第七章 隧道施工测量
§ 7-1 隧道施工的特点及 施工测量的任务和内容
§ 7-2 隧道贯通误差
§ 7-3 隧道洞外控制测量
§ 7-4 进洞关系计算和进洞测量
§ 7-5 隧道洞内控制测量
§ 7-6 隧道施工中线测设
§ 7-1 隧道施工的特点及
施工测量的任务和内容
? 为了保证工期，常利用增加开挖面的方
法，将整个隧道分成若干段同时施工；
一、隧道施工的特点
? 开挖顺着中线不断地向洞内延伸，衬砌和
洞内建筑物（避车洞、排水沟、电缆槽等）
的施工紧跟其后，不等贯通，隧道内的大
部分建筑物已经建成；
增加开挖面的主要方法有：设置平行导坑或在
隧道中部设置横洞、斜井或竖井。
二、隧道施工测量的主要任务
? 保证洞内各项建筑物以规定的精度按照
设计位置修建，不得侵入建筑限界。
? 保证相向开挖的工作面，按照规定的精
度在预定位置贯通；
两个开挖面相向开挖，在预定位置挖通称
为贯通。贯通后，由两端分别引进的线路
中线，应按设计规定的精度正确衔接。
1,洞外总体控制
作为指导隧道施工的测量工作，在隧道开
挖前一般要建立具有必要精度的、独立的
隧道洞外施工控制网，作为引测进洞的依
据；对于较短的隧道，可不必单独建立洞
外施工控制网，而以经隧道施工复测、调
整后并确认的洞外线路中线控制桩为引测
进洞的依据。
三、隧道施工测量的特点
2,洞内分级控制
洞内控制点控制正式中线点（正式中线点
是洞内衬砌和洞内建筑物施工放样的依
据）,正式中线点控制临时中线点；临时
中线点控制掘进方向。
洞内高程控制与平面相仿，临时水准点
控制开挖面的高低，正式水准点控制洞内
衬砌和洞内建筑物的高程位置。
? 对于采用全断面开挖法开挖的隧道，其测
量过程与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道
基本一样，不同的是对临时中线点、临时
水准点的测设精度要求较高，或者是直接
测设正式中线点、正式水准点。
3,开挖方法影响测量方式
先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一
定的纠正余地，隧道施工测量可先粗后精；
全断面开挖法一次成型，隧道施工测量必须
一次到位。
4,隧道施工的特殊环境对控制点布设提出特
殊要求
隧道贯通前，洞内平面控制测量只能采
用支导线的形式，测量误差随着开挖的延
伸而积累。洞外控制网和洞内施工控制测
量应保证必要的精度。
控制点应设置在不易被破坏的位置处。
四、隧道施工测量的主要内容
? 洞外平面控制测量；
? 洞外高程控制测量；
? 洞内平面控制测量；
? 洞内高程控制测量；
? 进洞测量；
? 洞内中线测设；
? 贯通误差调整；
? 竣工测量。
§ 7-2 隧道贯通误差
一、贯通误差及其对隧道贯通的影响
相向开挖的两条施工中线上，具有贯通
面里程的中线点不重合，两点连线的空间线
段称为贯通误差。
实际的贯通误差
只有在贯通后才
能确定！
贯
通
面
1,贯通误差的分类
? 贯通误差在水平面上的正射投影称为平面
贯通误差；
? 在铅垂面上的正射投影称为高程贯通误差，
简称高程误差。
贯
通
面
平面贯通误差在水平面内可分解为两个分量：
? 与贯通面平行的分量，称为横向贯通误差，
简称横向误差；
? 与贯通面垂直的分量，称为纵向贯通误差，
简称纵向误差。 贯
通
面
2,贯通误差对隧道贯通的影响
? 高程误差主要影响线路坡度。
? 纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设
计坡度。
? 横向误差影响线路方向，如果超过一定的
范围，就会引起隧道几何形状的改变，甚
至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除
重建，既给工程造成重大经济损失又延误
了工期。因此，必须对横向误差加以限制。
3,横向误差和高程误差的限差
两开挖洞口
间长度
（ km）
＜ 4
4
~
8
8
~
10
10
~
13
13
~
17
17
~
20
横向贯通误
差（ mm） 100 150 200 300 400 500
高程贯通误
差（ mm） ± 50
4,影响贯通误差的主要因素及其分解
? 由于洞外控制测量、洞内外联系测量、洞内控
制测量和洞内中线放样等项误差的共同影响。
? 一般将洞外平面控制测量的误差做为影响隧道
横向贯通误差的一个独立的因素，将两相向开
挖的洞内导线测量的误差各为一个独立的因素，
按照等影响原则确定相应的横向贯通误差。
? 高程控制测量中，洞内、洞外高程测量的误差
对高程贯通误差的影响，按相等原则分配。
5,控制测量对贯通精度影响的限值
测量部位
横 向 中 误 差 （ mm） 高程
中
误
差
mm
相 邻 两 开 挖 洞 口 间 长 度（ km）
＜ 4 4~8 8~10 10~13 13~17 17~20
洞 外 30 45 60 90 120 150 ± 18
洞 内 40 60 80 120 160 200 ± 17
洞外、洞
内总影响 50 75 100 150 200 250
± 2
5
二、贯通误差估算
1,导线测量误差对横向贯通精度的影响
（ mm）
???? 2Xy R
m
m
?
