隧道的设计位置，一般在定测时已初步标定在地表面上。在施工之前先进行复测，检查并确认各洞口的中线控制桩，当隧道位于直线上时，两端洞口应各确定一个中线控制桩，以两桩连线作为隧道洞内的中线；当隧道位于曲线上时，应在两端洞口的切线上各确认两个控制桩，两桩间距应大于200m。以控制桩所形成的两条切线的交角和曲线要素为准，来测定洞内中线的位置。由于定测时测定的转向角、曲线要素的精度及直线控制桩方向的精度较低，满足不了隧道贯通精度的要求，所以施工之前要进行洞外控制测量。洞外控制测量的作用，是在隧道各开挖口之间建立一精密的控制网，以便根据它进行隧道的洞内控制测量或中线测量，保证隧道的准确贯通。

洞外控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。 洞外平面控制测量常用的方法有：中线法、精密导线法、三角测量、三边测量、边角测量或综合使用，此外还可以采用GPS测量。 一、中线法 所谓中线法，就是将隧道线路中线的平面位置，按定测的方法先测设在地表 上，经反复核对无误后，才能把地表控制点确定下来，施工时就以这些控制点为准，将中线引入洞内。 一般在直线隧道短于1000m，曲线隧道短于500m时，可以采用中线作为控制。 如图14－1所示，A、C、D、B作为在A、B之间修建隧道定测时所定中线上的直线转点。由于定测精度较低，在施工之前要进行复测，其方法为：以A、B作为隧道方向控制点，将经纬仪安置在C´点上，后视A点，正倒镜分中定出D´点；在置镜D´点，正倒镜分中定出B´点。若B´与B不重合，可量出B´B的距离，则 自D´点沿垂直于线路中线方向量出D´D定出D点，同法也可定出C点。然后再将经纬仪分别安在C、D点上复核，证明该两点位于直线AB的连线上时，即可将它们固定下来，作为中线进洞的方向。 若用于曲线隧道，则应首先精确标出两切线方向，然后精确测出转向角，将切线长度正确地标定在地表上，以切线上的控制点为准，将中线引入洞内。 中线法简单、直观，但其精度不太高。 二、精密导线法 导线法比较灵活、方便，对地形的适应性比较大。目前在光电测距仪已经普 及和其精度不断提高的情况下，有条件的单位，导线法应当是隧道洞外控制形式的首选方案。 精密导线应组成多边形闭合环。它可以是独立闭合导线，也可以与国家三角点相连。导线水平角的观测，应以总测回数的奇数测回和偶数测回，分别观测导线前进方向的左角和右角，以检查测角错误；将它们换算为左角或右角后再取平均值，可以提高测角精度。为了增加检核条件和提高测角精度评定的可行性，导线环的个数不宜太少，最少不应少于4个；每个环的边数不宜太多，一般以4～6条边为宜。 在进行导线边长丈量时，应尽量接近于测距仪的最佳测程，且边长不应短于300m；导线尽量以直伸形式布设，减少转折角的个数，以减弱边长误差和测角误差对隧道横向贯通误差的影响。我国大瑶山隧道长14.3km，洞外控制采用导线网，取得了很好的效果。 导线的测角中误差按下式计算，并应满足测量设计的精度要求。                    （14－1） 式中 ——导线环的角度闭合差（″）； ——一个导线环内角的个数； N——导线环的个数。 导线环（网）的平差计算，一般采用条件平差或间接平差。边与角按下式定权www.tmgc8.com                                     （14－2） 式中 ——导线测角中误差，按式（14－1）计算，并宜用统计值； ——导线边长中误差，宜用统计值。 当导线精度要求不高时，亦可采用近似平差。   三、三角测量 三角测量的方向控制较中线法、导线法都高，如果仅从横向贯通精度的观点 考虑，则它是最理想的隧道平面控制方法。 三角测量除采用测角三角锁外，还可采用变角网和三边网。但从精度、工作量、经济方面综合考虑，以测角三角锁为好。 三角锁一般布置一条高精度的基线作为起始边，并在三角锁另一端增设一条基线，以资检核；其余仅只有测角工作，按正弦定理推算边长，经过平差计算可求得三角点和隧道轴线上控制点的坐标，然后以控制点为依据，确定进洞方向。 四、三角锁和导线联合控制 这种方法只有在受到特殊地形条件限制时才考虑，一般不宜采用。如隧道在 城市附近，三角锁的中部遇到较密集的建筑群，这时使用导线穿过建筑群与两端的三角锁相连结。 用于隧道施工控制测量的三角锁或导线环，在布设中除了前面所述要求之外，还应注意以下几点： 1．使三角锁或导线环的方向，尽量垂直于贯通面，以减弱边长误差对横向贯通精度的影响。 2．尽量选择长边，减少三角形个数或导线边个数，以减弱测角误差对横向贯通精度的影响。 3．每一洞口附近测设不少于三个平面控制点（包括洞口投点及其相联系的三角点或导线点），作为引线入洞的依据，并尽量将其纳入主网中，以加强点位稳定性和入洞方向的校核。 4．三角锁的起始边如果只有一条，则应尽量布设于三角锁中部；如果有两条，则应使其位于三角锁两端，这样不仅利于洞口插网，而且可以减弱三角网测量误差对横向贯通精度的影响。 5．三角锁中若要增列基线条件时，应将基线设于锁段两端，但此时起始边的测量精度应满足下列要求：                        （14－3） 否则，不应加入基线条件。 五、GPS测量 GPS是全球定位系统的简称，它的原理和使用，可参看第十六章GPS测量。 隧道施工控制网可利用GPS相对定位技术，采用静态或快速静态测量方式 进行测量。由于定位时仅需要在开挖洞口附近测定几个控制点，工作量少，而且可以全天候观测，目前已得到应用。 隧道GPS定位网的布网设计，应满足下列要求： 1．定位网由隧道各开挖口的控制点点群组成，每个开挖口至少应布测4个控制点。整个控制网应由一个或若干个独立观测环组成，每个独立观测环的边数最多不超过12个，应尽可能减少。 2．网的边长最长不宜超过30km，最短不宜短于300m。 3．每个控制点应有三个或三个以上的边与其连接，极个别的点才允许由两个边连接。 www.tmgc8.com4．GPS定位点之间一般不要求同视，但布设洞口控制点时，考虑到用常规测量方法检测、加密或恢复的需要，应当同视。 5．点位空中视野开阔，保证至少能接收到4颗卫星信号。 6．测站附近不应有对电磁波有强烈吸收和反射影响的金属和其它物体。 六、高程控制测量 洞外高程控制测量的任务，是按照设计精度施测两相向开挖洞口附近水准点 之间的高差，以便将整个隧道的统一高程系统引入洞内，保证按规定精度在高程方面正确贯通，并使隧道工程在高程方面按要求的精度正确修建。 高程控制的二、三等采用水准测量。四、五等可采用水准测量，当山势陡峻采用水准测量困难时，亦可采用光电测距仪三角高程的方法测定各洞口高程。每一个洞口应埋设不少于2个水准点，两水准点之间的高差，以安置一次水准仪即可测出为宜。 水准测量的精度，一般参照表14－1即可。   表14－1 等级水准测量的路线长度和仪器精度

