隧道洞內(nèi)主副導(dǎo)線淺析

高同利　孫一琪(中交一公局廈門工程有限公司（溫州繞城高速西南線工程第4標(biāo)項(xiàng)目），浙江　溫州　325018）

隧道洞內(nèi)主副導(dǎo)線淺析

高同利孫一琪(中交一公局廈門工程有限公司（溫州繞城高速西南線工程第4標(biāo)項(xiàng)目），浙江溫州325018）

隧道洞內(nèi)控制網(wǎng)復(fù)測由于受環(huán)境條件的限制。測量條件差，干擾大等各種情況的影響，為保證測量的精度和可靠，使隧道相向或單向開挖的工作面能按規(guī)定的精度正確貫通，并使洞內(nèi)襯砌和各項(xiàng)建筑以規(guī)定的精度、設(shè)計(jì)的位置修建完工。分析和研究隧道控制測量的貫通精度及方法尤為重要。

隧道洞內(nèi)主副導(dǎo)線；角度閉合；坐標(biāo)推算

溫州繞城高速西南線工程第4標(biāo)段畚箕山隧道采用六車道分離式隧道型式，左洞885米。施工測量由主副導(dǎo)線形式隨工序進(jìn)展不斷埋設(shè)。影響隧道貫通測量誤差的因素有三個：洞外控制測量精度等級、洞內(nèi)控制測量精度等級、隧道長度。整個隧道控制網(wǎng)由洞外和洞內(nèi)兩部分組成。洞內(nèi)、外控制通過洞口投點(diǎn)傳遞，洞口投點(diǎn)也應(yīng)納入洞外GPS控制網(wǎng)觀測和平差。在選擇洞內(nèi)外控制點(diǎn)時，要考慮洞身開挖不會破壞，還應(yīng)顧及洞口場地布置不受影響、控制網(wǎng)通視聯(lián)測方便。

1　洞內(nèi)主副導(dǎo)線的布設(shè)及角度閉合多邊形的概括

1.1隧道洞內(nèi)主副導(dǎo)線布設(shè)是由洞口GPS三角網(wǎng)，洞內(nèi)主副兩組導(dǎo)線點(diǎn)組成的。隧道洞口分別利用三個GPS點(diǎn)布設(shè)以供隧道進(jìn)出洞口小三角控制網(wǎng)。由于GPS點(diǎn)距離洞口較遠(yuǎn)，洞口場地狹小，結(jié)合實(shí)地還要分別在洞口設(shè)置獨(dú)立的洞口投點(diǎn)，作為引測進(jìn)洞和測設(shè)洞內(nèi)中線的依據(jù)。

1.2隧道洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)為主副導(dǎo)線環(huán)，一側(cè)為主導(dǎo)線，一側(cè)為副導(dǎo)線，主導(dǎo)線既測角又測邊，副導(dǎo)線只測角以供主副導(dǎo)線角度閉合。為減少不利因素的干擾、保證導(dǎo)線點(diǎn)的密度和使用方便、提高測量精度，施工中導(dǎo)線按200m左右設(shè)置。

1.3為確保貫通，保證精度，尤其要提高點(diǎn)位橫向精度，洞內(nèi)導(dǎo)線采用便于相互校核的主副導(dǎo)線形式隨工序進(jìn)展不斷埋設(shè)。一般來說隧道貫通前不同階段的洞內(nèi)導(dǎo)線需布設(shè)好幾次，因此要堅(jiān)持每個層次的導(dǎo)線均從洞外按要求引設(shè)，避免不同層次的導(dǎo)線點(diǎn)就近使用而降低測量精度。觀測順序如GPS02→GPS03→DK1→JK1→JK2→JK3→JK1～2→JK1～1→DK1→