?
?
? 测角误差的影响
设 RX 为导线环在隧道两洞口连线的一列边上
的各点至贯通面的垂直距离（ m），则导线
的测角中误差 m?（ ″）对横向贯通中误差的
影响为：
贯通误差估算的方法因控制网的形式不同而异
RX1
RX2
RX3 RX4
RX5
RX6
RX7
RX8
1
2
3 4 5 6 7
8
（ mm）
???? 2Xy R
m
m
?
?
?
x
y
贯通面
? 测距误差的影响
设导线环在邻近隧道两洞口连线的一列测边上
的各边对贯通面上的投影长度为 dy (m)，导线
边长测量的相对中误差为 ml / l,则由于测距
误差对贯通面上横向中误差的影响为：
?? 2ylyl dlmm
dy2
dy4
1
2
3 4 5 6 7
8
dy1 贯通面
dy5
dy7
?? 2ylyl dlmm
22
yly mmm ??? ?
? 受角度测量误差和距离测量误差的共同影
响，导线测量误差对贯通面上横向贯通中误
差的影响为：
方法 1,按照严密公式计算 (公式与方法见
,新建铁路测量规范（条文说明）, )
2.三角测量误差对横向贯通精度的影响估算
1
2
3 4 5 6 7
8
方法 2,按导线估算（偏于安全，目前不提倡）
3,高程控制测量对高程贯通误差的影响
估算
? 在贯通面上，受洞外或洞内高程控制测量
误差影响而产生的高程中误差为：
）（ 47 ?? ?? LMm h
式中,M?为每千米水准测量的偶然中误差，
以 mm计； L为洞外或洞内两开挖洞口间高
程路线长度的公里数。
算 例
? ［例 7-1］某铁路隧道为直线隧道，设计长
度为 L = 1136,29m，洞外平面控制设计为
单导线，其布设如图。试确定测量等级并
判定该设计方案能否满足贯通的精度要求。
A
B
B'
C'
E'
D'
F'
D
E
F
C
Y
X
贯通面
图 7 ?? 隧道洞外导线布置示意图
（ 1）图解相关数据
? A,F为导线的始、终点，亦为隧道洞口控
制点。
? 以洞外导线的始点 A做为坐标系原点，以隧
道中线按里程增加方向为 X 轴正向，建立测
量坐标系。在地形图上，各导线点 A,B、
C,D,E,F在贯通面方向上的垂足分别为
A′,B′,C′,D′,E′,F′，量算出各导线点
的垂距 RX 及各导线边在贯通面方向上的投
影长度 dy，其结果于表 7-3 中。
［解］
（ 2）确定隧道洞外平面控制测量等级
本例隧道长度小于 2 km，根据表 7-5 洞外
导线测量适用长度知，洞外导线可布设为
五等，即
导线测角中误差为 mβ=± 4.0″，
边长相对中误差为 ml / l =1/20000。
（ 3）估算洞外导线测量误差对贯通的影响
洞外导线测量误差对贯通的影响列表计
算如下
表 7-3 洞外导线测量误差对横向贯通影响
各导线点至贯通面的垂距 RX 各导线边在贯通面方向的投 影长度 d
y
点
名 RX（ m） RX
2（ m2） 导 线 边 d
y（ m） dy
2（ m2）
B 400 160000 A~B 140 19600
C 150 25500 B~C 40 1600
D 250 62500 C~D 160 25600
E 480 230400 D~E 70 4900
E~F 130 16900
∑ 475400 ∑ 68600
2 0 0 0 0
1
0.4 ?????
l
m
m l?
= ± 13.4（ mm）
???? 2Xy R
m
m
?
?
?
?? 2ylyl dlmm
= ± 13.1（ mm）
22
yly mmm ??? ?
