高海拔超特長隧道的控制測量

楊云

摘 要：隨著鐵路的飛速發(fā)展，修建10km以上的鐵路隧道技術(shù)也越來越成熟。本文根據(jù)長隧道控制測量的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合云南華麗高速公路隧道的實(shí)際測量情況，詳細(xì)闡述平面控制測量中隧道洞的測量技術(shù)，以期為其他工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：控制測量;隧道;平面控制

中圖分類號：U452.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2018）26-0116-02

1 工程概況

本文以云南華麗高速在建的全國第三長公路隧道全長11.914km為依托，講述高海拔地區(qū)超特長隧道的洞外靜態(tài)。隧道由中建交通與中建七局對打，中建交通屬于進(jìn)口端，中建七局屬于出口端，各打5.957km。中建交通的標(biāo)段在李洞口3.1km處有1座斜井、1個(gè)排風(fēng)井和1個(gè)送風(fēng)井，中途設(shè)計(jì)貫通誤差。

2 測量儀器

根據(jù)高海拔超特長隧道中洞內(nèi)洞外測量的要求，選取一定精度的儀器，儀器配置要求穩(wěn)定可靠，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)場使用。對儀器的管理需要由專人負(fù)責(zé)，及時(shí)檢查儀器故障，避免測量誤差。測量儀器配置情況見表1。

3 平面控制測量

3.1 洞外控制測量

中建交通在營盤山隧道進(jìn)口端，開挖時(shí)采用進(jìn)口、出口和1個(gè)斜井3個(gè)開挖面同時(shí)進(jìn)行的掘進(jìn)方案。在開挖過程中，可以設(shè)置GPS控制點(diǎn)，作為后續(xù)測量的依據(jù)。

3.2 洞內(nèi)平面控制測量

3.2.1 洞內(nèi)控制測量的特點(diǎn)。①洞內(nèi)測量，由于空間有限，很多測量方法都施展不開，因此，需要以導(dǎo)線的方式布線。②導(dǎo)線測量，不是一次就能測量完成的，需要多次分段進(jìn)行[1]。③由于洞內(nèi)條件限制，人員、機(jī)械、燈光等都會影響測量結(jié)果的精度。④洞內(nèi)地形狹窄，人員及機(jī)械的來回走動，會影響之前的控制點(diǎn)位置，因此在布設(shè)導(dǎo)線時(shí)，先檢查控制點(diǎn)的位置是否正確，避免偏移產(chǎn)生誤差[2]。

3.2.2 導(dǎo)線布設(shè)方案的確定。在布設(shè)導(dǎo)線時(shí)，要根據(jù)具體的地形特點(diǎn)布設(shè)不同的導(dǎo)線網(wǎng)形。單線測量對評定測量精度有一定的要求，一般不采用。最常見的是采用閉合導(dǎo)線的方式，多邊形閉合導(dǎo)線能有效避免精度不足而產(chǎn)生的誤差。

3.2.3 洞內(nèi)控制測量精度設(shè)計(jì)。根據(jù)隧道洞內(nèi)控制測量導(dǎo)線要求，按四等導(dǎo)線要求布設(shè)。其精度分別要滿足如下要求。

①由于隧道施工、操作難度大，再加上燈光機(jī)械等的影響，測量會產(chǎn)生一定的偏差，因此，測角精度要求達(dá)到±2.5″。

②對于閉合導(dǎo)線的精度要求，按測距相對中誤差的1/50 000計(jì)算。直線段的導(dǎo)線長度一般不會有較大誤差，主要是測角精度，關(guān)于導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求見表2。

③測量方法及具體操作規(guī)程：使用全站儀TCRA1201進(jìn)行測量，2個(gè)方向分別測量左右角2次，每一次測量的左右角之和為360°，精度滿足±5″內(nèi)，左右角之差精度滿足±5″，測量數(shù)據(jù)見表3。

3.2.4 洞內(nèi)控制測量注意事項(xiàng)。在進(jìn)行洞內(nèi)控制測量時(shí)，應(yīng)注意以下幾方面的問題。

①對于隧道洞內(nèi)控制測量導(dǎo)線的布置，首先要保證在不影響正常施工的前提下完成，布置點(diǎn)要求穩(wěn)定可靠，不易被摧毀[3]。

②對導(dǎo)線邊長的要求，應(yīng)該盡量使用長邊。

③對洞內(nèi)閉合導(dǎo)線采用嚴(yán)密平差法測量，其坐標(biāo)與洞外保持一致。

④在測量導(dǎo)線長度時(shí)，需要將全站儀鏡頭擦拭干凈，避免灰塵、水汽引起的讀數(shù)誤差。

4 高程控制測量

在高程控制測量過程中，洞外和洞內(nèi)誤差分別為±18mm和±17mm。平面高程控制是以水平樁點(diǎn)復(fù)測結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)誤差進(jìn)行對比。經(jīng)復(fù)測與測量公司的水準(zhǔn)點(diǎn)均正確無誤。三、四等水準(zhǔn)測量精度要求見表4。

4.1 高程控制測量設(shè)計(jì)

對高程測量進(jìn)行設(shè)計(jì)，由外而內(nèi)，先對洞內(nèi)高程進(jìn)行測量，精度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，開始洞內(nèi)高程測量。洞內(nèi)地形一般比較平坦，需要使用更加精密的儀器進(jìn)行測量，以便減少誤差，可以采用三等水準(zhǔn)測量。具體要求如下。

①在洞內(nèi)依據(jù)洞外高程控制點(diǎn)進(jìn)行往返觀測，在洞口處埋設(shè)一個(gè)永久性水準(zhǔn)點(diǎn)作為向洞內(nèi)傳遞高程的依據(jù)[4]。

②在洞內(nèi)測量時(shí)，需要隔一定的距離設(shè)置一個(gè)控制點(diǎn)，往返觀測。

③定期對洞內(nèi)高程點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測核對，檢查測量漏洞。

4.2 高程控制測量技術(shù)要求

高程控制測量技術(shù)要求見表5。

經(jīng)測定，橫向貫通誤差均在2cm以下，遠(yuǎn)小于相應(yīng)長度隧道貫通誤差允許值，控制測量達(dá)到預(yù)期目的。

5 結(jié)語

從實(shí)踐結(jié)果來看，為了提高隧道掘進(jìn)過程中測量數(shù)據(jù)的精確，保證施工質(zhì)量，需要加強(qiáng)對洞內(nèi)測量和洞外測量的控制，采用全站儀實(shí)地測量，優(yōu)化施工測量路線，改良測量環(huán)境、測量方法等，全面提高測量精度。

參考文獻(xiàn)：

[1]李峰.特長隧道高精度GPS施工控制網(wǎng)建立方法[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（4）：1-5.

[2]王進(jìn)元.公路測量中坐標(biāo)系統(tǒng)確定方法的探討[J].測繪技術(shù)裝備，2011（1）：46-47.

[3]袁崢，崔逍，萬宏德.網(wǎng)絡(luò)RTK在寧波機(jī)場快速路工程首級控制網(wǎng)測量中的應(yīng)用[J].測繪通報(bào)，2011（10）：32-34.

[4]吳迪軍，熊偉.港珠澳大橋工程坐標(biāo)系設(shè)計(jì)[J].測繪通報(bào)，2012（1）：53-55.