GPS03，一個完整的閉合導(dǎo)線出來了。注意：觀測時，觀測角必須一致。

2　結(jié)合實(shí)例對主副導(dǎo)線環(huán)的觀測和演算

2.1布設(shè)及觀測。隧道洞口分別利用三個GPS點(diǎn)布設(shè)以供左、右隧道進(jìn)洞口小三角控制網(wǎng)。結(jié)合實(shí)際情況分別在洞內(nèi)每100米設(shè)置一組點(diǎn)，每200米復(fù)測一組主副導(dǎo)線閉合環(huán)，兩個洞口又有獨(dú)立的洞口投點(diǎn)。畚箕山隧道洞口有路、橋的施工，因此考慮在洞口紅線外分別布設(shè)GD38、DG08、GE98三個GPS點(diǎn)，避免工程施工對觀測帶來的影響。DG08、GE98為兩個洞口投點(diǎn)，且兩個洞口投點(diǎn)又可同樣觀測到兩個洞內(nèi)早期的導(dǎo)線點(diǎn)，以做雙層復(fù)核。

隨著施工進(jìn)展，（以畚箕山隧道率先貫通的左洞為例）我們把遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)線的導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)為主導(dǎo)線。從已知點(diǎn)DG08開始，主導(dǎo)線測角、測邊，副導(dǎo)線測角。以三測回的方法測得a、b、c、d、e五個內(nèi)角，L1、L3兩個主導(dǎo)線邊長。整理觀測數(shù)據(jù)，繪制草圖，并標(biāo)明測角及邊長。

2.2按照平面幾何原理，n邊形內(nèi)角和為（n～2）*180。，由于水平角觀測中有誤差，使內(nèi)角之和不等于理論值，而產(chǎn)生角度閉合差：

按測量規(guī)范要求，允許的角度閉合差為：

如果?β≤?β允，則閉合差按“反其符號，平均分配”的原則，對各個觀測角度進(jìn)行改正，閉合差平均分配后，改正后的角度之和應(yīng)等于∑β理，

作為計(jì)算的檢核。

2.3主導(dǎo)線仍按單導(dǎo)線計(jì)算。為了計(jì)算主導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)，需先計(jì)算相鄰兩導(dǎo)線點(diǎn)之間的坐標(biāo)增量，這就要用到邊長和方位角。邊長是直接測量的，坐標(biāo)方位角必須根據(jù)兩GPS點(diǎn)的坐標(biāo)方位角&及觀測的導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角（改正后的角值）來推算的。然后根據(jù)已知點(diǎn)DG08到Z1的邊長及其坐標(biāo)方位角a來計(jì)算兩端點(diǎn)的坐標(biāo)值之差，又為坐標(biāo)增量。

坐標(biāo)增量的計(jì)算公式為：

2.4已知DG08的坐標(biāo)，經(jīng)計(jì)算得出DG08點(diǎn)到Z1點(diǎn)：X軸的坐標(biāo)增量X1，Y軸的坐標(biāo)增量Y1，則得出畚箕山左洞洞內(nèi)第一個主導(dǎo)線點(diǎn)Z1的坐標(biāo)：

以此逐步計(jì)算出主導(dǎo)線點(diǎn)Z1、Z3、Z5的平面坐標(biāo)，而副導(dǎo)線點(diǎn)不用計(jì)算。

2.5在工程進(jìn)展初期觀測洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的同時，為了把隧道洞內(nèi)導(dǎo)線的貫通誤差降到最小，畚箕山隧道進(jìn)行了兩次穿過人行橫洞的導(dǎo)線和水準(zhǔn)附和聯(lián)測。畚箕山左洞順利貫通后，從進(jìn)出口兩側(cè)測得隧道的貫通誤差坐標(biāo)X、Y、Z均在1cm之內(nèi)，確保了貫通精度。

3　結(jié)語

總的來說，主副導(dǎo)線環(huán)層次分明，結(jié)構(gòu)簡單。不同階段的導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)采用了檢核措施彌補(bǔ)了導(dǎo)線觀測數(shù)據(jù)少而增加多于觀測的措施，提高了點(diǎn)位精度。同時，結(jié)構(gòu)簡單有效地減少洞內(nèi)控制測量誤差對貫通的影響；盡量采用和線路方向一致的長三角，以減少測量誤差對橫向貫通的影響；導(dǎo)線網(wǎng)的延伸方向盡量垂直貫通面，減小橫向貫通的影響。

［1］JTJ042～94《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》.

［2］交通工程測量學(xué)，西南交通大學(xué)出版社，1995.