= ± 18.7（ mm
）? 洞外导线测量中误差对隧道的影响预计是
18.7mm，其允许值是 30mm，显然该洞外导
线测量设计可行。
注意：
计算洞外导线测角误差影响值时，不应
计入始、终点（即洞口控制桩）。但在引
入洞内导线时，两洞口控制桩上需测角，
故其测角误差应计入洞内的测量误差。
§ 7-3 隧道洞外控制测量
? 直线隧道长度大于 1000m，曲线隧道长度大
于 500 m，均应根据横向贯通精度要求进行
隧道平面控制测量设计。
? 两相邻开挖洞口（包括横洞口、斜井口）
高程路线长度大于 5000m，应根据高程贯通
精度要求进行隧道高程控制测量设计。
一、洞外平面控制测量
? 对于直线隧道，洞外平面控制测量的
目的主要是获取两端洞口较为精确的
点的平面位置和引测进洞的方向；
?对于曲线隧道，洞外平面控制测量除具
有与直线隧道相同的目的外，还在于间
接求算隧道所在曲线的转向角及两端洞
口控制桩与交点的相对位置，进而按设
计选配的圆曲线半径和缓和曲线长重新
确定隧道中线的位置。
1,中线法
? 中线法一般只能用于短于 1000 m的直线隧
道和短于 500 m的曲线隧道的洞外平面控制。
建立洞外平面控制的常用的方法有：中线法、
精密导线法、三角网和 GPS网等。
? 先将洞内线路中线点的平面位置测设于地
面，经检核确认该段中线与两端相邻线路中
线能够正确衔接后，方可以此作为依据，进
行引测进洞和洞内中线测设。
2,精密导线法
? 导线最短边长不应小于 300m，相邻边长的
比不应小于 1,3，并尽量采用长边，以减小
测角误差对导线横向误差的影响。
? 用导线方式建立隧道洞外平面控制时，导
线点应沿两端洞口的连线布设。
? 导线点的位置应根据隧道的长度和辅助坑
道的数量及分布情况，并结合地形条件和仪
器测程选择。
? 导线的水平角一般采用方向观测法。当水
平角只有两个方向时，可按奇数和偶数测回
分别观测导线的左角和右角，这样可以检查
出测角仪器的带动误差，数据处理时可以较
大程度地消除此项误差的影响。
? 导线的内业计算一般采用严密平差法，对
于四、五等导线也可采用近似平差计算
? 隧道洞外导线应组成闭合环，一个控制网中
导线环的个数应不少于 4 个；每个环的边数约
为 4~6 条，应尽可能将两端洞口控制点纳入到
导线网中。
3.三角网法
? 三角测量建立隧道洞外平面控制时，一般
是布设成单三角锁的形式。
? 对于直线隧道，一排三角点应尽量沿线路
中线布设。条件许可时，可将线路中线做
为三角锁的一条基本边，布设为直伸三角
锁。以减小边长误差对横向贯通的影响。
? 对于曲线隧道，应尽量沿着两洞口的连线
方向布设，以减弱边长误差对横向贯通的
影响。
二、洞外高程控制测量
? 洞外高程控制测量的任务，是按照测量设计
中规定的精度要求，以洞口附近一个线路定
测点的高程为起算高程，测量并传算到隧道
另一端洞口与另一个定测高程点闭合。
? 闭合的高程差应设断高，或推算到路基段调
整。这样，既使整座隧道具有统一的高程系
统，又使之与相邻线路正确衔接，从而保证
隧道按规定精度在高程方面正确贯通，保证
各项建筑物在高程方面按规定限界修建。
洞外高程测量的等级划分
测量
部位
测量
等级
每千米水准测量
偶然中误差
M Δ （ mm ）
两开挖洞口间
高程路线长度
（ km ）
水准仪等级 /
测距仪等级
水准尺类型
二 ≤± 1, 0 ＞ 36 DS
0, 5
,DS
1
因瓦水准尺
DS
1
因瓦水准尺
三 ≤± 3, 0 1 3 ~ 3 6
DS
3
区格式水准尺
四 ≤± 5, 0 5 ~ 1 3 DS
3
/ I, II 区格式水准尺
洞
外
五 ≤± 7, 5 ＜ 5 DS
3
/ I, II 区格式水准尺
? 隧道高程控制测量一般采用水淮测量，对
于四、五等高程控制测量也可采用光电测距
三角高程测量。
高程控制测量误差对高程贯通精度的影响
受洞外或洞内高程控制测量的误差影响，贯
通面上所产生的高程中误差按下式估算：
式中：
mΔ为每千米水准测量高差中数的偶然中误差，
以 mm计；
L为洞外或洞内两开挖洞口间水准路线长度，
以 km计。
Lmm h ?? ?
每千米水准测量高差中数的偶然中误差计算
[例 7— 2] 某铁路直线隧道, 设计长度为 5246m，
分别由两端洞口相向开挖 。 两端洞口分别埋设
四个水准点,BM23,BM23－ 1和 BM24、
BM24－ 1,其中 BM23和 BM24 为定测线路水
准点 。 洞外高程控制测量设计为四等水准测量,
布设六个临时水准点 。 各测段水准路线长度,
往返测高差观测值及高程计算列于表中, 试计
算每千米水准测量高差中数的偶然中误差 mΔ，
并估算 mΔh。
表 7— 11往返测高差观测值及高程计算
实 测 高 差（ m ）
点 号
往 测 返 测
平 均 高 差
（ m ）
高 程
（ m ）
备 注
BM 23 56 9.7 60 起算高程
- 2.3 45 2.3 47 - 2.3 46
BM 23 - 1 56 7.4 14
- 6.2 99 6.3 02 - 6.3 00 5
P 1 56 1.1 13 5
- 19,32 6 19,32 2 - 19,32 4
P 2 54 1.7 89 5
23,63 2 - 23,62 6 23,62 9
P 3 56 5.4 18 5
17,42 3 - 17,42 7 17,42 5
P 4 58 2.8 43 5
- 27,57 6 27,58 0 - 27,57 8
P 5 55 5.2 65 5
- 9.0 48 9.0 45 - 9.0 46 5
P 6 54 6.2 19
21,07 2 - 21,07 4 21,07 3
BM 24 - 1 56 7.2 92
- 1.2 88 1.2 87 - 1.2 87 5
BM 24
56 6.0 04 5 定测为 66,00 3m
∑ - 3.7 55 3.7 56 - 3,7555 断高为 0.0 01 5m
每千米水准测量高差中数的偶然中误差计算
高差不符值 Δ
(m m ) 点 号
测段长
度 R
(k m ) 实测 限差
? ? /R 备 注
BM 23
0.9 +5 ± 19 27.78
P 1
1.1 - 4 ± 21 14.55
P 2
0.9 +6 ± 19 40.00
P 3
1.3 - 4 ± 23 12.31
P 4
1.0 +4 ± 20 16.00
P 5
1.0 - 3 ± 20 9.0
P 6
1.2 - 3 ± 22 7.50
BM 24
∑ 7.4 +1 127.14
mm0.5mm1.2
4
1
????
