小半徑螺旋式隧道測量技術

賈世斌，吳迪，劉丹（中建八局第三建設有限公司，重慶 400020）

小半徑螺旋式隧道測量技術

賈世斌，吳迪，劉丹
（中建八局第三建設有限公司，重慶 400020）

為了保證隧道運行的安全和穩定，做好隧道測量非常重要。隨著科技的發展，人們逐漸將導線加密技術配合萊卡全站儀進行應用，采用卡西歐計算機編程來對小半徑螺旋隧道復雜曲線進行處理，從而保證隧道測量工作能夠更加科學和高效，并為后期測量放樣提供堅實基礎。

小半徑螺旋式隧道；導線加密；編程處理

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.11.043

1　引言

隨著我國經濟的不斷發展和城市化進程的加速，各大城市公共交通壓力逐漸增大，為有效地利用有限的土地資源，緩解城市交通壓力，小半徑螺旋式隧道得到大力發展。小半徑螺旋式隧道施工過程中隧道測量是保證隧道質量安全的先決條件，如何在施工過程中確保隧道的線路準確變得尤為重要。

2　工程概況及地理位置

渝中區大化路道路工程位于重慶市渝中區，是連接大坪與化龍橋的一條城市次干道，由明挖路基、超小凈距+分離式+連拱組合型式隧道、高切坡組成。道路為雙向4車道，標準路幅寬為最窄16m,最寬20.5m，道路最大縱坡7.39%。其中隧道左線長417.8m，右線長474.5m。隧道左線半徑為100m，右線半徑為110m。

3　隧道測量過程中的重難點

隧道整體呈螺旋狀下穿人防中心山體，其半徑小、縱坡大，是空間螺旋隧道，而且隧道從兩端向中間開挖，對施工測量精度要求非常高。

4　隧道測量技術

4.1控制測量及加密導線布設

4.1.1控制測量

控制點交接后，選擇合適的測量方法和測量儀器精確測量各控制點的平面坐標以及高程，按照要求布設一系列控制點組成測量控制網。控制測量應由高等級到底等級加密進行，直到最低等級的圖根控制測量，見表1。

表1　大化路施工控制網控制測量成果（重慶市獨立坐標系56黃埔高程系）

經由已移交控制點，完成控制點復測工作，測量控制點附和導線，復核結果如下。

4.1.2加密導線布設

小半徑螺旋隧道因特殊的地理條件，半徑小、落差大，大化路隧道進出口高程相差16.913m,對施工測量造成很大的影響。此外，移交控制點位距離長，高差大，隧道進出口前后不通視，視距小不能滿足工程施工要求。綜合研究分析后運用支導線法分別在隧道進出口布置支導線，以一條強邊做基準導線邊，運用IV1788、IV1790對隧道進出口分別做支導線[1]。

4.2應用程序編輯

完成導線測量后，運用徠卡隧道后處理軟件根據圖紙對整個線路進行編輯。

4.2.1平曲線設計編輯

平曲線要素數據主要有里程、坐標。里程為曲線主點里程，坐標對應主點里程X坐標、Y坐標。線型以該里程起點的線型為準，包括直線、圓曲線、緩和曲線、終點。半徑按照圓曲線或緩和曲線的半徑值。平曲線設計編輯見圖1。

圖1　平曲線設計

4.2.2豎曲線設計編輯

豎曲線設計是用來確定道路縱斷面的高程，一般情況是按照設計高程控制。豎曲線要素數據主要有里程、高程、半徑、切線。里程為豎曲線變坡點處里程，高程當前里程處高程值，半徑為豎曲線半徑值，凸曲線為“+”，凹曲線為“-”，切線為該豎曲線的切線長[2]。

4.2.3橫斷面設計編輯

橫斷面設計是用來描述隧道斷面輪廓線的形狀。橫斷面曲線要素的輸入要建立一個坐標系，坐標系以線路在斷面里程處設計標高為原點，以線路中線前進方向右側法線為X軸，以原點天頂方向為Y軸。

