1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1.1长距离小口径隧道贯通施工测量的目的和内容

隧道贯通施工测量(break through survey)是隧道施工中和贯通后的测量。前者是为确保掘进的隧道(或竖井)能按设计准确贯通而进行的，一般包括:地面联测、地下导线测量和坑道掘进测量、放样掘进方向和坡度，并常检查其正确性;后者是在隧道贯通后，测定实际的横向、纵向和竖向贯通误差。而隧道按长度分类可分为：短隧道（铁路隧道规定：L≤500m；公路隧道规定：L≤500m）、中长隧道（铁路隧道规定：500lt;L≤3000m；公路隧道规定：500lt;Llt;1000m）、长隧道（铁路隧道规定：3000lt;L≤10000m；公路隧道规定1000≤L≤3000m）和特长隧道（铁路隧道规定：Lgt;10000m；公路隧道规定：Lgt;3000m）。 按照国际隧道协会（ITA）定义的隧道的横断面积的大小划分标准分类：分为极小断面隧道（2～3m²）、小断面隧道（3～10m²）、中等断面隧道（10～50m²）、大断面隧道（50～100m²）和特大断面隧道（大于100m²）。

长距离小口径隧道贯通施工测量的目的是为获取实际的贯通误差值，作为下一步调整施工中线的依据，以获得一条调整后的隧道中线，作为扩大断面、衬砌以及在铁路隧道中铺设铁轨的依据。隧道贯通一般有较为严格的要求,为确保隧道安全贯通, 隧道贯通的测量工作,从首级控制网的建立到地上地下联系测量以及地下控制测量等各环节均作了误差估算和精度分析。控制隧道横向贯通误差，高程贯通误差。隧道贯通测量是隧道施工中和贯通后的测量。前者是为确保掘进的坑道能按设计准确贯通而进行的一般包括：地面联测、地下导线测量和坑道掘进测量、放样掘进方向和坡度，并常检查其正确性；后者是在隧道贯通后，测定实际的横向、纵向和纵向贯通误差。

长距离小口径隧道贯通施工测量包括平面贯通测量和高程贯通测量。前者是测定实际的横向和纵向贯通误差，测量方法随洞内控制的形式而异:对于采用中线法施工的隧道贯通之后，应从相向测量的两个方向各自向贯通面延伸中线，并各钉一临时桩，量取两桩之间的距离，即得隧道的实际横向贯通误差，两临时桩的里程之差即为隧道的实际纵向贯通误差。其他类型的控制图形可据实际情况设计适合的方法。高程贯通测量是测定实际的竖向贯通误差，通常采用水准测量方法，从隧道两端洞口附近的水准点开始，各自向洞内进行，分别测出贯通面上同一点的高程，即获此点的两个高程之差。

1.2国内外隧道贯通施工测量的研究现状

如今随着高标准大规模铁路建设的不断推进，出现了很多长距离隧道，比如:正在修建的西格二线关角特长隧道是目前国内最长的铁路山岭隧道,全32.645km,兰渝线西秦岭隧道是目前国内第二长的铁路山岭隧道,全长28.2km,其贯通都特别值得关注。国外特长铁路隧道有穿越英吉利海峡的欧洲隧道,全长约56km,瑞士勒奇山铁路隧道,全长 34.577km,日本青函铁路隧道,全长53.8km,去年刚刚贯通的瑞士阿尔卑斯山地区的戈特哈德铁路隧道,全长56.978km,是目前世界上最长铁路隧道,其隧道贯通施工测量都值得借鉴。

