隧道工程控制測(cè)量

吳海勇

中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司

隧道工程控制測(cè)量

吳海勇

中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司

我國(guó)地域面積遼闊，地形以山地、丘陵為主，因此，隧道工程一直是我國(guó)構(gòu)建完善交通網(wǎng)絡(luò)、配備良好基礎(chǔ)設(shè)施等工作的關(guān)注重點(diǎn)。隨著現(xiàn)代化施工技術(shù)的不斷發(fā)展，隧道測(cè)量方式也逐漸增多，在實(shí)際開(kāi)挖的過(guò)程中，施工人員應(yīng)加大對(duì)隧道洞內(nèi)控制測(cè)量工作的重視程度，通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)施工測(cè)量方式，對(duì)隧道測(cè)量工作進(jìn)行動(dòng)態(tài)、科學(xué)控制，提升隧道施工的安全性、可靠性。

隧道工程；控制測(cè)量

1 隧道洞內(nèi)控制測(cè)量

(1)洞內(nèi)平面控制測(cè)量應(yīng)采用導(dǎo)線控制測(cè)量方法進(jìn)行。洞內(nèi)控制導(dǎo)線應(yīng)從測(cè)量設(shè)計(jì)(施工加密網(wǎng))確定的洞外聯(lián)系邊引入，洞內(nèi)洞外平面控制網(wǎng)以邊連接。

(2)洞內(nèi)導(dǎo)向的布設(shè)應(yīng)符合下列規(guī)定。①導(dǎo)線邊長(zhǎng)應(yīng)控制在200米左右，由于隧道內(nèi)空氣質(zhì)量差，通風(fēng)條件有限，過(guò)長(zhǎng)則測(cè)距受影響(有時(shí)都無(wú)法測(cè)距)，太短了精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；②導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在施工干擾小、穩(wěn)固可靠、便于架設(shè)儀器的地方，一般布設(shè)在仰拱填充上，導(dǎo)線點(diǎn)埋設(shè)于隧道中心線往兩邊1.5m處的仰拱上(圖1)。用直徑120mm長(zhǎng)度150mm的套筒和導(dǎo)線點(diǎn)預(yù)埋件預(yù)埋在隧道仰拱填充面上，預(yù)埋時(shí)間為完成仰拱填充后2小時(shí)內(nèi)進(jìn)行(避免混凝土硬化無(wú)法埋設(shè))，套筒頂面應(yīng)與隧道仰拱頂面齊平，鋼管套筒面和仰拱面高度一致；③洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)布設(shè)成多邊形閉合環(huán)，每個(gè)環(huán)由4～6條邊構(gòu)成。長(zhǎng)隧道宜布設(shè)成交叉雙導(dǎo)線形式，以增加網(wǎng)的內(nèi)部檢核條件、提高網(wǎng)的可靠性。

(3)導(dǎo)線測(cè)量前，應(yīng)對(duì)原控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)較差應(yīng)符合《鐵路工程測(cè)量規(guī)范》(TB10101－2009)第6.1.9條的規(guī)定。

圖1 隧道導(dǎo)線點(diǎn)埋設(shè)位置

(4)洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量的精度不應(yīng)低于測(cè)量設(shè)計(jì)時(shí)確定的精度等級(jí)，并應(yīng)有安全可靠的防爆措施，必要時(shí)應(yīng)采用防爆儀器觀測(cè)。

(5)導(dǎo)線水平角觀測(cè)應(yīng)符合下列規(guī)定：洞口測(cè)站測(cè)角工作宜在夜晚或陰天進(jìn)行； 洞內(nèi)測(cè)量前應(yīng)先將儀器開(kāi)箱放置20分鐘左右，讓儀器與洞內(nèi)環(huán)境溫度基本一致； 目標(biāo)應(yīng)有足夠的明亮度，受光均勻柔和、目標(biāo)清晰，避免光線從旁側(cè)照射目標(biāo)； 完成規(guī)定測(cè)回?cái)?shù)一半后，儀器和反射鏡均應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)180°重新對(duì)中整平，再觀測(cè)剩余測(cè)回?cái)?shù)。

(6)洞內(nèi)導(dǎo)線應(yīng)隨施工進(jìn)度分期布設(shè)，布設(shè)新點(diǎn)應(yīng)按第1.2.4條檢測(cè)原有控制點(diǎn)。

(7)洞內(nèi)高程控制點(diǎn)應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件、施工方法和施工進(jìn)度定期復(fù)測(cè)。建立新一期高程控制點(diǎn)前應(yīng)檢測(cè)起算高程點(diǎn)。檢測(cè)已測(cè)測(cè)段高差之差應(yīng)滿足《鐵路工程測(cè)量規(guī)范》(TB10101－2009)表4.2.1的規(guī)定。