?
?
?
?
?
? ??
??
?
Rn
M
达到四等水准测量的精度要
求。
高程贯通中误差为：
可见, 该项洞外高程控制测量对贯通面上所产生的
高程贯通中误差的影响满足精度要求 。
mmmm
mmLmm h
187.5
4.71.2
????
??? ??
§ 7-4 进洞关系计算和进洞测量
? 控制测量确认了隧道两端线路中线
控制桩与洞外平面控制点的相对位
置关系。
? 根据洞外控制测量成果，计算由洞
外控制点引测进洞测设数据，据此
指导隧道的进洞及洞内开挖，称为
进洞关系计算 。
进洞关系计算和进洞测量的主要任务
1.确定隧道中线与平面控制网
之间的关系；
2.在洞内控制建立之前，指导中
线进洞和洞内开挖。
隧道进洞测设的主要方法 —— 极坐标法
? 将隧道的中线控制桩纳入洞外平面控制网,
控制测量完成后, 即可求得它们的精确坐
标 。 根据这些点的坐标和洞口 （ 或洞内 ）
中线点的坐标, 反算出极坐标法的放样数
据, 进而现场测设 。
A
B C
D
α
D
A B
X
P
Y
图 7 ?? 极坐标法进洞测量原理图
§ 7-5 隧道洞内控制测量
? 洞内控制测量起始于两端洞口处的洞外
控制点，随着隧道的开挖而向前延伸。
? 因此，只能敷设成支线形式，其形状完
全取决于隧道的形状；
? 只能用重复观测的方法进行检核。
一、洞内平面控制测量
? 洞内平面控制通常有两种形式，即中线形
式和导线形式。
? 中线形式就是以定测精度或稍高于定测精
度，在洞内按中线测量的方法测设隧道中
线。这种方法只适用于短隧道。
? 洞内导线主要有以下几种形式：
1,单导线
O
1
2
3
4
β
图 7 ?? 0洞 内单导线布置示意图
?
?
2.导线环
O
1 2 3 6
1′ 2′ 3′ 4′
6′
4 5
5′
图 7 ?? ? 洞内导线环布置示意图
O
1′
1
3′2′
2 3
6′
6
5′4′
4 5
图 7 ?? ? 洞内主副导线环布置示意图
3.主副导线环
4.交叉导线
O
1′
1
3′2′
2 3
6′
6
5′4′
4 5
图 7 ?? ? 洞内交叉导线布置示意图
4O 1 32 5 6
A B
C
图 7 ?? ? 洞内旁点导线布置示意图
5.旁点导线
洞内导线应注意的问题
? 导线点应尽量布设在施工干扰小、通视良好、
地层稳固的地方；
? 点间视线应离开洞内设施 0.2 m 以上；
? 导线的边长在直线地段不宜短于 200m，在曲
线地段不宜短于 70 m，并尽量选择长边和接
近等边；
? 导线点应埋于坑道底板面以下 10~20cm，上
面盖铁板以保护桩面及标志中心不受损坏，
为便于寻找，应在边墙上用红油漆预以标注；
? 采用双照准法测角，测回间要重新对中仪器
和觇标，以减小对中误差和对点误差的影响；
? 由洞外引向洞内的测角工作，宜在夜晚或阴
天进行，以减小折光差的影响；
? 洞内导线应重复观测，定期检查；
? 设立新点前必须检查与之相关的既有导线点，
在对既有导线点确认的基础上测量新点 ;
? 应构成多边形闭合导线或主副导线环；
? 当有平行导坑时，应利用横向通道，使平行
导坑的单导线与正洞的导线联测，以资检核。
二、洞内高程控制测量
? 洞内高程控制测量的目的，是由洞口高程控制点向
洞内传递高程，即测定洞内各高程控制点的高程，
做为洞内施工高程放样的依据。
? 洞内应每隔 200~500m设立一对高程控制点。高程
控制点可选在导线点上，也可根据情况埋设在隧道
的顶板、底板或边墙上。
? 当采用水准测量时，应进行往返观测；采用光电测
距三角高程测量时，应进行对向观测 ;
? 三等及以上的高程控制测量应采用水准测量，四、
五等可采用水准测量或光电测距三角高程测量 ;
? 高程导线宜构成闭合环。
? 洞内高程控制测量采用水准测量时，除采
用常规的方法外，有时为避免施工干扰还
采用倒尺法传递高程。
图 7 ?? ? 洞内倒尺法传递高程示意图
? 应用倒尺法传递高程时，规定倒尺的读数
为负值，则高差的计算与常规水准测量方
法相同：
hAB = a - b
计算 检核：
7 2 6.0???? ba
726.0?????? ?? hhh 7 2 6.014 ?? BMP HH
高差
测点 后视读数 前视读数
＋ -
测得高程
BM1 1.856 56.231
P1 1.789 1.566 0.290 56, 521
P2 - 2.385 - 2.512 4.301 60.822
P3 - 2.568 - 2.743 0.358 61.180
P4 1.655 4, 223 56.957
∑ - 1.308 - 2, 034 4.949 4.223
§ 7-1 隧道施工的特点及 施工测量的任务和内容
§ 7-2 隧道贯通误差
§ 7-3 隧道洞外控制测量
§ 7-4 进洞关系计算和进洞测量
§ 7-5 隧道洞内控制测量
§ 7-6 隧道施工中线测设
§ 7-1 隧道施工的特点及
施工测量的任务和内容
