引水隧洞畢業(yè)論文

1、甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文淺談引水隧洞施工測量姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 學(xué) 號： 專 業(yè) 名 稱： 2014年 6 月 日 目錄1概述 32徠卡TPS（TCR）系列全站儀的簡介和使用技巧 42.1.1首先徠卡TPS1200(TCR1201）系列全站儀用戶界面 42.1.2徠卡TPS1200(TCR1201)全站儀鍵盤及操作說明52.1.3儀器主菜單和設(shè)站方式如下 62.2自由設(shè)站73隧洞洞外控制測量 73.1洞外平面控制測量73.2洞外高程控制測量84隧洞洞內(nèi)控制測量 84.1洞內(nèi)平面控制測量84.2洞內(nèi)高程控制測量95隧洞施工測量 105.1腰線測設(shè) 105.2中線樁測定 105.3襯砌

2、放樣 105.3.1拱部襯砌的放樣115.3.2邊墻及避車洞的襯砌放樣115.3.3仰拱和鋪底放樣116 結(jié)論與總結(jié) 11參考文獻(xiàn)：12致謝 13淺談引水隧洞施工測量柏文通摘要：隨著現(xiàn)代人類社會的不斷發(fā)展，人們適應(yīng)和改造自然的手段也在不斷提高，而水利工程就是人類對于自然改造的一個(gè)重要手段。在水利工程中，引水隧洞施工可以說是整個(gè)工程中最重要的步驟。為了確保引水隧洞工程能夠順利的展開，需要對各個(gè)方面都進(jìn)行慎重的考慮，才能夠保證隧洞施工的順利進(jìn)行。其中測量便是這隧洞工程完成的一個(gè)極其重要的環(huán)節(jié)。關(guān)鍵詞：引水隧洞；控制測量；施工測量；徠卡全站儀1概述隧洞自兩端洞口相向開挖，在洞內(nèi)預(yù)定位置挖通，稱為貫通

3、。因此，隧洞測量也稱為貫通測量。隧洞測量的任務(wù)是準(zhǔn)確測設(shè)出井口、洞口、坑口的平面位置和高程；隧洞開挖時(shí)，準(zhǔn)確測設(shè)隧洞的中線的方向及高程，指示掘進(jìn)方向，保證隧洞按要求的精度正確貫通，放樣洞室各細(xì)部的平面位置與高程，放樣襯砌的位置等。與地面測量工作不同的是，隧洞施工的掘進(jìn)方向在施工完成前無法通視，只能完全依據(jù)沿隧洞洞內(nèi)中線布設(shè)的支導(dǎo)線來完成指導(dǎo)施工。因?yàn)橹?dǎo)線無外補(bǔ)檢核條件，通視隧洞內(nèi)光線暗淡施工情況復(fù)雜。在測量那個(gè)工作中極易產(chǎn)生疏忽與錯誤，造成相向開挖隧洞的方向偏離設(shè)計(jì)方向，是隧洞不能正確貫通。其后果是必須部分拆除已經(jīng)做好的襯砌，削幫后重新襯砌或采用其他補(bǔ)救措施，這樣不但產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且

4、延誤工期。所以進(jìn)行隧道測量工作時(shí)，要十分認(rèn)真細(xì)致，除按規(guī)范的要求嚴(yán)格檢驗(yàn)與校正儀器，還應(yīng)注意采取多種有效措施，消弱誤差，避免發(fā)生錯誤。隧洞測量中由于主要工作要在洞子里面展開，而我們的GPS在隧洞中接收不到信號這一原因，使得全站儀在隧洞測量工作當(dāng)中起到十分重要的作用。這其中最主要的便是控制網(wǎng)的測量，由于不能使用GPS的原因，全站儀測導(dǎo)線便是整個(gè)控制網(wǎng)主要的測量方案。而免棱鏡全站儀在隧洞測量工作中起到了一個(gè)不可替代的作用，不管是開挖放點(diǎn)，還是鋼拱架檢查，抑或者是襯砌放點(diǎn)，免棱鏡全站儀是至關(guān)重要的。隧洞施工測量的主要目的，是為了保證隧洞相向開挖的工作面按照一定的精度在預(yù)定位置貫通、保證洞內(nèi)建筑物以規(guī)