测量部位 测量等级 每公里高差中数的偶然中误差(mm) 两开挖洞口间的水准路线长度(km) 水准仪等级 水准尺类型 洞外 二 ≤1.0 ＞36 S_0.5、S_{1www.tmgc8.com} 线条式因瓦水准尺 三 ≤3.0 13～36 S₁ 线条式因瓦水准尺 S₃ 区格式水准尺 四 ≤5.0 5～13 S₃ 区格式水准尺 洞内 二 ≤1.0 ＞32 S_{1www.tmgc8.com} 线条式因瓦水准尺 三 ≤3.0 11～32 S₃ 区格式水准尺 四 ≤5.0 5～11 S₃ 区格式水准尺

  由上述各种方法比较看出，中线法控制形式最简单，但由于方向控制较差，故只能用于较短的隧道；三角测量方法其方向控制精度最高，故在光电测距仪未广泛使用之前，是隧道控制最主要的形式，但其三角点的布设要受到地形、地物条件的限制，而且基线边要求精度高，使丈量工作复杂，平差计算工作量大；精密导线法，在光电测距仪的测程和精度不断提高的今天，由于布设简单、灵活、地形适应性强、外业工作量少，因而逐渐成为隧道控制的主要形式，只要在水平角测量时适当增加测回数，就可弥补其方向控制不如三角测量之不足。而且光电测距导线和光电测距三角高程可以同时进行，大大减少了野外工作量，是今后隧道控制中应首选的方案；GPS测量是目前正处于试验阶段的一种全新控制形式，随着其价格的降低、精度的提高、理论的完善，势必成为将来最有前途的控制形式。www.tmgc8.com
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