赵兵星，蔡一廷，曹家印等人就超长隧洞平面控制测量提出了切实可行的技术方法, 弥补了水工隧洞开挖长度大于8km无规范可循的空缺。其中万家寨引黄工程需开挖隧洞24条,总长度191.45km,超过8km的隧洞有6条,最长的南干线 国际Ⅲ标 T7 隧洞总长度 42. 925km。像T7这么长的引水隧洞在国内尚属首例,在国外亦是屈指可数的。要想准确无误的贯通成功绝非易事,确定正确的、可行的平面控制测量方法是非常重要的。《水利水电工程施工测量规范》SL52 -93中,水工隧洞开挖最大长度只有8km,而像引黄工程这些超长隧洞均是超规范作业,其难度是可想而知的。所以,确保超长隧洞正确贯通,就必须抓好洞外控制测量和洞内控制测量[1]。

景君堂就在隧道施工中,对于两相向开挖的隧道,能否按一定的精度贯通,什么因素是影响隧道贯通误差的核心因素,怎样利用隧道施工控制测量的误差来估算其贯通误差,本文就隧道贯通误差的来源入手,对其估算的公式进行了汇总推导[2]。

闫军介绍了矿井巷道和钻孔贯通的一种测量方法。贯通测量导线距离较长，测量短边较多，加上影响精度的测量环境比较差，着重强调了小口径钻孔测斜和提高贯通精度的方法。在观测的过程中除采用大锤球外，还专门制作了挡风板以提高对中精度， 复测时采用三架法、四架法进行测量、在底板上布置临时点以消除风流影响，贯通后精度高于规定要求，为同样情况下的测量工作提供了参考[3]。

王科锋，黄国涛对长大隧道洞内平面控制测量和高程控制测量实施性方案的设计方法进行了详细的阐述，并以白石河二号隧道洞内控制测量实施方案设计为例，具体分析了方案设计的过程和实施，确保长大隧道的顺利贯通[4]。

杜道龙以秦岭隧道洞内平面控制测量工程为例,以测量设计为前提,详细论述了长距离贯通隧道洞内平面控制测量的技术要点、布设方法、施测过程中的具体要求及注意事项,对类似工程的控制测量工作具有一定的参考价值[5]。

杨秀云，唐红涛，张胜利等人在超长距离隧洞贯通的平面控制测量中，应该对控制网型的选取做出更为细致的论证工作。对多种网型进行了科学的精度分析和技术论证与比较，并在最终的施测过程中选取了 GPS 结合边角测量的混合网型，工程控制网的成果精度优良，整个工程项目在施测过程中各项指标均达到了预期，即实现了技术先进，又达到了经济合理的目标，从而很好的解决了这类超长隧洞贯通工程控制的技术问题，该混合网的成功应用，为以后类似超长贯通工程项目积累了宝贵的经验[6]。

高俊强，潘庆林根据南京地铁TA7标盾构法施工技术要求，结合施工的具体情况。从测量工作的过程分析了影响盾构贯通的5个误差来源，即：地面控制测量引起的横向误差、盾构出洞竖井联系测量误差、盾构进出洞门中心坐标测量误差、地下导线测量误差、盾构姿态的定位误差。根据工程测量中关于误差不等精度分配原则。探讨了地铁施工测量中上述误差的分配原则及各阶段测量工作应达到的精度，最后以工程实例说明上述误差分配的合理性[7]。

1.3有关于长距离小口径隧道贯通施工测量技术方案

1.3.1小口径隧道的潜盾施工法

隧道施工过程中把架设环片与向前推进的作业移到潜盾机头，隧道内空间只够运渣车停放通行，即可把隧道直径再行缩小，这是潜盾与推进两法并用的技术所在。这个方法称为双用潜盾法，是由日本福田组营建公司、JFE建材公司与Lasa工业共同开发而成。其施工的步骤为：

1.先从工作井把潜盾机推进，并在其后方利用末端推进器跟随潜盾机推进推进管（通常为环片）。

2.推进到适当长度后，即在推进管内装设潜盾机需要的电力设备与流体输送设备，成为潜盾机的后方支援系统的一部分。

3.在推进管后端装设潜盾机推进油压机。

4.在潜盾机推进油压机的后方架设环片，潜盾机借其反力继续挖掘前进，后续的环片则在工作井内组装，并用工作井内的后端推进器跟随潜盾机推进。

潜盾施工法中环片是在工作井内组装架设，所以隧道内不需要运片侧线，隧道直径因而可以缩小，初步估计可以缩小到1m。因为利用低成本的推进方法前进，因而对急转弯隧道的施工，可以单用潜盾机的方法，成本可降低。如以隧道直径1.35m为例，成本大约可以节省25%，工期可缩短大约32%。