5、定的精度按照設(shè)計(jì)要求修建。在隧洞工作中，進(jìn)行的測量工作有：洞外控制測量、洞內(nèi)與洞外聯(lián)系測量、洞內(nèi)控制測量、施工測量、貫通測量及竣工測量。而這一年實(shí)習(xí)的時(shí)間里，我所接觸到的主要是洞內(nèi)、外控制測量和施工測量三部分，其他一些工作沒有接觸過，我主要就徠卡TCR系列全站儀的一些使用、洞外控制測量、洞內(nèi)控制測量以及施工測量談?wù)勛约旱囊恍┮娊夂涂捶?，有什么不足或者不對的地方，希望大家批評指正。2徠卡TPS（TCR）系列全站儀的簡介和使用技巧2.1.1首先徠卡TPS1200(TCR1201）系列全站儀用戶界面如下：2.1.2徠卡TPS1200(TCR1201)全站儀鍵盤及操作說明：2.1.3儀器主菜單和設(shè)站方

6、式如下：2.2自由設(shè)站在我們學(xué)校學(xué)習(xí)時(shí)設(shè)站方式一般采用“已知后視點(diǎn)”這種方式，而在工地上我們一般不用這種方式，除非架設(shè)儀器的地方剛好在已知點(diǎn)附近。施工過程中為了測量的方便以及施工模式的特殊，一般采用“后方交會”即“自由設(shè)站”這種方式。這種方式架設(shè)起來不光簡單而且實(shí)用、速度快，同時(shí)精度也可以滿足施工的要求，這一點(diǎn)是最值得我們?nèi)ナ褂米杂稍O(shè)站這種方式的緣由。在實(shí)際應(yīng)用中，由于地形復(fù)雜或者施工進(jìn)度的影響，需隨時(shí)增設(shè)測站，但在控制點(diǎn)上設(shè)站進(jìn)行測量時(shí)，有時(shí)會出現(xiàn)：（）視線較長時(shí)間遮擋；（）控制點(diǎn)上無法設(shè)站；（）兩已知控制點(diǎn)不通視；（）由于施工的緣故，測區(qū)內(nèi)的已知點(diǎn)不可避免的會遭到破壞，需將點(diǎn)補(bǔ)測或臨時(shí)測點(diǎn)

7、以供使用，解決上述問題的方法是：采用交會法，或在測距儀普及的情況下采用支導(dǎo)線測量方法施測等，但這些方法都存在這樣或那樣的缺點(diǎn)。例如傳統(tǒng)的后方交會法，至少要瞄準(zhǔn)個(gè)方向才可確定該點(diǎn)的坐標(biāo)，而且有遇到危險(xiǎn)圓的可能。于是在這里提出另一種能解決上述問題的有效方法自由設(shè)站法。自由設(shè)站是指在待定點(diǎn)上設(shè)站，對多個(gè)已知控制點(diǎn)觀測方向和距離，按間接平差的方法計(jì)算待定點(diǎn)的坐標(biāo)。因全站儀除了有測角和量距的功能外，還有計(jì)算的功能，此功能是通過全站儀配備的電子手簿實(shí)現(xiàn)的。在現(xiàn)場作業(yè)前，將自由設(shè)站法程序輸入到電子手簿中，用時(shí)擬定選用的控制點(diǎn)點(diǎn)號輸入到電子手簿中，并按程序提示輸入觀測值和已知數(shù)據(jù)，觀測完畢后，測站點(diǎn)的坐標(biāo)就顯

8、示出來了。自由設(shè)站是使用全站儀進(jìn)行測量放樣的常用方法之一，它實(shí)際上是一種邊角聯(lián)測后方交會。隧洞采用這種方法，即使標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)到，也完全能夠滿足隧洞的測量精度。因?yàn)樗矶蠢碚撋蠈Τ吠诘囊蠛軐?，即使超過了規(guī)定的界限，也無非對二襯產(chǎn)生一點(diǎn)影響而已。況且測量的一點(diǎn)點(diǎn)誤差對于打鉆、放炮造成的超欠挖來說影響很小，所以在施工單位一般都采用采用這種方式進(jìn)行測量和放樣。3隧洞洞外控制測量3.1洞外平面控制測量洞外平面控制測量的主要任務(wù)是：測定各洞口控制的相對位置，作為引測進(jìn)洞和測設(shè)洞內(nèi)中線的依據(jù)。一般要求洞外平面控制測量網(wǎng)包括洞口控制點(diǎn)。建立洞外平面控制測量的方法有：布設(shè)中線法，精密導(dǎo)線法，三角網(wǎng)法和GPS法等。

