为保证隧道工程在多个开挖面的掘进中，使施工中线在贯通面上的横向及高程能满足贯通精度的要求，必须建立地面控制测量。

地面控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。一般要求在每个洞口应测设不少于3个平面控制点和2个高程控制点。直线隧道上，两端洞口应各设一个中线控制桩，以两控制桩连线作为隧道的中线。平面控制点应尽可能包括隧道洞口的中线控制点，以利于提高隧道贯通精度。在进行高程控制测量时，要联测各洞口水准点的高程，以便引测进洞，保证隧道在高程方向正确贯通。

地面控制测量的主要内容是：复核洞外中线方向以及长度和水准基点的高程；设置各开挖洞口的引测点，为洞内控制测量做好准备；测定开挖洞口各控制点的位置，并和路线中心线联系以便根据洞口控制点进行开挖，使隧道按设计的方向和坡度以及规定的精度贯通。

1）地面平面控制测量

地面平面控制测量的主要任务是测定各洞口控制点的相对位置，以便根据洞口控制点按设计方向进行开挖，并能以规定精度正确贯通。地面平面控制测量的方法有：中线法、三角测量法、导线测量法、GPS测量法。

（1）中线法

图14-14　中线法

由于中线长度误差对贯通影响很小，所以较短的直线隧道一般采用中线法。如图14-14所示，A、B为两洞口中线控制点，但互不通视。中线法就是在AB方向间按一定距离将1、2等点在地面标定出来，作为洞内引测方向的依据。

安置经纬仪于A点，按AB的概略方位角定出1′点。然后迁站至1′点以正倒镜分中法延长直线定出2′，按同法逐点延长直线至B′点。在延长直线的同时测定A1′、1′2′、2′B′的距离和BB′的长度，根据相似三角形可求得2点的偏距22′的长度。

在2′点按近似垂直2′B′方向量取22′长定出2点。安置仪器于2点，同理延长直线B2至1点，再从1点延长至A点，若不和A点重合，再进行第二次趋近。直至1、2两点位于AB直线上为止。最后用测距仪分段测量AB间的距离，其测距相对误差K≤1/5000。

若用于曲线隧道，则应首先精确标出两切线方向，然后精确测出转向角，将切线长度正确地标定在地表上，以切线上的控制点为准，将中线引入洞内。中线法简单、直观，但其精度不太高。

（2）三角测量法(www.daowen.com)

图14-15　隧道小三角控制网

当隧洞较长、地形复杂、量距困难时可采用三角测量法。如图14-15所示，隧洞三角网一般布设成沿隧道路线方向延伸的单三角锁，尽可能垂直于贯通面。直线隧道最好尽量沿洞口连线靠近中线方向布设成直伸型三角锁（三角锁的一边尽量位于中线上），以减小边长误差对横向贯通的影响。由于三角锁各边边长是根据基线推算出来的，所以起始边基线测量精度要求较高，不低于1/300000。测角精度要求为±2″。根据各控制点坐标可推算开挖方向的进洞角度。如在A点安置仪器，C点定向，转角360°-β1，即得进洞的中线方向。

（3）导线测量法

用导线测量法建立地面控制的主要仪器为测距仪或全站仪。由于其测距方便且灵活，所以对地形复杂、量距困难的隧道进行地面平面控制已成为主要方法。直线隧道的导线应尽量沿两洞口连线的方向，沿隧道中线布设成直伸形式，因直伸导线的量距误差主要影响隧道的长度，而对横向贯通误差影响较小。曲线隧道的导线两端应沿切线布设导线点，中部为直线时，则中部沿中线布设导线点；整个隧道都是曲线应尽量沿两端洞口的连线布设导线点，导线应尽可能通过隧道两端洞口及各辅助坑道的进洞点，并使这些点成为主导线点。为了增加校核条件、提高导线测量的精度，可将导线布设成主副导线闭合环。

（4）GPS测量法

图14-16　隧道GPS控制网方案

用全球定位系统GPS技术建立隧道地面控制网，布设灵活方便、工作量小、速度快、精度高。建议大、中型隧道地面控制网用GPS来建立。用GPS作地面平面控制时，只需要布设洞口控制点和定向点且相互通视，以便施工定向之用，最好选在线路中线上。除要求洞口点与定向点通视外，定向点之间不要求通视。与国家控制点之间的联测也不需要通视。定位网由隧道各开挖口的控制点组成，每个开挖口应多布测几个控制点。整个控制网应由一个或若干个独立观测环组成，每个独立观测环的边数最多不超过12个，应尽可能减少。图14-16为一GPS控制网布网方案，图中AB两点间连线为独立基线，网中每个点尽量与多一点的边相连，其可靠性会更好。

由上述各种方法比较看出，中线法控制形式最简单，但由于方向控制较差，故只能用于较短的隧道；三角测量方法其方向控制精度最高，但其三角点的布设要受到地形、地物条件的限制，而且基线边要求精度高，使丈量工作复杂，平差计算工作量大；导线测量法由于布设简单、灵活、地形适应性强、外业工作量少且用三角高程法测量高程可以同时进行，因而逐渐成为隧道控制的主要形式和首选方案；GPS测量法因仪器价格较高，现阶段应用并不广泛。

2）地面高程控制测量

高程控制测量的任务是按规定的精度测定洞口附近水准点的高程，作为高程引测进洞的依据。每一洞口埋设的水准点应不少于2个。水准线路应形成闭合环或敷设2条互相独立的水准路线，以达到测站少、精度高的要求。水准测量的等级取决于隧道的长度和地形情况。一般情况下，4000m以上特长隧道应采用三等水准测量，2000～4000m长隧道应采用四等水准测量，2000m以下隧道可采用等外水准测量。