1.3.2隧道洞外控制测量

1.选点埋石

根据规范要求，洞外进出洞口处分别布设主控制点1个、方向点3个，共布设GPS控制定8个，并在主控制点加测二等水准进行高程控制。控制点埋设在隧道底板稳固的硬质基岩上，埋设C级GPS标石或埋设顶部刻十字标志的φ22钢筋，并制作点之记，同时在附近用红油漆标明点号，以便于寻找。 并且在完成选点后应在现场应钉设一方桩；点位位置描述及属性（中线点或一般点，中线点的定测里程）；点位对天通视情况；控制点间及与洞口通视情况；相互通视控制点的概略距离；在相应图上标出实际选点的位置。

2.控制点施测技术要求

严格按照《工程测量规范》（GB50026-2007）和《公路勘测规范》（JTG C10-2007）以及《公路隧道勘测规范》(JTJ063-85）[8]等中的规定进行测设操作。

3.线路首级控制网点检核

利用已知三角点2个，高等级水准点1个对2个线路首级控制网点进行检核。平面检核：按照C级GPS观测纲要，使用4台GPS接收机对2个三角点、2个线路首级控制网点进行同步观测，检验线路首级控制网点平面坐标。高程检核：由已知高等级水准点起，经过2个线路首级控制网点，再闭合到高等级水准点，组成闭合水准环线，检验2个线路首级控制网点高程。检测合限后可利用2个线路首级控制点进行地面控制测量。

4．平面控制

进洞口处的施工主控制点、主方向控制点、出洞口处的施工主控制点、主方向控制点、2个线路首级控制网点处各放一台GPS接收机，共6台;组成GPS观测网，进行同步静态观测，观测参数：观测时段2，时段长度4h，采样间隔10s,卫星截止高度角15#176;。

进洞口处的另外2个施工方向控制点、出洞口处的另外2个施工方向控制点、2个线路首级控制网点处各放一台GPS接收机，共6台;组成GPS观测网，进行同步静态观测，观测参数：观测时段2，时段长度4h，采样间隔10s,卫星截止高度角15#176;。

观测完毕后进行整体网平差。隧道GPS控制网一般宜布设成三角形大地四边形中心多边形等图形强度较高的网形。如下图：

图1-1 GPS控制网图形

隧道GPS网观测时应按编制的观测计划进行观测；观测的两个时段，应采用不同的卫星星座；起始边基线采用相同的卫星星座观测，以削弱卫星星座不同对起始边基线的方位角影响；必须认真安置仪器，对中误差不得超过1mm，仪器安置后必须检查一次，过程中随时检查仪器状态；仪器高丈量两次；GPS天线必须统一定向，施测2个时段，可一个时段指北定向，另一个时段应指南定向，基线取均值后，可消除相位中心偏心误差对方位的影响；子网短基线应该观测两个时段。

每日观测结束后，应及时将当天采集的数据录入计算机内，并制作备份。数据录入计算机时，应对照测量手簿检查点名标识是否正确，并确保两次观测具有同样点名标识的点为同一点，检查数据文件天线高的正确性。制作数据文件备份时，不得随意进行剔除或删改。外业有缺测、漏测，或者数据处理后基线不符合要求时，应补测。基线长度小于20km整周未知数未解出来或者经检核发现基线质量不符合要求时，应分析原因，对其中部分成果或者全部成果进行重测。

5.高程控制

从线路首级控制网1个点开始，经进洞口处的施工主控制点、出洞口处的施工主控制点、到线路首级控制网另1个点，组成附和水准线路。使用数字水准仪,按照二等水准观测纲要进行观测与解算。