9、由于全站儀，測距儀，GPS已經(jīng)在施工單位基本普及，布設(shè)中線法由于精度太低，只適合于地形、地質(zhì)條件簡單的中、短隧洞，因此在生產(chǎn)實(shí)踐中很少使用，下面介紹其他三種方法：（1）精密導(dǎo)線法 在洞外沿隧洞線型布設(shè)精密光電測距導(dǎo)線來測定各洞口控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)。精密導(dǎo)線一般采用正副導(dǎo)線組成的若干個(gè)導(dǎo)線環(huán)構(gòu)成控制網(wǎng)，主導(dǎo)線應(yīng)沿著兩洞口連線方向布設(shè)，每1-3個(gè)主導(dǎo)線邊應(yīng)與副導(dǎo)線聯(lián)系。主導(dǎo)線邊一般不宜短于300m，且相鄰邊長不宜相差過大。主導(dǎo)線須同時(shí)觀測水平角和邊長，而副導(dǎo)線一般只測水平角。（2）三角鎖法在洞外沿隧洞地形布設(shè)單三角形鎖來測定各洞口控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)，鄰近隧洞中線一側(cè)的三角鎖各邊宜盡量垂直于貫通面，避免

10、較大的曲折，測量三角鎖的水平角不宜小于30度（3）GPS法用GPS法測定各洞口控制點(diǎn)的平面位置坐標(biāo)，由于各洞口控制點(diǎn)之間可以互不通視，沒有測量誤差的積累，因此特別適合于特長隧洞及通視條件較差的山嶺隧洞。3.2洞外高程控制測量 洞外高程控制測量的任務(wù)是按照測量設(shè)計(jì)中規(guī)定的要求，施測隧洞洞口（包括隧洞的進(jìn)出口、豎井口、斜井口和坑道口）附近水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，作為引測進(jìn)洞的依據(jù)。高程控制一般采用三四等水準(zhǔn)測量，當(dāng)兩洞口之間的距離不大于1km時(shí)，應(yīng)在中間設(shè)臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。 如果隧洞不長，高程控制測量等級在四等以下時(shí)，可采用光電測距三角高程測量的方法進(jìn)行觀測，三角高程中，光電測距的最大邊長不應(yīng)超過600m，且每條

11、邊應(yīng)進(jìn)行對向觀測，高差計(jì)算時(shí)應(yīng)加上地球曲率的影響。4隧洞洞內(nèi)控制測量4.1洞內(nèi)平面控制測量隧洞洞內(nèi)控制測量，主要是在洞內(nèi)建立一個(gè)與洞外控制相統(tǒng)一的平面和高程控制網(wǎng)，作為確定掘進(jìn)方向和施工放樣的依據(jù)，以確保隧洞在規(guī)定的精度范圍內(nèi)貫通。洞內(nèi)控制測量起始于洞口處的洞外控制點(diǎn)，隨著隧洞的開挖而向前延伸，起始點(diǎn)坐標(biāo)、高程及起算方位角由地面控制測量或聯(lián)系測量確定。隧洞平面控制常采用中線或者導(dǎo)線兩種形式，而一般情況下采用導(dǎo)線形式。其原因在于隧洞中布設(shè)成中線容易受到一些因素的干擾、容易被運(yùn)渣車或者裝載機(jī)碾壓從而造成點(diǎn)位的移動，采用導(dǎo)線形式將點(diǎn)布設(shè)在洞子的兩邊邊墻處，可以防止點(diǎn)位的移動，從而達(dá)到控制的目的。根據(jù)

12、施工的需要和隧洞的長短以及洞形大小，導(dǎo)線布設(shè)可以分為單導(dǎo)線與雙導(dǎo)線，一般的短隧洞布設(shè)成單導(dǎo)線即可，而像長達(dá)五六公里的這些長隧洞，采用雙導(dǎo)線控制、精度更高一些。洞內(nèi)導(dǎo)線一般是支導(dǎo)線，而且它不能夠一次測完，只有掘進(jìn)一段距離后才可以增設(shè)一個(gè)新點(diǎn)。設(shè)立新點(diǎn)前必須對與之相關(guān)的既有導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行檢查，在對既有導(dǎo)線點(diǎn)確認(rèn)的基礎(chǔ)上測量新點(diǎn)。洞內(nèi)導(dǎo)線一般分級布設(shè)，先布設(shè)精度較低的施工導(dǎo)線，然后布設(shè)精度高的基本控制導(dǎo)線和主導(dǎo)線。如下圖所示：在開挖面每向前推進(jìn)20-50m時(shí)設(shè)施工導(dǎo)線點(diǎn)，用以進(jìn)行放樣且指導(dǎo)開挖。當(dāng)掘進(jìn)長度達(dá)到100-300m以后，為了檢查隧洞的方向是否與設(shè)計(jì)相符合，并提高導(dǎo)線精度，選擇一部分施工導(dǎo)線布設(shè)

