鐵路隧道工程施工測量技術的運用

摘要：隨著我國鐵路建設高峰的來臨，各條鐵路的設計都向著高速度， 高載重量的趨勢發展，這就要求鐵路路線盡可能的取直線，避免遇到高山環繞，就要選擇修建隧道。測量技術在隧道工程施工中占有很重要的位置，本文分析了鐵路隧道工程的測量技術的運用。

關鍵詞：鐵路；隧道工程；施工；測量

隧道建設過程中，測繪工作占有很重要的地位。為保證隧道本身安全，并使周圍建筑免受影響的必要措施。隧道工程測量是隧道工程不可缺少的一部分，是重要的技術部門，對工程的施工和建設起著保證和監督作用，對安全生產起指導性作用。

一、隧道工程工測量的特點

（1）洞外總體控制。作為指導隧道施工的測量工作，在隧道開挖前一般要建立具有必要精度的、獨立的隧道洞外施工控制網，作為引測進洞的依據；對于較短的隧道，可不必單獨建立洞外施工控制網，而以經隧道施工復測、調整后并確認的洞外線路中線控制樁為引測進洞的依據。

（2）洞內分級控制。洞內控制點控制正式中線點（正式中線點是洞內襯砌和洞內建筑物施工放樣的依據），正式中線點控制臨時中線點：臨時中線點控制掘進方向。洞內高程控制與平面相仿，臨時水準點控制開挖面的高低，正式水準點控制洞內襯砌和洞內建筑物的高程位置。

（3）開挖方法影響測量方式。先導坑后擴大成型法對隧道的位置還有一定的糾正余地，隧道施工測量可先粗后精；全斷面開挖法一次成型，隧道施工測量必須一次到位。對于采用全斷面開挖法開挖的隧道.其測量過程與先挖導坑后擴大成型開挖的隧道基本一樣，不同的是對臨時中線點、臨時水準點的測設精度要求較高，或者是直接測設正式中線點、正式水準點。

（4）隧道施工的特殊環境對控制點布設提出特殊要求。隧道貫通前，洞內平面控制測量只能采用支導線的形式，測量誤差隨著開挖的延伸而積累。洞外控制網和洞內施工控制測量應保證必要的精度。控制點應設置在不易被破壞的位置處。

二、隧道工程測量要點分析

1、洞外控制測量

洞外控制測量首先應根據控制網進行洞口的引測投點，以利施工時據以進行洞內控制測量。投點時應結合地形地物，力求圖形剛強簡單，在確保精度的前提下，充分考慮觀測條件，測站穩定程度，便于引測進洞，避免施工干擾。每個洞口應設兩個測點，并應納入控制網中。洞外平面控制測量常用的方法有：中線法、精密導線法、三角鎖法。

2、洞內控制測量

洞內施工測量主要控制好隧道凈空，開挖、支護、二襯不要侵入凈空，當然也要控制好超挖過大的問題。按照設計或實際圍巖地質情況，測量精度也相應分為3個級別，即開挖輪廓測量、初期支護定位測量以及二次襯砌施工測量。

（1）開挖輪廓測量放樣

設計文件一般都提供了襯砌設計圖，一般情況均可按設計圖紙給定的輪廓參數進行測量放樣。但應值得注意的是，設計圖紙給定的預留沉降量是分圍巖級別統一給出的，而現場施工由于位置不同往往會出現不一致的地方，需要施工單位自己調整掌握。根據經驗，洞口5m～10m內（視圍巖情況）應該高于設計要求進行放樣，以減少由于洞口開挖后，山體的應力釋放，產生過大的洞口破壞。而10m以后根據量測結果，可以按設計提供的參數進行（圍巖穩定時甚至可以降低要求）。洞內圍巖強度穩定性如果較設計差，地質構造破壞嚴重的局部地帶，也應高于設計要求進行放樣，以減少不良地質巖體段的應力釋放，巖體失穩造成凈空受限的情況發生。

要求測量技術人員每循環的開挖輪廓必須到現場畫出，以控制好鉆孔輪廓位置，盡量減少超挖和欠挖。

（2）初期支護定位測量

要求每次進行支護時，測量人員均應進入現場，進行支護框架體儀器定位，防止立架錨噴支護實體侵入凈空，否則日后返工，鑿除難度很大，嚴重影響工期和質量。這個階段控制好輪廓標高、凈寬、保證輪廓園順，一般就不會出現大問題。當然如果支護結束后凈空過大，則日后二襯工程質量將增大，施工單位經濟效益也將損害。

