淺談高速鐵路長大隧道施工控制測量

張 飛

中鐵隧道股份有限公司 河南 鄭州 450000

高速鐵路簡稱高鐵,是指基礎設施設計速度標準高、可供火車在軌道上安全高速行駛的鐵路,列車運營速度在250km/h以上。為了保證高鐵的列車運行速度,高速鐵路對建設的線性、地形要求都非常高,需要有一條超長、不間斷且平穩的鐵路。為了突破各種地形建設鐵路,就要運用隧道修建對長線進行延伸和連接。因此,我國長大隧道在高鐵線路中占比量大,也非常常見。而長大隧道的施工由控制測量技術貫穿著始終,促使長大隧道科學地修建,對長大隧道的工程質量起著至關重要的作用。

一、隧道工程測量的概述

隧道工程測量(tunnel engineering survey)[1]是在隧道工程的規劃、勘測設計、施工建造和運營管理的各個階段進行的測量。目前我國高速鐵路隧道施工控制測量方式主要采用全球定位系統(GPS),對隧道的洞外各數據建設定位網絡,對洞內測量應用交叉雙導線的方式進行監控,隨著科技的發展,洞內測量逐漸采用自動化機械技術,全導線也慢慢取代雙導線測量方法。隧道工程測量主要分為三個部分,其分別是：洞外控制測量、洞內外聯系測量和洞內控制測量。

二、長大隧道施工控制測量技術

1.控制測量的設計

(1)洞外控制測量設計。在隧道施工之前,施工團隊應對隧道的性質和作用有嚴格的了解。對隧道選址的實地勘察就需要控制測量技術。控制測量技術首先需要有一個統籌完備的測量計劃,按照施工要求設計測量工作,根據實際施工選擇測量等級,嚴格按照等級要求使用符合精度的測量儀器,從而進行有序地測量。值得注意的是,隧道測量所使用的儀器雖然有不同精度標注,但為了精確測量數據,使用精準度越高的儀器越好。

長大隧道的長度跨度大,因而利用GPS控制網將其網點分段,能夠更加方便地測量,且利于把握測量的精度。因此,基于隧道的長度從而在隧道洞外設立四個平面控制點,三個高程控制點,進洞聯系邊邊長最好要不小于五百米[2]。以上是一般情況,如若在特殊的情境下,每個洞口可設立三個平面控制點,兩個高程控制點,進洞聯系邊邊長一般不超過三百米就足夠。

經由GPS精準測量之后需要運用相關公式對其進行估算,從而對洞外的情況做詳細的分析和判斷。

(2)洞內控制測量設計。洞內運用導線進行測量,所以在洞內每隔350米左右設立導線點[2],平面控制點與高程控制點埋設在同一樁點。洞內導線布設前要按照公式估算洞內寬度貫穿性是否滿足要求。

2.洞外控制測量。首先要對洞外的平面控制網進行測試,對平面控制網的精確度進行檢查,如果平面控制網精準,則可以在其基礎上進行加密建設,設立更加精準的控制網絡體系；如果其不精準,則需要再建立過一個控制網,進而完善新的控制體系。

3.洞內控制測量。由于洞內控制導線目前還是以人工測量為主,因此人工失誤還有儀器上的精確度誤差會對洞內測量產生不利影響,另外,洞內變化的溫度、溫差、氣壓、氣流等客觀環境因素也會的測量結果有所影響。因此,在選用儀器上要盡量選擇精準度高的儀器；測量的工作人員也應該具備素質高的測量技術；在導線測量前要進行儀器的矯正,從而減小誤差；注意溫度和氣壓的改變,對洞內環境進行定期的通風,避免氣壓差以及施工環境差導致測量施工不能有效展開。

通過連接洞外GPS控制網和洞內導線測量,對洞內外控制測量進行連接,從而能夠高效地聯結洞外和洞內的測量。洞內外控制測量也是導線測量的一種,因此要采用雙厚視邊的進洞方法,在夜晚或者無風的陰天進行測量。

4.隧道貫通誤差測量。隧道是由兩邊洞口進行開挖工作的,因此兩邊的開挖工作集中到中間使隧道貫通之后,兩邊的測量因為環境等因素的不同可能會形成誤差,因此,貫通的隧道要再一次做統一的測量,驗證誤差大小,從而把控好整個隧道的質量。在隧道貫通測量設計,主要采用全站儀和電子水準儀進行貫通誤差的測量。

5.貫通誤差的調治。通過貫通誤差測量之后,確定實際的誤差情況,進而在還未進行襯砌的隧道段進行調整,目標是滿足軌道的整體線性和穩定性。以50毫米為基準[3],當誤差小于50毫米時不需要多加調整；當大于50毫米時,要通過CP 控制網進行航跡的調整。通過調治誤差從而使隧道的線路符合整體軌道的標準。

三、長大隧道控制測量誤差存在的問題

測量誤差因為人為原因或者施工環境等原因在實際測量中無法完全地避免,施工團隊雖然在施工的各個環節和設計上都利用各種技術將誤差控制在了很小的范圍內,卻無法保證客觀環境的多變因素對精準度的影響。

因此,測量誤差無法完全消除,且是必然存在的,不以施工隊伍的施工措施為轉移的。目前,我國施工團隊只能采用先進的精準儀器減少測量的誤差,為了避免人工誤差而逐漸普及自動化測量技術,在測量是對環境的狀況多加監控,在施工過程中對測量結果多加驗證,從而在各個步驟中反反復復對測量進行精確度地實驗,從而確保測量結果誤差最小化。

四、結語

長大隧道施工測量貫徹著長大隧道施工的始終,作為衡量施工效果的重要指標,指導著長大隧道施工的方向,影響著整個長大隧道的安全質量和實用性質。因此,在長大隧道施工控制測量的環節中,需要施工建設方對其工作加以重視,通過嚴謹的設計和操作,對測量的每一步進行嚴格的控制,確保隧道貫通誤差,從而保障高速鐵路隧道的工程質量,為我國高鐵建設保證通行安全。