[12-11 16:59:29] 来源：http://www.tmgc8.com 工程技术 阅读：3384次
【提要】结合大矛山高速公路隧道的高程控制测量实例，阐述山区三角高程测量的优越性。
【关键词】山区隧道 三角高程测量 应用
1 前言
工程的控制测量分为两部分：平面控制测量和高程控制测量。高程控制测量主要有水准测量和三角高程测量两种方法，水准测量为高程测量中最主要、最基本的方法，三角高程测量是测量两点之间的水平距离和竖直角，利用三角公式计算出两点间的高差。
对于平原或较为平坦的地区，高程控制测量一般采用水准测量，而对于崇山峻岭地区，水准测量有它的局限性，有时甚至难以操作，而三角高程测量就显示了它巨大的优越性。
大矛山隧道地处海南省东线高速公路三亚市北部山区，海拔300多m，山体坡度较大，地表杂草丛生，属森林地区。大矛山隧道净宽10.5m，其中行车道宽8m，人行道宽2×0.75m，净高6.5m，隧道全长1180m。我部承担DK295+500～300+300段的公路路线、隧道及相应的施工任务。
时值春季，树木渐绽绿叶，通视条件非常差，林中行走尚且困难，置镜观测更是难上加难。利用水准测量方法不仅很进行，而且影响工程进度，经过讨论决定采用三角高程测量方法。
2 三角测量的原理
当测得水平距离d和竖直角α后，即可按下式计算两点之间的高差：△H=dtan a＋p－r＋i－u
其中：p——地球曲率影响值；
r——大气折光影响值；
i——仪器高；
u——反射镜高。
对于同一地点，气候条件相同的条件下，（p－r）基本上为一定值，应设法抵消或降低其影响，为此，采用往返测法。
△H往=d往tan a往+（p－r）往+i往－u往
△H返=d返tan a返+（p－r）返+i返－u返
竖直角a往与a返为反号，因此：△H往 －△H返 =2△H
△H=1/2｛d往tan a往－d返tan a往+i往－i返－（u往－u返）｝；这样就可以抵消大气折光的及地球曲率的影响。
为提高精度，减少测量中产生的偶然误差的影响，在同一测站对同一点观测采用局部误差控制。从测站A观测B点，对于同一仪器高，盘左、盘右各观测一组竖直角，水平距离三次平均，计算两点间的高差的差值△（△HAB）＜20√L（其中L为水平距离）。当置镜于B点，观测A点时同样取得2组数据，这样测站A与测站B之间的高差△HAB 将取得4组数据，其平均值基本消除了偶然误差的影响。
3 限差要求
对于45°角的斜坡，水平距离近300m，其高差也近300m。采用水准仪测量平均每次观测两转点的高差约3.5m，对于300m高差则需要置镜84次。按照《测量规则》规定，四级水准测量，当每km单程测站多于25站时，往返限差不大于±4.0√n。对于本测例则为±4.0√84=36.7mm,对于一般水准测量往返限差不大于±20√0.3=10.9mm，可见对于坡度转大的山区，其测量限差远大于地形平坦地区。
采用GTS－602全站仪测量，竖置角控制误差7″，则高程误差△（△H′）=300×1000tan 7″=10.18mm。实际测量中，采用“Z”字形测站布置,可以减小竖直角,使竖直角控制20°～25°之间，以减少竖直角误差对高程的影响。
4 误差分析
如采用水准测量,高程函数式为 H=X1+X2+┄+Xn，测量误差为：mz′=±√m2ｘ1+m2ｘ2+……+m2ｘn=±m√n。
由此可见，采用全站仪所产生的中误差还不到水准仪测量的1/10。
5 测量效果
大矛隧道洞外线路定测时水准路线长度小于5km，根据测规为五等测量，相向施工贯通面精度要求为50mm，而实际测量精度达到10.18mm，满足了测量要求。
2001年4月2日大矛山隧道顺利贯通，经施工控制测量达到标准，施工误差在规定范围内。大矛山隧道的高程控制测量为我们在山区高程测量获得了宝贵的经验。
