案例分析题

大西客专(原平至西安段)北起山西省原平市,向南经山西省忻州、太原、晋中、临汾、运城市,跨黄河进入陕西省渭南市,经临潼至西安,线路全长为687km,其中原平至运城正线长度为477km,运城至西安正线长度为210km。全线大部分地处山区,设计隧道20多座,其中南山上隧道、韩信岭隧道、乔家山隧道和干庆隧道等大于6km的长大隧道需要独立进行隧道洞外精密控制测量。主要设计及作业依据有:

(1)《高速铁路工程测量规范》(TB 10601—2009);

(2)《精密工程测量规范》(GB/T 15314—94);

(3)《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T 18314—2009);

(4)《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897—2006);

(5)工程建设期间颁布的有关测量规程、规范。

整条路线洞外控制测量过程既有施工坐标系统和高程系统,亦有国家2000大地坐标系统,具体参数如下:

(1)坐标系统。

①全线采用国家2000大地坐标系椭球参数及满足客专投影变形不大于10mm/km的要求的施工坐标系。

②施工坐标均为2000国家大地坐标系椭球参数,a=637813m,f=1/298.257222101,高程异常均取0m。

(2)高程系统:1985国家高程基准。

【问题】

问答题

进行控制测量设计之前,应收集哪些资料?

【正确答案】

进行控制测量设计之前,应收集的资料如下:

(1)测区1:50000或1:10000地形图;

(2)线路施工设计平面图及洞口附近地形图;

(3)线路施工设计纵断面图;

(4)辅助坑道布置图及隧道施工设计贯通面的位置;

(5)洞口施工场地布置图;

(6)线路诸表:控制桩表、水准基点表、曲线表等;

(7)测区气象资料及冻土深度;

(8)测区高程异常。

【答案解析】

问答题

本案例隧道控制测量具体包括哪些工作内容?

【正确答案】

本案例隧道控制测量工作内容有:

(1)隧道控制测量设计。工程控制网设计步骤工程控制网的设计步骤如下:①根据控制网建立目的、要求和控制范围,经过图上规划和野外踏勘,确定控制网的图形和参考基准(起算数据);②根据测量仪器条件,拟定观测方法和观测值先验精度;③根据观测所需的人力、物力,预算控制网建设成本;④根据控制网,图形和观测值先验精度,估算控制网成果精度,改进布设方案;⑤根据需要,进行控制网优化设计。

(2)选点、布网。控制点的点位一般应选在基础稳定,视野开阔,环境影响小,便于埋石、观测和保存处。

(3)标石埋设。平面控制点标石有普通标石、深埋式标志、带强制对中装置的观测墩等类型。高程控制点标石有平面点标石、混凝土水准标石、地表岩石标、平硐岩石标、深埋式钢管标等类型。

(4)野外观测。洞内高程控制测量采用水准测量或测距三角高程测量的方法。洞外一般采用二、三等水准布设高程控制。水准测量困难时,亦可采用测距三角高程测量方法测定四、五等高程。洞外平面控制测量使用GPS定位精度高,选点灵活,无需通视,观测时间短,是目前隧道控制网建立的首选方法。由于隧道洞内场地狭窄,洞内平面控制测量常采用中线法、导线法两种方式。

(5)数据处理。平面控制测量数据处理的工作内容包括求定坐标未知数的最佳估值,评定总体精度、点位精度、相对点位精度以及未知数函数精度等。高程控制测量数据处理包括检查并消除观测数据系统误差,平差计算,评定观测值和平差结果精度。

(6)资料整理。工程控制测量成果的整理归档一般应包括如下内容:①技术设计书,技术总结;②观测记录及数据;③概算或数据预处理资料,平差计算资料;④控制网展点图、成果表、点之记;⑤仪器检定和检校资料;⑥检查报告,验收报告。

【答案解析】

问答题

隧道洞外GPS控制测量对控制点点位的基本要求有哪些?

【正确答案】

隧道洞外GPS控制测量对控制点点位的基本要求:

(1)点位应首先满足GPS测量的要求:GPS测量要求高度角15°以上没有成片障碍物,以免阻挡卫星信号。选择洞口控制点位时,必须考虑GPS测量的这一要求。还要求远离大功率无线电发射源,以免干扰卫星信号,避开成片平坦表面,以防多路径效应等。

(2)布设的控制点应保证施工时不被破坏,要考虑隧道及隧道前后工程施工后的影响。如填挖、施工场地、施工便道等。布设洞口子网控制点时,应考虑能用常规测量方法检测、加密、恢复控制点及洞内引测的需要。洞口投点应考虑与洞口高程相近,便于施工引测。

(3)要满足隧道贯通测量对控制点的点位要求:控制网应由洞口子网和子网问的联系网组成。洞口子网应布设不得少于三个相互通视的控制点,其中至少一个点应为洞口投点。布设控制点应控制隧道施工范围内线路中线位置,双线隧道一般控制线路左线。直线段一般应布设2个点,曲线段至少应布设3~4个点,有条件时应将曲线交点纳入控制网中(注意应控制长边)。点位一般选择线路控制桩,或者根据现场情况以线路中线控制桩为依据测设的线路中线点。

【答案解析】

问答题

如何建立隧道工程坐标系?控制测量完成后应提交的成果有哪些?

【正确答案】

隧道工程坐标系的建立:以线路(直线或切线)前进方向为X轴,X轴顺时针转90°为Y轴,建立右手坐标系。坐标系的基准面为隧道进出口平均高程面;坐标原点X方向加常数为原点在线路中的定测里程(或相对里程),Y方向加常数以不使控制网中各点Y坐标为负值为准。

应提交的控制测量成果如下:

(1)坐标成果;

(2)高程成果;

(3)线路表(曲线表、断链表、断高表等);

(4)洞外控制测量对横向贯通误差的影响计算;

(5)控制测量后隧道斜井参数;

(6)隧道进洞关系图;

(7)洞口平面控制点布置图;

(8)洞口水准点布置图;

(9)隧道辅助工程平面布置图;

(10)隧道洞外平面控制网图;

(11)隧道洞外水准路线图。

【答案解析】