? 为了保证工期，常利用增加开挖面的方
法，将整个隧道分成若干段同时施工；
一、隧道施工的特点
? 开挖顺着中线不断地向洞内延伸，衬砌和
洞内建筑物（避车洞、排水沟、电缆槽等）
的施工紧跟其后，不等贯通，隧道内的大
部分建筑物已经建成；
增加开挖面的主要方法有：设置平行导坑或在
隧道中部设置横洞、斜井或竖井。
二、隧道施工测量的主要任务
? 保证洞内各项建筑物以规定的精度按照
设计位置修建，不得侵入建筑限界。
? 保证相向开挖的工作面，按照规定的精
度在预定位置贯通；
两个开挖面相向开挖，在预定位置挖通称
为贯通。贯通后，由两端分别引进的线路
中线，应按设计规定的精度正确衔接。
1,洞外总体控制
作为指导隧道施工的测量工作，在隧道开
挖前一般要建立具有必要精度的、独立的
隧道洞外施工控制网，作为引测进洞的依
据；对于较短的隧道，可不必单独建立洞
外施工控制网，而以经隧道施工复测、调
整后并确认的洞外线路中线控制桩为引测
进洞的依据。
三、隧道施工测量的特点
2,洞内分级控制
洞内控制点控制正式中线点（正式中线点
是洞内衬砌和洞内建筑物施工放样的依
据）,正式中线点控制临时中线点；临时
中线点控制掘进方向。
洞内高程控制与平面相仿，临时水准点
控制开挖面的高低，正式水准点控制洞内
衬砌和洞内建筑物的高程位置。
? 对于采用全断面开挖法开挖的隧道，其测
量过程与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道
基本一样，不同的是对临时中线点、临时
水准点的测设精度要求较高，或者是直接
测设正式中线点、正式水准点。
3,开挖方法影响测量方式
先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一
定的纠正余地，隧道施工测量可先粗后精；
全断面开挖法一次成型，隧道施工测量必须
一次到位。
4,隧道施工的特殊环境对控制点布设提出特
殊要求
隧道贯通前，洞内平面控制测量只能采
用支导线的形式，测量误差随着开挖的延
伸而积累。洞外控制网和洞内施工控制测
量应保证必要的精度。
控制点应设置在不易被破坏的位置处。
四、隧道施工测量的主要内容
? 洞外平面控制测量；
? 洞外高程控制测量；
? 洞内平面控制测量；
? 洞内高程控制测量；
? 进洞测量；
? 洞内中线测设；
? 贯通误差调整；
? 竣工测量。
§ 7-2 隧道贯通误差
一、贯通误差及其对隧道贯通的影响
相向开挖的两条施工中线上，具有贯通
面里程的中线点不重合，两点连线的空间线
段称为贯通误差。
实际的贯通误差
只有在贯通后才
能确定！
贯
通
面
1,贯通误差的分类
? 贯通误差在水平面上的正射投影称为平面
贯通误差；
? 在铅垂面上的正射投影称为高程贯通误差，
简称高程误差。
贯
通
面
平面贯通误差在水平面内可分解为两个分量：
? 与贯通面平行的分量，称为横向贯通误差，
简称横向误差；
? 与贯通面垂直的分量，称为纵向贯通误差，
简称纵向误差。 贯
通
面
2,贯通误差对隧道贯通的影响
? 高程误差主要影响线路坡度。
? 纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设
计坡度。
? 横向误差影响线路方向，如果超过一定的
范围，就会引起隧道几何形状的改变，甚
至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除
重建，既给工程造成重大经济损失又延误
了工期。因此，必须对横向误差加以限制。
3,横向误差和高程误差的限差
两开挖洞口
间长度
（ km）
＜ 4
4
~
8
8
~
10
10
~
13
13
~
17
17
~
20
横向贯通误
差（ mm） 100 150 200 300 400 500
高程贯通误
差（ mm） ± 50
4,影响贯通误差的主要因素及其分解
? 由于洞外控制测量、洞内外联系测量、洞内控
制测量和洞内中线放样等项误差的共同影响。
? 一般将洞外平面控制测量的误差做为影响隧道
横向贯通误差的一个独立的因素，将两相向开
挖的洞内导线测量的误差各为一个独立的因素，
按照等影响原则确定相应的横向贯通误差。
? 高程控制测量中，洞内、洞外高程测量的误差
对高程贯通误差的影响，按相等原则分配。
5,控制测量对贯通精度影响的限值
测量部位
横 向 中 误 差 （ mm） 高程
中
误
差
mm
相 邻 两 开 挖 洞 口 间 长 度（ km）
＜ 4 4~8 8~10 10~13 13~17 17~20
洞 外 30 45 60 90 120 150 ± 18
洞 内 40 60 80 120 160 200 ± 17
洞外、洞
内总影响 50 75 100 150 200 250
± 2
5
二、贯通误差估算
1,导线测量误差对横向贯通精度的影响
（ mm）
???? 2Xy R
m
m
?