每个洞口一般布设2~3水准点，选择在洞口附近施测便利、便于保存、高程适宜和土质坚实之处。相邻水准点应安置一次仪器即可观测；可与洞口投点共用一个点。在主水准路线上可沿水准路线每2km左右布设一个临水水准点，每4km左右布设一个长期水准点。洞口水准点和长期水准点均可采用现场灌注混凝土的方式埋设，埋设深度应在冻结线|以下0.5m。临时水准点可选取临时标志。

图上选取水准路线，然后通过实地踏勘选取最佳水准路线。在选定的水准路线上量取相邻洞口间水准路线长度，根据隧道高程贯通误差18mm的要求，估算洞外水准测量精度。

(1-1)

观测时起点和终点应引测定测水准点；有条件应与附近高等级国家水准点联测，计算往返高差闭合差和闭合环闭合差。要比较控测与定测资料差异，计算与高等级国家水准点闭合差，并分析。

1.3.3隧道洞内控制测量

1.洞内控制测量

布设主、副导线，用于隧道贯通测量和施工放样，布设形式：洞内导线应满足的条件：洞内导线需随隧道的掘进不断向前延伸，而且是在隧道贯通之前，就的依据导线测设路线中线，进行隧道施工放样，应尽可能有利于提高导线临时端点的点位精度。新设定的导线点必须有可靠的检核，避免发生任何错误，在把导线向前延伸的同时，对已设立的导线点设法进行检查，及时察觉由于山体压力或洞内施工、运输等影响而产生的点位位移。主、副导线每隔2～3条边组成一个闭合环。洞内导线点的埋设：洞内导线点采用地下挖坑，然后浇灌混凝土并埋入铁制标心的方法，标石顶面埋在坑道底面以下10cm～20cm处，上面盖上铁板或厚木板，导线点兼作高程点使用时，标心顶面应高出桩面5mm。洞内导线点布设，主要为了满足开挖混凝土建筑物施工放样的需要，在200m左右埋设一点。

2.洞内平面控制测量

隧道洞内控制导线测量，根据《工程测量规范》和《公路勘测规范》以及《公路隧道勘测规范》(JTJ063-85）[8]等规定的四等控制导线观测要求及方法进行。洞内平面控制测量在未贯通前都是支导线。当接到隧洞工程开挖任务时，首先要根据洞室相向或单向开挖长度及设计贯通精度要求，对洞内导线进行设计，估算预期的误差、确定导线施测的等级，以保证洞室开挖轴线的正确，即贯通精度，更为合理、经济的选择测量设备及测量方案。

根据隧洞设计开挖图，按一定比例尺在CAD或图纸上绘出隧洞开挖平面图及贯通面位置，充分考虑开挖施工时洞内的测量环境（如通视条件及出渣等对测量的影响）、以及测量精度的提高，合理的选出导线点位置，并展于图上。

支导线的终点是支导线精度的最弱点，横向贯通中误差是由导线测角误差及导线边长误差所引起，而横向贯通中误差主要影响隧洞的贯通精度，下面主要分析横向贯通中误差。

根据误差传播定律，导线测角及测边是相互独立的两个量，则可得导线测角中误差所引起的横向贯通中误差为：

（1-2）

式中,#8212;导线的测角中误差，s； #8212;导线环在隧道两洞口连线的一列边上的各点到贯通面的垂直距离，m。

导线测边误差所引起的横向贯通中误差的影响为：

（1-3）

式中，#8212;导线边长测量相对中误差，mm；#8212;导线环在邻近隧道两洞口连线的一列侧边上的各边到贯通面的投影长度，m。

那么，受角度测量误差和测距误差的共同影响，导线测量误差对贯通面上横向贯通中误差的影响为：

（1-4）

该式是隧洞工程横向贯通中误差常用的估算公式。

在绘制好的略图上量取各个导线点到贯通面的距离和各导线边在贯通面上的投影长度，再根据本工程项目所投入的仪器设备精度确定测角中误差和测量边长的精度，代入（1-4）式中计算，当小于隧洞横向贯通中误差允许值时则可进行，否则应选择合符精度要求的仪器设备或调整线路及测量方案等重新计算，直至满足贯通精度要求。（1-4）式也可根据本单位的仪器设备及技术水平，假设其中的一个或值来求另外一个参数。

