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第卷第期铁道学报. .
年月
在铁路隧道平面控制测量中的应用
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西南交通大学成都, ; , , ’
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铁道部隧道工程局洛阳
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提要本文针对隧道控制测量的特点,阐述了应用技术时应考虑的问题,提出了
布点原则和应用方案,通过实倒验证,得出了一些有益的结论:
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隧道控制测量的特点及应用技术时应考虑的问题、.,。。/
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隧道控制网是施工控制测量网,与国家控制网或局部测图控制网有以下明显的区别:
为便于计算施工放样数据,一般采用独立坐标系,即使有一套高斯平面坐标,也是由线
路控制点传算而得,本质上仍为独立坐标系
控制网的基准面为某一高程的重力水准面,而非椭球面。因为网的范围较小,实际工作
中又将控制网的基准面视为平面。
水平角和距离测量均是以垂线为准,而不是以椭球的法线为准。
控制网平差计算也有其特殊性。地面观测的水平角不进行任何改正,直接作为平差中的观
测值,测出的水平距离仅向施工高程面进行长度归算,不作其他改正。将这些观测值均视为同
一平面上的观测数据在平面上进行平差计算,求得各控制点平面坐标作为施工放样的依据。地
面各点的垂线方向是不平行的,特别是在山区,即重力水准面并不是一个规则曲面,因此,目前
铁路隧道控制网的数据处理方法,可以说没有严格的数学基准面。但是,这样简单的处理方法
又是可行的,因为施工放样测设出的数据与上述情况比较一致,也由于网的范围较小,对于角
度和距离两种观测量,除了垂线偏差的影响外,曲率和投影改正都在精度范围之内,即可以不
考虑曲面和平面的差别。
控制网属于以法线为准的成果,它与常规地面测量建立的控制网显然是有差别的。
除了两种测量误差及长度因子不一样外,还存在法线和垂线系统差别。此外,常规地面测量控
制网受到不均匀重力场即各点垂线与起始点垂线不相平行的影响,也称为相对垂线偏差的影
响,网不受此项影响。施工放样是用常规仪器进行的,即角度和距离测设以垂线为准,因
此,用常规地面测量控制网进行施工放样时,重力场对放样方向的影响仅是放样点的垂线相对
起算点垂线方向的差异,即相对垂线偏差的影响。用网进行施工放样时,是测区重力场相
对正常场而引起的绝对垂线偏差对方向的影响。显然后者不如前者有利。
本文于年月日收到任改稿。路伯样教授西南交通大学测量工程系邮码:
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第期在铁路隧道平面控制测量中的应用
具有很高的相对定位精度,具有不要求点间相互通视的突出优点,用它来建立隧道
控制网,必然获得较大的经济效益和社会效益。但是,由于各点的垂线偏差很难准确测定,无法
以法线为准的成果改化成以垂线为堆的的施工测量相一致,这将给应用带来困难。
在隧道施工测量中,横向贯通误差主要依赖于方向观测的精度,因此,研究如何有效地作
为隧道平面施工控制,关键在于如何消除或减弱法线和垂线差别对方向值或角度值的影响。
消除或减弱垂线偏差影响的途径
由大地测量学知,观测方向的垂线偏差改正,或者说以法线为准的观测方向和以垂线为准
的观测方向之间的差别为
乱一一/
式中,和分别为垂线偏