?
?
? 测角误差的影响
设 RX 为导线环在隧道两洞口连线的一列边上
的各点至贯通面的垂直距离（ m），则导线
的测角中误差 m?（ ″）对横向贯通中误差的
影响为：
贯通误差估算的方法因控制网的形式不同而异
RX1
RX2
RX3 RX4
RX5
RX6
RX7
RX8
1
2
3 4 5 6 7
8
（ mm）
???? 2Xy R
m
m
?
?
?
x
y
贯通面
? 测距误差的影响
设导线环在邻近隧道两洞口连线的一列测边上
的各边对贯通面上的投影长度为 dy (m)，导线
边长测量的相对中误差为 ml / l,则由于测距
误差对贯通面上横向中误差的影响为：
?? 2ylyl dlmm
dy2
dy4
1
2
3 4 5 6 7
8
dy1 贯通面
dy5
dy7
?? 2ylyl dlmm
22
yly mmm ??? ?
? 受角度测量误差和距离测量误差的共同影
响，导线测量误差对贯通面上横向贯通中误
差的影响为：
方法 1,按照严密公式计算 (公式与方法见
,新建铁路测量规范（条文说明）, )
2.三角测量误差对横向贯通精度的影响估算
1
2
3 4 5 6 7
8
方法 2,按导线估算（偏于安全，目前不提倡）
3,高程控制测量对高程贯通误差的影响
估算
? 在贯通面上，受洞外或洞内高程控制测量
误差影响而产生的高程中误差为：
）（ 47 ?? ?? LMm h
式中,M?为每千米水准测量的偶然中误差，
以 mm计； L为洞外或洞内两开挖洞口间高
程路线长度的公里数。
算 例
? ［例 7-1］某铁路隧道为直线隧道，设计长
度为 L = 1136,29m，洞外平面控制设计为
单导线，其布设如图。试确定测量等级并
判定该设计方案能否满足贯通的精度要求。
A
B
B'
C'
E'
D'
F'
D
E
F
C
Y
X
贯通面
图 7 ?? 隧道洞外导线布置示意图
（ 1）图解相关数据
? A,F为导线的始、终点，亦为隧道洞口控
制点。
? 以洞外导线的始点 A做为坐标系原点，以隧
道中线按里程增加方向为 X 轴正向，建立测
量坐标系。在地形图上，各导线点 A,B、
C,D,E,F在贯通面方向上的垂足分别为
A′,B′,C′,D′,E′,F′，量算出各导线点
的垂距 RX 及各导线边在贯通面方向上的投
影长度 dy，其结果于表 7-3 中。
［解］
（ 2）确定隧道洞外平面控制测量等级
本例隧道长度小于 2 km，根据表 7-5 洞外
导线测量适用长度知，洞外导线可布设为
五等，即
导线测角中误差为 mβ=± 4.0″，
边长相对中误差为 ml / l =1/20000。
（ 3）估算洞外导线测量误差对贯通的影响
洞外导线测量误差对贯通的影响列表计
算如下
表 7-3 洞外导线测量误差对横向贯通影响
各导线点至贯通面的垂距 RX 各导线边在贯通面方向的投 影长度 d
y
点
名 RX（ m） RX
2（ m2） 导 线 边 d
y（ m） dy
2（ m2）
B 400 160000 A~B 140 19600
C 150 25500 B~C 40 1600
D 250 62500 C~D 160 25600
E 480 230400 D~E 70 4900
E~F 130 16900
∑ 475400 ∑ 68600
2 0 0 0 0
1
0.4 ?????
l
m
m l?
= ± 13.4（ mm）
???? 2Xy R
m
m
?
?
?
?? 2ylyl dlmm
= ± 13.1（ mm）
22
yly mmm ??? ?
