地下工程

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地下工程(underground construction)

目錄

什麼是地下工程[1]

  地下工程是指室內地坪(±0.000)以下所有的工程。

地下工程的分類[2]

  地下工程是指建立在地面及山體內部的各類建築物。按用途地下工程可分為以下幾類:

  (1)地下交通運輸:包括鐵路隧道、地下鐵道、地下隧道等。

  (2)地下工業用房:地下工廠、地下電站、地下變電所、地下實驗室、地下污水處理場、地下輸水隧洞等。

  (3)地下儲存庫房:包括地下車庫、地下油庫、水封油庫、地下冷庫、地下物資倉庫、地下水庫、地下廢料庫等。

  (4)地下生活用房:包括地下商店、地下街道、地下影院、地下醫院、地下運動場、地下住宅等。

  地下工程作為一種地下建築物,其所在位置受其用途所限,地點較固定,埋深較淺。為了使用安全,無論人工洞室還是天然洞室,通常都進行過穩定性處理,如採取支護、襯砌、錨、噴等措施,一般處於穩定狀態。因此,高等級公路修建中遇到地下工程這類空洞的概率相對較小,即使碰到,其調查、處理也相對簡單和容易。

地下工程式控制制測量[3]

  一、地下工程平面控制測量

  地下工程平面控制測量的主要任務是測定各洞口控制點的相對位置,以便根據洞口控制點,按設計方向,向地下進行開挖,並能以規定的精度進行貫通。因此,要求選點時,平面控制網中應包括隧道的洞口控制點。通常,平面控制測量有以下幾種方法。

  1.直接定線法
Image:直接定线法平面控制.jpg

  對於長度較短的山區直線隧道,可以採用直接定線法。如圖1所示,A、D兩點是設計選定的直線隧道的洞口點,直接定線法就是將直線隧道的中線方向在地面標定出來,即在地面測設出位於AD直線方向上的B、C兩點,作為洞口點A、D向洞內引測中線方向時的定向點。

  在A點安置經緯儀(或全站儀),根據概略方位角α定出B'點。搬經緯儀到B'點,用正倒鏡分中法延長直線到C'點。搬經緯儀至C'點,同法再延長直線到D點附近的D'點。在延長直線的同時,用測距儀測定A、B'、C'、D'之間的距離,量出D'D的長度。C點的位置移動量C'C可按下式計算:C'C=D'D×(AC'/AD')

  在C點垂直於C'D'方向量取C'C,定出C點。安置經緯儀於C點,用正倒鏡分中法延長DC至B點,再從B點延長至A點。如果不與A點重合,則用同樣的方法進行第二次趨近。

  2.三角網法
Image:三角网平面控制.jpg

  對於隧道較長、地形複雜的山嶺地區或城市地區的地下鐵道,地面的平面控制網一般布設成三角網形式,如圖2所示。用經緯儀和測距儀或全站儀測定三角網的邊角,形成邊角網。邊角網的點位精度較高,有利於控制隧道貫通的橫向誤差。

  3.導線測量方法

  連接兩隧道口布設一條導線或大致平行的兩條導線,導線的轉折角用DJ2級經緯儀觀測,距離用光電測距儀測定,相對誤差不大於1:10000,或用同樣等級的全站儀測角和測距。經洞口兩點坐標的反算,可求得兩點連線方向(對於直線隧道,即為中線方向)的距離和方向角,據此可以確定從洞口掘進的方向。

  4.全球定位系統法

  用全球定位系統(GPS)定位技術進行地下建築施工的地面平面控制時,只需要在洞口布設洞口控制點和定向點。除了洞口點及其定向點之間因需要做施工定向觀測而應通視之外,洞口點與另外洞口點之間無須通視,與國家控制點或城市控制點之間的連測也無須通視。因此,地面控制點的布設靈活方便。且其定位精度目前已能超過常規的平面控制網,GPS定位技術已在地下建築的地面控制測量中得到廣泛應用。

  二、地下工程高程式控制制測量

  高程式控制制測量的任務是按規定的精度施測隧道洞口(包括隧道的進出口、豎井口、斜井口和坑道口)附近水準點的高程,作為高程引測進洞內的依據。水準路線應選擇連接洞口最平坦和最短的線路,以期達到設站少、觀測快、精度高的要求。每一個洞口埋沒的水準點應不少於3個,且以能安置一次水準儀即可連測,便於檢測其高程的穩定性。兩端洞口之間的距離大於1km時,應在中間增設臨時水準點。高程式控制制通常採用三、四等水準測量的方法,按往返或閉合水準路線施測。

參考文獻

  1. 應惠清主編.土木工程施工.高等教育出版社,2004年01月第1版.
  2. 高速公路採空區(空洞)勘察設計與施工治理手冊.人民交通出版社,2005.8.
  3. 劉玉梅,王井利主編.工程測量.化學工業出版社,2011.07.
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