高铁隧道平面控制网横向贯通误差仿真研究

构建附合单导线、导线环网、交叉导线网和自由测站边角交会网等4种常见的高铁隧道洞内仿真平面控制网,利用精度估算的方法计算这4种网型在9种不同隧道长度情况下的横向贯通中误差;基于Box-Muller算法为仿真控制网添加随机误差,利用稀疏矩阵行列压缩技术对附加随机误差的控制网进行快速严密平差计算,从而完成4种隧道洞内平面控制网横向贯通误差的仿真计算工作。计算结果表明自由测站边角交会网的横向摆动相对较小,可以替代传统的洞内导线网;证明隧道洞内平面控制网的横向摆动服从正态分布,适当增加测量次数,可提高隧道的横向贯通精度,对确保长大隧道正确贯通具有参考意义。     

高速铁路超长隧道洞内CP Ⅱ测量方法研究

研究目的:控制横向贯通误差,保证隧道准确贯通是隧道控制测量的主要目的。目前洞外GPS网所引起的横向贯通误差已大为减小,对隧道贯通起着决定性作用的是洞内控制测量的方法和精度。隧道洞内CP Ⅱ平面控制测量多采用导线形式,多余观测量少,图形强度低,横向摆动大,建网费用高且制约工期。针对上述问题,本文提出一种基于自由测站边角交会网的CP Ⅱ测量及其数据处理的方法,并对建网方案、测量方法、精度控制及平差计算进行设计和研究。研究结论:(1)本文提出的高速铁路超长隧道洞内CP Ⅱ测量方法可提高控制测量的精度和效率,控制点采用强制对中标志,可消除对中误差,可永久保留;(2)该方法在某高速铁路上进行了现场试验,对比验证了技术设计和研究的可行性,测量成果满足隧道二等的精度要求;(3)该研究成果可用于高速铁路超长隧道施工控制,对现有规范的修改、补充和完善具有一定的参考价值。     

高精度陀螺全站仪在长大铁路隧道CPⅡ平面控制网分段建网测量中的应用

为了确保隧道贯通前CPⅡ分段建网的精度,保障隧道的顺利施工,以格库铁路阿尔金山隧道为工程背景,采用高精度陀螺全站仪对洞内CPⅡ平面控制网加测多条陀螺边,并提出了陀螺定向精度观测精度内检核、多条陀螺边定向复核的方法,对陀螺定向边位置的选择、陀螺方位角观测中误差、陀螺方位角观测值的应用区间进行探讨。应用高精度陀螺定向成果对比分析洞内CPⅡ分段控制网成果,从理论上探讨了加测陀螺边对CPⅡ控制网贯通预计精度的影响,解决了隧道贯通前CPⅡ平面控制网精度无法验证的问题,确保了CPⅡ分段建网的精度,总结出一套高精度陀螺全站仪在长大铁路隧道CPⅡ平面控制网分段建网测量中的应用方法,其中包括陀螺定向边间距约2 km、陀螺定向边采用对向观测、每测站数不小于4测回且观测方向平均测角中误差应小于仪器精度(3.6″)、依据陀螺观测计算方位角与导线推算方位角较差值并将成果应用划为三个应用区间、依据陀螺定向观测精度变换权重降低贯通预计值、优化约束平差计算方案等。     

浅论特长隧道GPS网的布测及其精度

以秦岭隧道工程为例，以测量设计为前提，全面论述了特长隧道平面ＧＰＳ网的布测方法，包括作业方案设计、外业观测、基线向量解算与评价、控制网平差及其精度与可靠性等。同时还对布网中存在的有关问题，如原《规范》Ｂ级网观测限差及作业要求、隧道进洞方法和隧道ＧＰＳ网横向贯通误差估计等，提出了自己的看法。     

渤海海底隧道贯通误差估算及控制网精度设计

研究目的:为了研究渤海海峡海底特长隧道施工控制测量对施工贯通的影响,针对设计方案中最长贯通距离的海底特长隧道进行贯通误差估算分析,并根据贯通误差对施工控制网精度进行设计。研究结论:(1)影响隧道贯通误差有洞外GPS控制测量、洞内导线测量、洞外跨海高程传递和洞内水准测量四个方面,其中洞内导线控制测量和洞外跨海高程传递测量精度对贯通误差影响更为显著;(2)提出了渤海海峡海底最长开挖长度贯通面间的贯通误差限差和洞内外平面、高程控制网精度建议方案;(3)就目前的测量手段、方法和测量精度,对于渤海海峡海底特长隧道的开挖贯通在测量技术上是可行的,贯通误差是可控的;(4)研究成果对渤海海峡铁路通道海底隧道及类似工程施工控制测量的技术方案制定及实施具有参考价值。     