根据选定的和值来确定导线测量的等级，并严格按确定的等级技术要求进行施测，来指导隧洞的开面位置开挖。

3.洞内导线点的埋设

洞内导线点由于受施工影响比较大,应埋设在坑道底板以下10～20cm处,上盖以铁板,并在边墙上用红油漆注明点号和里程,用箭头指示桩位。

4.洞内高程控制测量

洞内高程控制按四等水准测量精度要求施测,观测方法和洞外相同。洞内高程控制点的密度一般不大于200m,布设于导线控制点上。隧洞洞内高程的控制测量精度直接影响的是竖向贯通中误差，通常是根据水准测量或三角高程测量误差引起的竖向贯通中误差来确定高程控制测量的等级。

（1-5）

式中, #8212;竖向贯通中误差； #8212;洞内高程测量路线的全长，m；#8212;按测段往返测的高差不符值计算的每公里高差中数的偶然中误差，mm。

由（1-5）式得：

（1-6）

式中L可根据拟定的路线量取或取3～5倍洞轴线的长度。

确定水准路线方案后，在水准测量的精度中查取大于或等于根据（1-6）式计算出△的数值，选取相应的高程控制测量等级。

表1.1 水准测量的精度

确定高程测量的等级后，选取方便施测、经济合理，又能保证高程传递精度的测量方法，如水准测量、三角高程测量，严格按相应的技术要求进行施测[15][16]。

1.4隧道贯通误差的测定

在隧道施工中,由于地面控制测量、联系测量、地下控制测量以及细部放样测量的误差,使得两个相向开挖的工作面的施工中线不能理想的衔接,而产生的错开现象,叫做贯通误差，用δ表示；将其在隧道中线方向的投影称为纵向贯通误差，用表示；在水平面内垂直于隧道中线的方向的投影叫做横向贯通误差，用表示；在竖直方向的投影叫做高程贯通误差, 用表示；显然。

规范（细则）要求：凡直线隧道长度大于1000m,曲线隧道长度大于500m，均应根据贯通精度要求进行控制测量和贯通测量误差预计；隧道相邻两个开挖口间（包括红洞口斜进口）高程路线长度大于5000m，应根据高程贯通精度要求进行高程控制测量；隧道洞外控制测量应根据贯通误差要求进行隧道平面高程控制测量设计，隧道洞外洞内控制测量对每个贯通面的贯通误差值应符合《铁路测量技术规范》,各限差的要求如下：

表1.2 隧道贯通误差限差

表1.3 隧道贯通误差

由于隧道施工测量过程中不可避免的误差，在实际隧道开挖贯通面处存在偏差。隧道贯通后需要通过两开挖洞口各自的导线和高程控制点对贯通面的中线进行测量，里程差既是纵向误差，投影桩的边距差既是横向误差，高程差既是竖向误差。在隧道贯通误差测定后，将贯通误差在贯通面前后一段未衬砌（通常为100米）的隧道洞身内予以调整，然后按调整后的位置进行施工。隧道贯通误差调整的主要目的是为了保证施工隧道在贯通面前后一段洞身平顺，洞内路面纵坡连续。当贯通误差超过规定的允许误差时，应当加长贯通误差调整段的长度。通常调整的方法有用折线法调整直线隧道中线；曲线隧道，根据实际贯通误差，有曲线的两端向贯通面按长度比例调整；进行高程贯通误差调整时，贯通点附近的水准点高程，采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程。

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