13、邊長較長、精度較高的基本控制導(dǎo)線。當(dāng)掘進(jìn)大于2km時(shí)，可選擇一部分基本導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)主要導(dǎo)線，主要導(dǎo)線的邊長一般為150-800m，對精度要求較高的大型貫通，可在導(dǎo)線中加測陀螺邊以提高方位的精度，而陀螺邊一般加在洞口起始點(diǎn)到貫通點(diǎn)距離的三分之二處。值得注意的是，在隧洞進(jìn)行測量工作時(shí)，由于光線黑暗，不管是后視定向、作控制測量還是放樣等都要用手電筒給棱鏡照明，這是隧洞測量過程中常用的一種方式，這樣做不僅可以提高速度，也可以提高精度。還有一點(diǎn)就是為了施工的方便及不影響施工，施工導(dǎo)線點(diǎn)一般都是布設(shè)在洞子兩邊的邊墻之上，這樣在尋找起來也比較方便，同時(shí)也不易受到破壞。而后視定向時(shí)采用徠卡小棱鏡即可。4.2洞內(nèi)

14、高程控制測量洞內(nèi)高程控制測量可采用水準(zhǔn)測量或光電測距三角高程測量法。洞子內(nèi)的高程控制點(diǎn)可選在導(dǎo)線點(diǎn)上，也可以根據(jù)施工情況和要求埋設(shè)在洞頂、洞底或洞子兩邊的墻壁上，但必須穩(wěn)固和便于觀測，這是最重要的。高程控制路線隨開挖面的進(jìn)展而向前延伸，一般可先布設(shè)較低精度的臨時(shí)水水準(zhǔn)點(diǎn)，其后再布設(shè)較高精度的永久水準(zhǔn)點(diǎn)。永久水準(zhǔn)點(diǎn)最好按組布設(shè)，每組不少于兩個(gè)點(diǎn)，各組之間的距離一般為200-400m。采用水準(zhǔn)測量時(shí)應(yīng)往返觀測，視線長度不宜超過50m；而采用光電測距三角高程測量時(shí)，應(yīng)進(jìn)行對向觀測，在洞內(nèi)作業(yè)時(shí)，應(yīng)注意洞內(nèi)的除塵、通風(fēng)排煙和水汽的影響。洞內(nèi)高程控制點(diǎn)作為施工高程的依據(jù)，必須定期復(fù)測。5隧洞施工測量隨洞

15、施工測量涉及到的東西很多，也很復(fù)雜、繁瑣。其中最主要的便是洞內(nèi)中線和腰線的測設(shè)5.1腰線測設(shè)在隧洞施工中，為了隨時(shí)控制洞底的高程，通常在隧洞側(cè)面巖璧上沿中線前進(jìn)方向每隔一定距離標(biāo)出比洞底設(shè)計(jì)地坪高出1m的抄平線，稱為腰線。腰線標(biāo)出后，可以根據(jù)腰線隨時(shí)定出端面各部位的高度及隧洞的坡度，這對于隧洞的放樣和指導(dǎo)開挖都十分方便。5.2中線樁測定一般在隧洞向前掘進(jìn)20m左右時(shí)，就要測設(shè)一個(gè)中線樁。洞內(nèi)中線點(diǎn)通?？筛鶕?jù)導(dǎo)線點(diǎn)按極坐標(biāo)法測設(shè)。由于洞內(nèi)工作面狹小且光線暗淡，在隧洞施工中，我們使用具有極光指向功能的徠卡TCR1201全站儀來指示掘進(jìn)方向。激光指向儀一般被安置在隧道頂部或側(cè)壁的支架上，以不影響施工

16、和運(yùn)營為宜，利用儀器發(fā)射的一束可見光，指示出中線及腰線方向或它們的平行方向。如果采用機(jī)械化的掘進(jìn)設(shè)備，光電跟蹤靶配裝在掘進(jìn)機(jī)上，當(dāng)掘進(jìn)方向偏離了指向儀的激光束，光電接收裝置將會通過指向儀表給出掘進(jìn)機(jī)的偏移方向和偏移量，并能為掘進(jìn)機(jī)的自動控制提供信息，從而實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)定向的自動化。如果是人工掘進(jìn)，可以在中線位置和腰線位置分別裝一個(gè)指向儀，來指導(dǎo)打鉆、開挖和支護(hù)，掘進(jìn)時(shí)可以根據(jù)隧洞的設(shè)計(jì)尺寸，通過鋼尺等量測工具來指導(dǎo)工作便可。5.3襯砌放樣隧洞各部位襯砌的放樣是根據(jù)線路中線，起拱線及路面高程定出其斷面尺寸，在襯砌放樣之前，首先應(yīng)對這三條基本線進(jìn)行復(fù)核檢查。拱部襯砌的放樣主要是將拱架安置在正確的位置上。