铁路特长隧道横向贯通误差允许值的确定

针对20 km及以上特长隧道横向贯通误差问题,在传统隧道贯通误差预计方法的基础上,研究并提出适合特长隧道横向贯通误差预计的新方法。研究特长隧道的贯通精度预计数学模型和模拟计算方法,编制数据处理软件并对特长隧道洞外、洞内控制测量误差所引起的隧道贯通误差进行计算,通过计算,建议性地提出20 km及以上特长隧道横向贯通误差允许值。     

高精度陀螺仪在超长铁路隧道贯通误差预计中的应用研究

为了提高超长铁路隧道横向贯通精度,为后续铁路隧道贯通测量提供经验,依托西秦岭超长铁路隧道(长28. 8 km)贯通测量项目,采用磁悬浮陀螺定向技术进行隧道贯通测量方案设计。高精度磁悬浮陀螺仪可全天时、全天候进行隧道内定向测量,选择陀螺定向边最优位置并进行隧道内陀螺定向测量后,将陀螺定向与全站仪实测得到的导线边方位角进行整合;利用横向贯通误差公式计算其横向贯通误差,陀螺定向应用于隧道贯通测量中的横向贯通误差为0. 071 m,贯通精度明显优于允许误差0. 16 m;说明隧道贯通测量方案设计合理,贯通精度优良。     

铁路隧道高程贯通测量若干问题探讨

相关规范中铁路隧道高程贯通误差限差为50 mm,随着特长隧道越来越多,为研究铁路隧道高程贯通误差限差指标(≤50 mm)对于特长隧道的适宜性问题,以136座隧道实际贯通资料为基础,对实测高程贯通误差进行统计分析,结果表明,原指标亦适用于当前特长隧道(20 km以上)高程贯通误差限差控制要求。基于隧道高程贯通误差与环闭合差理论公式分析,证明当洞内、外高差环闭合差限差满足要求时,隧道高程贯通误差限差亦满足规范要求。对于隧道贯通前后高差闭合差不一致的情况,可采用高差闭合差检查法进行判断;当高差闭合差在限差以内时,应采用线路定测高程,不设断高,并采用所有稳定可靠的线路水准基点为基准进行约束平差,计算隧道控制网点的高程。当隧道施工控制网直接水准高差的闭合差与线路定测水准闭合差超限时,在确认直接水准高差无误后,应采用施工独立高程。以西成高铁大秦岭隧道为例,验证了该方法的可行性。     

武夷山特长隧道横向贯通误差浅析

结合武夷山特长隧道施工控制测量,分别从基准面选取、隧道施工控制网与线路控制网匹配方法、洞内导线网平差方法以及斜井段导线边测量精度等几个方面,详细分析了隧道横向贯通误差偏大的原因,并进行了计算验证。     

铁路隧道洞内CPⅡ导线测量与复测精度指标合理性探讨

在铁路隧道洞内精密平面控制网CPⅡ建立、复测过程中,因规范规定的往返观测平距较差限值、导线复测水平角较差限差及边长较差限差指标过严,致使规范不能严格有效执行。以某线3座新建隧道工程的洞内CPⅡ控制网建立与复测为基础,对实测数据进行较差统计,对规范中现行测量限差匹配合理性进行分析,提出更加合理可行、安全可靠的限差指标建议,达到既能保证控制网测量质量,又减轻施测单位测量工作量的目的,供将来规范修订时参考。     

基于坐标协因数阵的GPS网隧道横向贯通中误差严密计算方法研究

针对GPS网隧道横向贯通误差近似计算方法在理论上的不足,本文根据GPS控制网平差和坐标协因数阵计算隧道横向贯通误差的原理,运用坐标转换方法和协因数传播定律,探讨隧道GPS网验后单位权中误差的计算方法和GPS网点在WGS84坐标系下的空间直角坐标协因数阵转换为隧道独立坐标系下的平面直角坐标协因数阵的方法,推导用于严密计算横向贯通误差的坐标协因数阵公式,实现隧道GPS网洞外横向贯通误差的严密计算,并据此对北天山隧道GPS网的横向贯通误差进行严密计算.     

港珠澳大桥沉管隧道贯通测量方法

为了满足港珠澳大桥沉管隧道贯通测量的精度要求,管节在预制场制造完成后,标定其测量数据及坐标系转换参数,并计算管节沉放后的贯通特征点坐标。洞外定向边按照公路二等GPS观测,洞内导线网采用双车道双导线法,高程采用水准法引测至洞内贯通控制点。在贯通控制点设站,测量已沉管节贯通点GL1、GL8,以及管节首尾端姿态点L1、R1、L2、R2的三维坐标,并与贯通特征点标定成果进行比对。研究表明,估算洞内、洞外控制测量总横向贯通中误差为26. 4 mm,实测E24管节首端轴线偏北41. 7 mm(满足轴线偏差±100 mm要求),管节轴线、高程、坡度及姿态满足沉管隧道贯通测量精度要求。     

