此,隧道贯通面的相对坐标系为:纵坐标X轴为过隧道洞外GPS控制点CPI32-2并平行于TN10~TN1的连线(即隧道轴线)方向的射线,其方位角为313度28分58.97秒;横坐标 Y轴为过洞外GPS控制点CPI32-2与纵坐标X轴垂直的射线,其方位角为223度28分58.97秒,具体布置见附图1。
5.3、洞外GPS控制点对横向贯通中误差的分析
根据《高速铁路工程测量规范》(TB10601-2009),莱卡GS15接收机标称精度可知,本标段GPS地表三等控制点的测边相对中误差ms=±(a2+(b×d)2)1/2,其中取a=3mm、,在我项目对对设计院移交的控制点复测和加密时所求得的CPI31-1~CPI1-2的Ms=1.2mm,MS/d=1/508000;;CPI32-1~MS20的 Ms=3.4mm,Ms/d=1/159000, 把已知GPS相邻点的边长投影到贯通面上,求得其边到贯通面的投影长度。本标段洞外GPS控制网相邻点的边投影到贯通面的投影长度见表13。
洞外控制点和边投影到贯通面的垂距和投影长度 表13 位置 进口 出口 边 号 CPI31-1~CPI31-2 CPI32-1~MS20 控制点边反算距离(m) 597.014 537.202 控制点边至贯通面的投影 长度(m) 503.086 502.119 隧道洞外GPS控制点对贯通面横向贯通中误差计算时,其边长相对中误差精度指标按《高速铁路工程测量规范》中三等控制网的精度指标进行计算,计算公式如下:
My外=±(∑(dy2×ms2/S2)1/2,ms =±(a2+(b×d)2)1/2(a=3mm,)。洞外GPS控制点对本标段汤南隧道贯通面的横向贯通中误差值为:
My外=±(∑(503.0862×1.22 /579.0142+(502.1192×3.42 /537.2022)1/2=±3.34 mm
<±25mm,即满足规范规定的要求。
5.4 洞内导线测量对横向贯通中误差的估算
对汤南隧道贯通面洞内控制导线按四等导线测量精度进行横向贯通中误差值的估算,根据《高速铁路工程测量规范》控制测量前导线网、三角网测量误差
引起的横向贯通误差按下式计算、
M=my?=
m2y??m2yl
m?????R2x ? ??20625?6myl=
mll?2dy
隧道洞内导线点及导线边投影到贯通面的计算结果列于表14, 汤南隧道贯通面洞内导线点及导线边投影计算表 表14 点 号 CP131-2 TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 贯通面 TN6 TN7 TN8 TN9 TN10 MS20 ∑Rx2
my?= myl=
mllm????导线点至贯通面的垂距m 1500 1200 900 600 300 0 314.6 629.2 943.8 1258.4 1573.0 10393523.8 边 号 CPI31-2~TN1 TN1~TN2 TN2~TN3 TN3~TN4 TN4~TN5 TN5~贯通面 贯通面~TN6 TN6~ TN7 TN7~ TN8 TN8~ TN9 TN9~ TN10 TN10~CPI32-1 ∑dy2 导线边至贯通面的投影长度m 99.41 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 24.349 10475.22 ?Rx2=
2.510393523.8=15.6mm ??206265?2dy=
10475.22=2mm
50000
则M=
满足规范 洞内贯通误差40mm的要求
0.0022?0.0442=15.7mm
6、洞内、外水准高程测量对竖向贯通中误差的估算和分析
6.1、洞外水准高程测量对竖向贯通中误差的估算
根据《工程测量规范》规定,竖向贯通中误差Mh<±25mm,其计算公式为:Mh=±m△(L)1/2,m△=±5mm/Km。由表1知隧道洞外二等水准点距进、出洞口第一个水准点距离,故其对汤南隧道贯通面的竖向贯通误中误差值见表15。
洞外水准点对洞冲里隧道贯通面的竖向贯通误差值计算表 表15 位置 进洞口 出洞口
6.2、洞内水准高程测量对竖向贯通中误差的估算
根据设计图纸及实施性施工组织设计方案的进度计划安排,汤南隧道进洞口向洞内水准路线由隧道进洞口水准点TN1引入,其至贯通面的水准路线长L=15Km;出洞口向洞内水准路线由隧道出洞口水准点TN10引入,其至贯通面的水准路线长L=1.573Km。现按四等水准测量规范精度估算隧道洞内水准测量对贯通面的竖向贯通中误差,其值见表16。
洞内水准点点对洞冲里隧道贯通面的竖向贯通误差值计算表 表16 位 置 进洞口 出洞口 洞口水准点 TN1 TN10 洞内水准点 DK73+500 DK73+500 间距Km 1.5 1.573 Mh(mm) ±6.1 ±6.3 评 定 Mh内=±6.12?6.32 =±8.8 mm<±25mm 洞外水准点 CPI131-2 CPI32-1 洞口水准点 TN1 TN10 间距m 252 537 Mh(mm) ±2.5 ±3.7 评 定 Mh外=±2.52?3.72 =±4.5 mm<±25mm 洞内水准高程控制等级采用四等水准测量完全可以达到竖向贯通中误差规
范精度要求。
7、洞内、外控制全部贯通测量中误差计算
洞内、外控制测量误差对贯通面的横向、竖向贯通中误差总的影响值为: 横向贯通中误差:MY总=±(My洞外2+ MY出2)1/2 =(3.342+15.72)1/2=±16.05mm<±50mm。
竖向贯通中误差:Mh总=±(Mh洞外2+ Mh内2)1/2=(8.82+4.52)1/2=±9.9mm<±35mm。
中全部贯通测量中误差计算结果可知,洞外GPS四等控制网点(平面和高程)和洞内采用四等导线、四等水准高程的控制测量精度的洞内控制网等级,完全能满足汤南隧道横向、竖向贯通误差精度要求。
7.1 附隧道洞内外控制网点平面布置示意图及控制点概算坐标
隧道洞内外控制网点平面布置示意图及控制点概算坐标见附图1及表17。 点 名 X(m) Y(m) H(m) 备 注 已知GPS点 已知GPS点 隧道轴线上基本控制导线点,桩号DK72+000 隧道轴线上基本控制导线点,桩号DK72+299.9 隧道轴线上基本控制导线点,桩号DK72+599.99 隧道轴线上基本控制导线点,桩号DK72+899.99 隧道轴线上基本控制导线点,桩号DK73+199.99 贯通面轴线点,桩号DK73+500 隧道轴线上基本控制导线点,桩号DK73+814.6 隧道轴线上基本控制导线点,桩号DK74+129.2 CPI31-2 2626220.8641 CPI31-1 2626807.0939 TN1 TN2 TN3 TN4 TN5 贯通面 TN6 TN7 2626133.1664 2625926.726 2625720.2915 2625513.8470 2625307.4000 2625100.9580 2624884.4692 2624667.9804 471113.4042 471226.3627 471350.3123 471567.986 471785.6697 472003.3457 472221.0199 472438.6979 472666.9647 472895.2315