(8)洞內(nèi)平面、高程控制點(diǎn)應(yīng)妥善保護(hù)，在施工調(diào)平層的時(shí)候洞內(nèi)CPII、CPIII是還沒(méi)有建立的，還是得用導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行放樣；待洞內(nèi)CPII網(wǎng)建立以后與導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測(cè)確定偏差(洞內(nèi)CPII網(wǎng)一般由設(shè)計(jì)院建立 )。

2 洞外洞外控制測(cè)量概述

2.1 洞外控制測(cè)量的條件洞外控制測(cè)量要求直線型隧道的長(zhǎng)度＞1000m，曲線形隧道的長(zhǎng)度＞500m，所以要根據(jù)橫向型貫通精度的要求來(lái)進(jìn)行平面控制測(cè)量的設(shè)計(jì)施工。在兩個(gè)相鄰處開(kāi)挖洞口(含斜井口、橫洞口)高程的路線長(zhǎng)度＞5000m，所以需要根據(jù)高程貫通精度要求來(lái)進(jìn)行隧道高程控制的測(cè)量設(shè)計(jì)。

2.2 意義在直線隧道施工中，洞外平面控制測(cè)量主要是為了獲得兩端處洞口較為精密的點(diǎn)、平面位置以及引測(cè)進(jìn)洞的大致方向。在曲線隧道施工中，洞外平面控制測(cè)量也具有探測(cè)目的，此處與直線隧道相同，但是還間接地求算隧道的曲線轉(zhuǎn)向角和兩端處洞口的控制樁和交點(diǎn)相對(duì)位置，從而按設(shè)計(jì)來(lái)選配圓曲線半徑，然后緩和曲線的長(zhǎng)度重新選擇隧道的中線位置。

2.3 建立洞外平面控制的常用的方法有：精密導(dǎo)線法、中線法、GPS網(wǎng)絡(luò)、三角網(wǎng)絡(luò)。

2.4 隧道建立洞外平面控制的方法及其簡(jiǎn)介

通常高速公路隧道施工會(huì)根據(jù)隧道的等級(jí)和地理情況，采用隧道洞外的平面控制測(cè)量的精密導(dǎo)線法。

精密導(dǎo)線法簡(jiǎn)介：

(1)通過(guò)導(dǎo)線法創(chuàng)建隧道洞外平面控制的時(shí)候，導(dǎo)線點(diǎn)需要沿著兩端處洞口連線來(lái)進(jìn)行布設(shè)。(2)導(dǎo)線點(diǎn)的位置需要以隧道長(zhǎng)度和輔助坑道數(shù)量及分布情況為基礎(chǔ)，并結(jié)合地理情況和儀器測(cè)量來(lái)進(jìn)行選擇。(3)導(dǎo)線中最短的邊長(zhǎng)不能＜300m，相鄰的邊長(zhǎng)比不能＜1：3，而且要盡量使用長(zhǎng)邊，減小測(cè)角處誤差給導(dǎo)線橫向誤差所帶來(lái)的影響。(4)導(dǎo)線的水平角通常使用方向觀測(cè)法。若水平角的方向只有兩個(gè)時(shí)，可按照奇數(shù)、偶數(shù)來(lái)進(jìn)行測(cè)回然后分別觀測(cè)導(dǎo)線的左、右角，這樣就能夠檢查出測(cè)角儀器所帶的測(cè)量誤差，因此在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的時(shí)候才可以盡可能地減小此項(xiàng)誤差所帶來(lái)的影響。(5)導(dǎo)線內(nèi)業(yè)的計(jì)算通常采用的都是嚴(yán)密平差法，但是四、五等導(dǎo)線也可以采用近似平差的計(jì)算方法。(6)隧道洞外的導(dǎo)線需要組合成閉合環(huán)，在一個(gè)控制網(wǎng)中的導(dǎo)線環(huán)個(gè)數(shù)需要不少于四個(gè)；每個(gè)環(huán)邊的數(shù)量大致為四石條，需要盡可能地將兩端處洞口的控制點(diǎn)收納到導(dǎo)線網(wǎng)當(dāng)中。

總而言之，地下控制測(cè)量的基礎(chǔ)是地面控制，盾構(gòu)隧道施工測(cè)量工作的關(guān)鍵就是地面控制。為了保證隧道工程的順利實(shí)施，必須做好控制，保證盾構(gòu)隧道施工測(cè)量技術(shù)在隧道施工中的正常使用，發(fā)揮盾構(gòu)隧道施工測(cè)量技術(shù)在地鐵施工中應(yīng)有的作用。

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