= ± 18.7（ mm
）? 洞外导线测量中误差对隧道的影响预计是
18.7mm，其允许值是 30mm，显然该洞外导
线测量设计可行。
注意：
计算洞外导线测角误差影响值时，不应
计入始、终点（即洞口控制桩）。但在引
入洞内导线时，两洞口控制桩上需测角，
故其测角误差应计入洞内的测量误差。
§ 7-3 隧道洞外控制测量
? 直线隧道长度大于 1000m，曲线隧道长度大
于 500 m，均应根据横向贯通精度要求进行
隧道平面控制测量设计。
? 两相邻开挖洞口（包括横洞口、斜井口）
高程路线长度大于 5000m，应根据高程贯通
精度要求进行隧道高程控制测量设计。
一、洞外平面控制测量
? 对于直线隧道，洞外平面控制测量的
目的主要是获取两端洞口较为精确的
点的平面位置和引测进洞的方向；
?对于曲线隧道，洞外平面控制测量除具
有与直线隧道相同的目的外，还在于间
接求算隧道所在曲线的转向角及两端洞
口控制桩与交点的相对位置，进而按设
计选配的圆曲线半径和缓和曲线长重新
确定隧道中线的位置。
1,中线法
? 中线法一般只能用于短于 1000 m的直线隧
道和短于 500 m的曲线隧道的洞外平面控制。
建立洞外平面控制的常用的方法有：中线法、
精密导线法、三角网和 GPS网等。
? 先将洞内线路中线点的平面位置测设于地
面，经检核确认该段中线与两端相邻线路中
线能够正确衔接后，方可以此作为依据，进
行引测进洞和洞内中线测设。
2,精密导线法
? 导线最短边长不应小于 300m，相邻边长的
比不应小于 1,3，并尽量采用长边，以减小
测角误差对导线横向误差的影响。
? 用导线方式建立隧道洞外平面控制时，导
线点应沿两端洞口的连线布设。
? 导线点的位置应根据隧道的长度和辅助坑
道的数量及分布情况，并结合地形条件和仪
器测程选择。
? 导线的水平角一般采用方向观测法。当水
平角只有两个方向时，可按奇数和偶数测回
分别观测导线的左角和右角，这样可以检查
出测角仪器的带动误差，数据处理时可以较
大程度地消除此项误差的影响。
? 导线的内业计算一般采用严密平差法，对
于四、五等导线也可采用近似平差计算
? 隧道洞外导线应组成闭合环，一个控制网中
导线环的个数应不少于 4 个；每个环的边数约
为 4~6 条，应尽可能将两端洞口控制点纳入到
导线网中。
3.三角网法
? 三角测量建立隧道洞外平面控制时，一般
是布设成单三角锁的形式。
? 对于直线隧道，一排三角点应尽量沿线路
中线布设。条件许可时，可将线路中线做
为三角锁的一条基本边，布设为直伸三角
锁。以减小边长误差对横向贯通的影响。
? 对于曲线隧道，应尽量沿着两洞口的连线
方向布设，以减弱边长误差对横向贯通的
影响。
二、洞外高程控制测量
? 洞外高程控制测量的任务，是按照测量设计
中规定的精度要求，以洞口附近一个线路定
测点的高程为起算高程，测量并传算到隧道
另一端洞口与另一个定测高程点闭合。
? 闭合的高程差应设断高，或推算到路基段调
整。这样，既使整座隧道具有统一的高程系
统，又使之与相邻线路正确衔接，从而保证
隧道按规定精度在高程方面正确贯通，保证
各项建筑物在高程方面按规定限界修建。
洞外高程测量的等级划分
测量
部位
测量
等级
每千米水准测量
偶然中误差
M Δ （ mm ）
两开挖洞口间
高程路线长度
（ km ）
水准仪等级 /
测距仪等级
水准尺类型
二 ≤± 1, 0 ＞ 36 DS
0, 5
,DS
1
因瓦水准尺
DS
1
因瓦水准尺
三 ≤± 3, 0 1 3 ~ 3 6
DS
3
区格式水准尺
四 ≤± 5, 0 5 ~ 1 3 DS
3
/ I, II 区格式水准尺
洞
外
五 ≤± 7, 5 ＜ 5 DS
3
/ I, II 区格式水准尺
? 隧道高程控制测量一般采用水淮测量，对
于四、五等高程控制测量也可采用光电测距
三角高程测量。
高程控制测量误差对高程贯通精度的影响
受洞外或洞内高程控制测量的误差影响，贯
通面上所产生的高程中误差按下式估算：
式中：
mΔ为每千米水准测量高差中数的偶然中误差，
以 mm计；
L为洞外或洞内两开挖洞口间水准路线长度，
以 km计。
Lmm h ?? ?
每千米水准测量高差中数的偶然中误差计算
[例 7— 2] 某铁路直线隧道, 设计长度为 5246m，
分别由两端洞口相向开挖 。 两端洞口分别埋设
四个水准点,BM23,BM23－ 1和 BM24、
BM24－ 1,其中 BM23和 BM24 为定测线路水
准点 。 洞外高程控制测量设计为四等水准测量,
布设六个临时水准点 。 各测段水准路线长度,
往返测高差观测值及高程计算列于表中, 试计
算每千米水准测量高差中数的偶然中误差 mΔ，
并估算 mΔh。
表 7— 11往返测高差观测值及高程计算
实 测 高 差（ m ）
点 号
往 测 返 测
平 均 高 差
（ m ）
高 程
（ m ）
备 注
BM 23 56 9.7 60 起算高程
- 2.3 45 2.3 47 - 2.3 46
BM 23 - 1 56 7.4 14
- 6.2 99 6.3 02 - 6.3 00 5
P 1 56 1.1 13 5
- 19,32 6 19,32 2 - 19,32 4
P 2 54 1.7 89 5
23,63 2 - 23,62 6 23,62 9
P 3 56 5.4 18 5
17,42 3 - 17,42 7 17,42 5
P 4 58 2.8 43 5
- 27,57 6 27,58 0 - 27,57 8
P 5 55 5.2 65 5
- 9.0 48 9.0 45 - 9.0 46 5
P 6 54 6.2 19
21,07 2 - 21,07 4 21,07 3
BM 24 - 1 56 7.2 92
- 1.2 88 1.2 87 - 1.2 87 5
BM 24
56 6.0 04 5 定测为 66,00 3m
∑ - 3.7 55 3.7 56 - 3,7555 断高为 0.0 01 5m
每千米水准测量高差中数的偶然中误差计算
高差不符值 Δ
(m m ) 点 号
测段长
度 R
(k m ) 实测 限差
? ? /R 备 注
BM 23
0.9 +5 ± 19 27.78
P 1
1.1 - 4 ± 21 14.55
P 2
0.9 +6 ± 19 40.00
P 3
1.3 - 4 ± 23 12.31
P 4
1.0 +4 ± 20 16.00
P 5
1.0 - 3 ± 20 9.0
P 6
1.2 - 3 ± 22 7.50
BM 24
∑ 7.4 +1 127.14
mm0.5mm1.2
4
1
????
