为控制隧道控制网平差时的误差累积问题，提高隧道控制网平差精度，设计了3种约束方案。首先，考虑到测站铅垂线之间的不平行性，依据控制网规模计算测站铅垂线与储存环中心铅垂线之间的夹角，在平差时顾及该约束，使平差模型更加严密。然后，为提高隧道控制网的平面精度，使用全站仪对距离较远的控制点进行长边夹角测量，在平差过程中附加长边夹角约束。其次，按照一等水准规范，对隧道地面点进行水准测量，基于水准测量结果，采用最小二乘转换方法，将控制网转换至水平面，进一步提高控制网竖向精度。最后，对周长为1 360 m的隧道控制网进行仿真试验。结果表明，顾及测站垂差及水准点高程或高差平差值可提高控制网竖向精度；附加长边夹角约束可提高控制网平面精度；同时顾及测站垂差、长边夹角观测值及水准高程或高差平差值可提高控制点的点位精度，验证了约束条件的有效性。研究成果可为相关工程布设控制网提供参考。