橫斷面要素輸入如下：

起點：曲線要素線段/弧段起點在坐標系中的坐標值。

終點：曲線要素線段/弧段終點在坐標系中的坐標值。

線型：線型為曲線要素類型，根據斷面形狀取對應現行。

半徑：弧段半徑值。

圓心角：弧段對應的圓心角度值，如12毅25憶36義的輸入方法為12.2 536(ddd.mmss)，在橫斷面數據文件中角度以弧度形式顯示。橫斷面設計編輯顯示見圖2。

圖2　橫斷面編輯

4.3應用工具程序編輯

施工過程中，運用徠卡全站儀對隧道進行施工放線工作，控制中線、邊線、拱頂放線過程中，對全站儀測量的數據進行復核，應用卡西歐fx-5800p計算機對整個線路進行編輯，編輯根據設計圖紙，設計圖紙已經給出了緩和曲線、圓曲線與直線3種線元的完整數據，如起終點樁號、坐標、走向方位角、曲線長、緩和曲線參數及圓曲半徑，根據已有的數據編輯計算器應用程序，按照線圓法編輯，程序編輯完成后可計算任意坐標在施工線路之中的邊距偏移位置及里程樁號，現場全站儀程序可以直接測出樁號里程、邊距，兩者之間可以相互復核。

4.4計算線路法線互差值

根據圖紙及地形原因，大化路隧道分8種襯砌斷面，分別為小凈距V級圍巖洞口加強段復核式襯砌（Vaj-d型襯砌）、小凈距V級圍巖洞口復合式襯砌（V jb-d型襯砌）、小凈距Ⅳ級圍巖洞身淺埋段復合式襯砌（Ⅳayj-d型襯砌）、分離隧道下穿建筑預留加強復合式襯砌(Va-dj型襯砌)等8種斷面形式。以下簡單介紹右線隧道Vaj-d型襯砌每延米左右兩側進尺情況。

Vaj-d型襯砌適應于右線隧道里程k0+328.5～k0+352段，計算施工現場放線每延米左右兩側進尺情況，右線隧道半徑110m，按每延米進尺1m來算，弧長公式：

式中，L為弧長，n為弧長所對應的圓心角；π為圓周率;R為圓半徑。

左右兩側半徑各為：

左110-1.42=108.58m

右110+10.53=120.53m

代入弧長公式：n=0毅31憶16.09義，左側進尺：L左=0.987m,右側進尺：L右=1.096m。

進入隧道初支施工過程中應嚴格按照法線徑向施工，初支支護每延米進尺左側進0.987m,右側進1.096m,方能解決左右兩側進尺不平衡，因不平衡引起的錯臺、由弧線隧道而做成直線隧道。

5　結論

結合現場地形及設計圖紙情況，精心加密復測導線控制網，結合非完整緩和曲線特性和理論進行解析計算。再利用LEICA TCR802全站儀后處理軟件系統對小半徑螺旋隧道進行解析并采用CASIO fx-5800P計算器進行編程設計，為后期工程施工放樣提供了充分的準備。運用徠卡后處理軟件使施工放線簡單、高效快捷，運用卡西歐計算器對后處理軟件的復核，結合設計圖紙對本施工方法在渝中區大化路隧道工程的成功，對類似小半徑隧道測量提供經驗。

【1】楊志藻，李建中.特大型互通式立交橋施工測量[J].工程勘察，2013（3）:135.

【2】魏二虎，黃勁松.GPS測量操作與數據處理[M].武漢：武漢大學出版社，2004.

The Measurement Technology of Small Radius Spiral Tunnel

JIA Shi-bin，WUDi，LIU Dan
(ZhongjianEightinningsin theThirdConstructionCo.Ltd.，Chongqing 400020,China）

In order to guarantee the security and stability of the tunnel operation,do a good job tunnel measurement is particularly important.W ith the development of science and technology,people gradually w ire encryption technology cooperate with leica total station inapplication,casio computerprogramm ing isused to todealwithsmallradiusof thespiraltunnelcomplex curve,thusensuring tunnelmeasurementcanbemorescientificandefficient,andprovidesolid foundation forlatermeasuring lofting.

smallradiusspiraltunnel；wireencryption；program

U452.1

B

1007-9467（2016）11-0144-02

賈世斌（1985～），男，重慶人，工程師，從事路橋隧道測量與研究。

2016-08-17