17、拱部分段進(jìn)行襯砌，一般5-10m分為一段。地質(zhì)不良的地段可縮短至1-2m。拱部的放樣根據(jù)線路中線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，用全站儀和水準(zhǔn)儀放出拱架頂?shù)奈恢煤推鸸熬€的位置以及十字線，分段兩端的兩個(gè)拱架定位。拱架定位時(shí)，應(yīng)將拱架頂與放出的拱架頂位置對其，并將拱架兩側(cè)拱腳與起拱線的相對位置放置正確。兩端拱架定位并固定后，在兩端拱架的拱頂及兩側(cè)拱角之間繃上麻線，據(jù)以固定其間的拱架。在拱架逐個(gè)檢查調(diào)整后，即可鋪設(shè)模板襯砌。邊墻及避車洞的襯砌放樣邊墻襯砌先根據(jù)線路中線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)，按施工斷面各部位的高程，用儀器放出路基高程、邊墻基底高程及邊墻頂高程，對已放過起拱線高程的，應(yīng)對起拱線高程進(jìn)行檢核。如果是直墻，可以從校準(zhǔn)的路

18、線中線按尺寸放出支距，既可立模襯砌。如果是曲墻，可先按1:1的大樣制出曲墻模型板，然后從線路中線按算得的支距安設(shè)曲墻模型板進(jìn)行襯砌。避車洞的襯砌放樣與隧洞的拱、墻的放樣大致是相同的，其中心位置是按設(shè)計(jì)里程由線路中線放垂線定出。仰拱和鋪底放樣仰拱砌筑時(shí)的放樣，是先按設(shè)計(jì)尺寸制好模型板，然后在路基高程位置繃上麻線，再由麻線向下支距，定出模型板的位置。隧洞鋪底時(shí)，一般先在左右邊墻上標(biāo)出路基高程 ，由此向下放出設(shè)計(jì)尺寸，然后在左右邊墻上甭上線，由此來控制各處底部是否挖夠了尺寸，之后即可鋪底。6 結(jié)論與總結(jié) 經(jīng)過了一年的實(shí)習(xí)和工作，最后我終于完成了淺談引水隧洞施工測量的論文。從開始接到論文題目到系統(tǒng)的實(shí)

19、現(xiàn)，再到論文文章的完成，每走一步對我來說都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識也有很多感受，從對論文的一無所知，對隧洞施工測量、全站儀等相關(guān)技術(shù)很不了解的狀態(tài)，我開始學(xué)習(xí)和實(shí)地的去測量，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩作品一步步完善起來，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次到工地測量的完成都會讓我興奮好一段時(shí)間。從中我也充分認(rèn)識到了測量在工程建設(shè)當(dāng)中的重要性，還有測量中的知識的巨大性，學(xué)校兩年的學(xué)習(xí)才學(xué)到測量的一點(diǎn)皮毛而已，我需要學(xué)習(xí)的地方還很多。然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以很負(fù)責(zé)的說

20、，這里面的每一個(gè)文字，都有我的勞動。當(dāng)看著自己的論文還有一年來自己在測量方面學(xué)到的巨大知識，真是莫大的幸福和欣慰。我相信其中的酸甜苦辣最終都會化為甜美的甘泉。這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵我繼續(xù)進(jìn)步。參考文獻(xiàn)：【1】徠卡TPS1200（TCR1201）使用說明書【2】楊守菊.徐長亮.全站儀自由設(shè)站的應(yīng)用及精度分析【3】楊華主編.工程測量.哈爾濱工程大學(xué)出版社2010【4】孟勝凱.王述秀.淺析某水利工程中施工測量控制【5】工程測量規(guī)范.GB50026-2007.中國計(jì)劃出版社2008【6】水利水電工程測量規(guī)范.SL197-2013.中華人民共和國水利部致謝三年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個(gè)新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實(shí)際工作中去?；厥兹辏〉昧诵┰S成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師三年來對我孜孜不倦