基于空间自由设站连续传递法的地铁隧道控制测量新方法

针对目前地铁隧道地下导线网布设形式易受旁折光影响、控制点使用困难和横向贯通误差大等问题,提出一种基于空间自由设站连续传递法的地铁隧道控制测量新方法,将稳健抗差估计理论和方差分量估计理论综合用于设站点三维坐标复合迭代高精度定权,结合IGGIII权函数推导地铁隧道Helmert空间自由设站间接平差数学模型及其线性化误差方程的严密公式。地面1︰1模拟试验表明:所提方法的数学模型可以合理确定三类观测值的权比,同时能够抵抗导线点受施工环境影响所含的数据粗差对解算结果的影响;与全导线网、交叉导线网、棱形导线网对比,新方法横向贯通精度高、网形强度强,是一种更为有效实用的地铁隧道洞内控制测量方法,已在西安地铁6号线丈八四路站至丈八一路站区间隧道工程中推广应用。     

雪峰山长大隧道群平面GPS控制网的布测与精度分析

结合高铁隧道工程,全面阐述长大隧道GPS平面控制网的布测理论和数据处理方法,对长大隧道GPS网的布设、观测方案、精度评定、贯通误差估计进行了研究并给出相应结论。     

特长隧道洞外GPS平面控制测量数据处理模式与方法研究

隧道洞外GPS控制网作为洞内控制测量和后续施工放样的起算基准,其数据处理模式与方法在确保隧道工程质量上至关重要。针对特长隧道洞外GPS平面控制测量数据处理环节所存在的一些问题,对特长隧道洞外GPS平面控制测量数据处理模式与方法进行研究,在此基础上对基线解算软件选择、基线解算和网平差处置策略、投影变形控制方法、一点一方向建立隧道坐标系、横向贯通误差计算以及框架基准统一与转换等方面提出一些原则和方法,总结归纳并形成一套完整的长大隧道洞外GPS平面控制测量数据处理体系,不仅提高了基线解算与网平差的可靠性和精度,也解决了隧道洞外GPS控制网框架基准的统一问题,该研究可为类似大型线状工程的GPS控制测量数据处理提供借鉴。     

隧道内CPⅡ平面控制网与施工导线网差异探讨

在总结和吸收高速铁路测量新技术、新方法的基础上,我国铁路工程测量建立了"三网合一"的测量理念,高速铁路、普通铁路洞内平面控制测量随即引入了"隧道内CPⅡ平面控制网"这个新概念,隧道内CPⅡ平面控制网在用途、点位埋设、测量时机、数据采集、平差原则、贯通测量等方面,与隧道施工导线网具有显著差异,按照施工导线网测量原则再次施测隧道内CPⅡ平面控制网,很难保证控制网既满足轨道控制网(CPⅢ)测量精度要求又满足无砟轨道施工后建筑界限与隧道线下工程施工现状相一致的复杂要求。应对两者之间的差异进行分析,采取针对性的技术策略,才能确保隧道后续无砟轨道的顺利施工。     

洞内自由测站边角交会法代替交叉导线测量CPⅡ控制网的精度分析

通过对洞内自由测站边角交会法外业观测方法的研究和对实测数据严密平差计算后各项精度指标的对比分析,认为其较隧道交叉导线测量有图形强度大、多余观测量多、对中误差微小、无旁折光影响等优势,外业观测精度及平差计算后各项主要精度指标均可达到《高速铁路工程测量规范》中相应等级导线网的精度要求,从而证明利用自由测站边角交会代替交叉导线进行隧道洞内CPⅡ控制网测量可行,这一研究结论可为后续研究及规范的完善提供基础资料。     

隧道洞内平面控制网形与数据处理方法实验研究

建立地面实验网,用GNSS测量结果作为参考值,对交叉导线网、横控交叉网、菱形交叉网和中间自由测站点对网等网形进行同步实测,对各种网形就距离定权、距离角度方差估计、常规平差与稳健估计、加入不同精度的陀螺方位等进行测试计算,分析不同方法与处理参数对控制网横向贯通误差的影响。为提高隧道洞内平面控制网的贯通精度及可靠性,应尽量减少旁折光的影响,宜采用交叉导线网或中间自由测站的边角交会网形;有条件时应测量高精度的陀螺方位边,采用边角匹配抗差平差方法处理控制网数据。     

渝黔铁路天坪特长隧道GPS建网及横向贯通误差预计

介绍天坪特长隧道GPS建网的网形设计原则、数据的采集和处理,对长基线的删减、约束点的稳定性及观测质量进行分析,阐述了GPS控制网影响隧道横向贯通的主要因素,并估算了天坪特长隧道的最大横向贯通误差。     

隧道导线网测量误差对贯通误差影响值的严密估算方法

本文探讨隧道导线网间接平差模型及精度估算方法，提出了导线网测量误差对隧道贯通误差影响值的严密估算方法，对准确地估计贯通误差及进行导线同的优化设计，都有一定的参考作用。