?
?
?
?
?
? ??
??
?
Rn
M
达到四等水准测量的精度要
求。
高程贯通中误差为：
可见, 该项洞外高程控制测量对贯通面上所产生的
高程贯通中误差的影响满足精度要求 。
mmmm
mmLmm h
187.5
4.71.2
????
??? ??
§ 7-4 进洞关系计算和进洞测量
? 控制测量确认了隧道两端线路中线
控制桩与洞外平面控制点的相对位
置关系。
? 根据洞外控制测量成果，计算由洞
外控制点引测进洞测设数据，据此
指导隧道的进洞及洞内开挖，称为
进洞关系计算 。
进洞关系计算和进洞测量的主要任务
1.确定隧道中线与平面控制网
之间的关系；
2.在洞内控制建立之前，指导中
线进洞和洞内开挖。
隧道进洞测设的主要方法 —— 极坐标法
? 将隧道的中线控制桩纳入洞外平面控制网,
控制测量完成后, 即可求得它们的精确坐
标 。 根据这些点的坐标和洞口 （ 或洞内 ）
中线点的坐标, 反算出极坐标法的放样数
据, 进而现场测设 。
A
B C
D
α
D
A B
X
P
Y
图 7 ?? 极坐标法进洞测量原理图
§ 7-5 隧道洞内控制测量
? 洞内控制测量起始于两端洞口处的洞外
控制点，随着隧道的开挖而向前延伸。
? 因此，只能敷设成支线形式，其形状完
全取决于隧道的形状；
? 只能用重复观测的方法进行检核。
一、洞内平面控制测量
? 洞内平面控制通常有两种形式，即中线形
式和导线形式。
? 中线形式就是以定测精度或稍高于定测精
度，在洞内按中线测量的方法测设隧道中
线。这种方法只适用于短隧道。
? 洞内导线主要有以下几种形式：
1,单导线
O
1
2
3
4
β
图 7 ?? 0洞 内单导线布置示意图
?
?
2.导线环
O
1 2 3 6
1′ 2′ 3′ 4′
6′
4 5
5′
图 7 ?? ? 洞内导线环布置示意图
O
1′
1
3′2′
2 3
6′
6
5′4′
4 5
图 7 ?? ? 洞内主副导线环布置示意图
3.主副导线环
4.交叉导线
O
1′
1
3′2′
2 3
6′
6
5′4′
4 5
图 7 ?? ? 洞内交叉导线布置示意图
4O 1 32 5 6
A B
C
图 7 ?? ? 洞内旁点导线布置示意图
5.旁点导线
洞内导线应注意的问题
? 导线点应尽量布设在施工干扰小、通视良好、
地层稳固的地方；
? 点间视线应离开洞内设施 0.2 m 以上；
? 导线的边长在直线地段不宜短于 200m，在曲
线地段不宜短于 70 m，并尽量选择长边和接
近等边；
? 导线点应埋于坑道底板面以下 10~20cm，上
面盖铁板以保护桩面及标志中心不受损坏，
为便于寻找，应在边墙上用红油漆预以标注；
? 采用双照准法测角，测回间要重新对中仪器
和觇标，以减小对中误差和对点误差的影响；
? 由洞外引向洞内的测角工作，宜在夜晚或阴
天进行，以减小折光差的影响；
? 洞内导线应重复观测，定期检查；
? 设立新点前必须检查与之相关的既有导线点，
在对既有导线点确认的基础上测量新点 ;
? 应构成多边形闭合导线或主副导线环；
? 当有平行导坑时，应利用横向通道，使平行
导坑的单导线与正洞的导线联测，以资检核。
二、洞内高程控制测量
? 洞内高程控制测量的目的，是由洞口高程控制点向
洞内传递高程，即测定洞内各高程控制点的高程，
做为洞内施工高程放样的依据。
? 洞内应每隔 200~500m设立一对高程控制点。高程
控制点可选在导线点上，也可根据情况埋设在隧道
的顶板、底板或边墙上。
? 当采用水准测量时，应进行往返观测；采用光电测
距三角高程测量时，应进行对向观测 ;
? 三等及以上的高程控制测量应采用水准测量，四、
五等可采用水准测量或光电测距三角高程测量 ;
? 高程导线宜构成闭合环。
? 洞内高程控制测量采用水准测量时，除采
用常规的方法外，有时为避免施工干扰还
采用倒尺法传递高程。
图 7 ?? ? 洞内倒尺法传递高程示意图
? 应用倒尺法传递高程时，规定倒尺的读数
为负值，则高差的计算与常规水准测量方
法相同：
hAB = a - b
计算 检核：
7 2 6.0???? ba
726.0?????? ?? hhh 7 2 6.014 ?? BMP HH
高差
测点 后视读数 前视读数
＋ -
测得高程
BM1 1.856 56.231
P1 1.789 1.566 0.290 56, 521
P2 - 2.385 - 2.512 4.301 60.822
P3 - 2.568 - 2.743 0.358 61.180
P4 1.655 4, 223 56.957
∑ - 1.308 - 2, 034 4.949 4.223