（3）二次襯砌測量

隧道二次襯砌施工測量是正常施工測量的最后一道關卡，它的準確與否直接影響隧道通車凈空要求和能否按設計要求竣工交驗，因此極為重要，一定要慎重處理。這個階段主要根據設計文件，在平面和高程上嚴格按圖放樣，定位整體襯砌臺車（一般按規范要求，可以將原設計輪廓線放大5cm，以消除二襯硅施工中的臺車變形而侵入凈空現象），放大后的5cm輪廓位置在水溝蓋板內側墻進行調整處理。

（4）監控量測

隧道施工監控量測工作，貫穿于從開工到竣工交驗全過程是一項必測項目。 它的作用和目的體現在：①為安全生產提供信息（超前預警。事后警報）。掌握施工中圍巖和支護的動態信息地質超前預報。及時反饋信息，以指導施工作業，該加強要及時加強，要減弱也可以減弱支護。②為新奧法設計和施工提供科學依據。通過對圍巖和支護的變位。應力變化，提供設計部門修改支護系統參數設計。

一般設計文件都會有對本工程的具體量測點位布置。量測頻率，量測項目等提出要求，技術人員在具體實測時應認真布點，認真測量，真實記錄并匯總分析，為安全生產和新奧法科學設計提供依據。

（1）地質和支護狀況量測。這項工作主要是開挖和初期支護后（每循環），對揭露的巖性。結構產狀以及支護變形觀察、描述和編錄，與設計文件巖性、地質構造對照；使用鋼卷尺、地質羅盤工具以及數碼影像。

（2）剝周邊位移量測。采用各種類型的收斂儀，按照量測計劃和頻率，逐斷面而進行收斂數值實測，提供有效數據，判斷圍巖應力變形、支護體破壞程度。

（3）拱頂下沉測量。拱頂下沉是監控量測中最明顯和直觀的測量，運用水準儀和全站儀均可進行。

（4）錨桿拔力實驗。錨桿拉拔力試驗主要可以檢測錨桿支護系統與圍巖之間共同作用支護圍巖的效果，采用錨桿拉拔儀進行；這是新奧法隧道施工的必測項目。

3、輔助坑道施工測量

（1）經輔助坑道引入的中線及水準測量，應根據輔助坑道的類型、長度、方向和坡度等，按要求精度在坑道口附近設置洞外控制點。

（2）平行導坑與橫洞的引線方法和高程測量，均與正洞相同。

（3）斜井中線的方向，應由斜井井口外直線引伸，可采用正倒鏡分中法進洞；斜井量距應丈量斜距，測出樁頂高程，求出高差，按照斜距換算出水平距離。

（4）豎井測量時，應根據豎井的大小、深度，必要的測量精度決定測量方法，經豎井引入的中線的測量，可使用鋼絲吊錘、激光、經緯儀等。經豎井的高程，可將鋼卷尺直接調下測定。

4、隧道貫通誤差的測定與調整

1、采用中線法測量時，應由測量的相向兩方向分別向貫通面延伸，并取意臨時點，量出兩點的橫向和縱向距離，得出的即為實際橫向和縱向貫通誤差。

2、采用導線法測量時，在貫通面附近定一臨時點，由進測的兩方向分別測量該點的坐標，所得的閉合差分別投影至貫通面及其垂直的方向上，得出的即為實際橫向和縱向貫通誤差。

3、水準路線由兩端洞內進測，分別測至貫通面附近的同一水準點或中線點上，所測得的高差即為實際的高程貫通誤差。

4、實際貫通誤差的調整

隧道貫通以后，中線和高程的實際貫通誤差，應在未襯砌地段（調整地段）調整。調整地段的開挖和襯砌，均應以調整后的中線和高程進行放樣。

三、結束語

隧道測量工作的重點不僅僅是保證測量成果和樁位的準確，更重要的是進行施工過程的測量監控和復核，及時糾正施工誤差，滿足隧道凈空、限界、標高、中線及預留沉降等的要求，及時反饋信息，與其他技術管理人員一道，共同控制好工程質量。

參考文獻

[1]李青兵，陳永奇.主編工程測量學.北京：北京測繪出版社.1995.

[2]李曉莉.測量學實驗與實習[M].北京：測繪出版社，2006.

[3]張正祿.工程測量學[M].武漢：武漢大學出版社，2005.