高速公路隧道施工測量技術研究

陳賀

中國葛洲壩集團路橋工程有限公司 湖北 宜昌 443000

引言

目前，高速公路隧道的建設已廣泛采用現場測量技術進行設計與施工。通過對隧道進行測量，可以預測預報周圍巖土的變化情況，并優化設計和指導施工，避免在隧道施工中施工人員發生重大安全事故，確保了隧道施工安全，使隧道在后期的施工工程使用時變得更加經濟合理。高速公路隧道施工過程中正確的運用測量技術，既有利于降低施工成本，又能增加高速公路隧道的使用壽命。本文就高速公路隧道施工測量技術的項目和方法以及成果分析這兩大方面來對測量技術展開敘述。

1 高速公路隧道施工測量技術的價值

1.1 凸顯決策科學性，提升施工質量

在公路隧道施工中，具有恒定的原受力情況，但是隨著開挖工作的開展和推進，會導致整體結構產生不同程度的變化，工作人員為了保證整體結構的穩定性，需要采取加固措施確保支護結構的穩定，同時借助襯砌結構對應力變化情況進行高效應對。通過測量技術能夠保證施工企業獲取準確的數據，為支護和加固工作的順利開展提供數據支撐，有效控制復雜的受力情況，提升施工質量和技術水平。

高速公路隧道施工過程中提高測量技術是有助于對隧道建設的手段科學化。隧道建設施工前需要對施工的環境、施工的技術做相應的評估，通過評估才能掌握隧道施工是否有可行性。對隧道進行測量，主要是測量隧道開鑿的距離，以及幫助施工隊準確地把握隧道開鑿的距離。測量技術并非僅僅是對距離進行評估，還需要對其他數值進行精準性評估，通過測量技術的使用，能夠為施工企業提供精準的數據，這些數據在工程建設方案中均是必要的，在設計方案時，需要有準確的數據，依托數據進行科學的決策。在施工時也需要在科學的決策方案指導下進一步的施工。另外，高速公路的隧道施工相較于其他隧道施工而言，應更加精細化，需要將數據精確化，施工方案精細化，這樣才能推動施工過程的精細化，數據精細化發展了，施工質量也能隨之提升。

1.2 展現監測動態化，保證施工安全

和普通地面工程不同，隧道結構的受力情況更加復雜，并且隨著所受的外力也在發生不同程度的改變。當前關于高速公路隧道施工荷載體系方面的研究仍然存在一定的不足，缺乏荷載量值方面的研究，導致整體深度不夠，加上設計方案的不合理，導致施工企業決策和操作科學性、合理性不高，而應用測量技術能夠明確具體的隧道結構受力情況，從而采取有效的應對措施，保證隧道工程的施工穩定，避免發生安全事故，避免對施工人員的生命財產安全產生威脅。利用測量技術能夠準確地測量隧道中的巖體結構，施工人員根據測量的結果分析巖體的受力情況，從而采取有效的加固措施保證巖體穩定性，降低發生安全事故的概率。

1.3 數據測量精細化，減少施工誤差

高速隧道工程與其他工程建設具有差異性。高速公路的隧道建設需要對周邊的山體環境，以及山體結構進行全方位了解，通過對山體結構的測量來評估隧道建設的安全性。高速公路上建設隧道是存在一定安全隱患的，因此，需要有專業的團隊對其進行測量與評估，將測量數據進行分析整合，通過提高數據測量的準確性，減少施工誤差，提高隧道工程建設的安全系數[1]。

2 高速公路隧道施工測量技術

2.1 洞外控制測量

2.1.1 三角鎖法。①三角鎖適用于只考慮橫向貫通精度的情況，該方法的關鍵在于布設角度測量網、邊測量網、邊交網。②與洞口連接線同向布設三角鎖，以三角點為洞口投點，盡量減少所需三角形數量，確保三角形總數在12以內。

2.1.2 精密導線法。①單導線。對于直線隧道，單導線起點是中線，對于非直線隧道，起點為洞口切線轉點、次級相交點。②主輔導線環。主輔兩條平行導線，在隧道首尾相連形成閉環，適用于較長隧道的控制測量。③導線網。適用于復雜線路或輔助坑道較多的隧道，所有角和邊均應測量。④附合導線?？稍谙嘞蜷_挖的隧道洞口設置附合導線，以在隧道的兩端設置測量控制點；在處理測量數據時，應盡量減少測量誤差帶來的影響。

2.2 洞內控制測量

2.2.1 洞內導線測量。①隧道施工時，間隔20m埋設中線控制樁，隧道掘進至一定長度時設置一個導線點，或者將埋設的中線控制樁作為導線點，構建隧道洞內施工導線。②用全站儀觀測導線轉折角，用測距儀測定導線距離，測量操作至少重復兩次。③基于導線點定位進行中線校正，導線測量要緊跟隧道掘進，及時施測，有效控制隧道貫通誤差。

2.2.2 洞內水準測量。①隧道施工高程通過洞內水準測量控制。每掘進200～500m需在洞內設置一個水準點，基于水準點測量并布設腰線。②往返觀測洞內水準線，同時還需要進行多次復測。③由于隧道施工擾動大、環境惡劣、光線不足，必須進行多次觀測。施工區域煙霧和灰塵較多，不宜進行角度測量。

2.3 掘進中隧道斷面的測量

2.3.1 洞口掘進方向標定。①中線方向的測量與布設精度直接決定了隧道橫向貫通誤差，而進入隧道時中線初始方向的測設決定了中線方向的測量與布設精度。②應在隧道入口處布設多個固定點，在地面上標定中線方向，依據測設的中線方向進行聯合勘測。③在隧道掘進期間要隨時檢查洞口控制點位置、中線方向及里程，如有偏差須及時糾正。

2.3.2 洞內中線和腰線的測設。①中線的測量和布設：基于洞口中線方向樁、中線控制樁，在洞口的開挖區域表面布設中線，并引入洞內，據此布設洞內中線里程樁。②腰線的測量和布設：在隧道巖壁上，間隔5～10m測量和布設標高線，即腰線，確保其高出地坪1m，并根據洞內水準點測量和布設腰線高程。

2.4 掘進方向指示

①由于隧道施工環境復雜，洞內光線不足、施工空間小，需用激光指示器標示洞內中線、腰線的方向。通過激光筆進行標示，再通過激光指示器來為測量者提供清晰的方向標識，從而便于測量者對隧道洞口內進行測量。②每次掘進之前必須根據施工設計要求的隧道洞內斷面類型和大小在斷面上標記。常用方法包括：三角形高程法、放大樣法、斷面支距法等。三角形高程法是指：用正弦定理根據三角形內角來解析邊長，主要決定于角度測量精度。三角形高程法的使用方法簡單，受地勢影響較小，因此，在隧道建設過程中，使用率較高。放大樣法是指：按照繪制的圖紙，用實際尺寸把構件放樣在場地上，然后在大樣上進行構件制作。放大樣法的使用有助于落實實際的用料，也有助于隧道的施工。而斷面支距法也是較為常用的一種方法。斷面支距法適用于場面起伏較大、地形變換復雜的地區。掘進之前，均需要根據隧道的實際情況來選擇相適應的方法，這樣才有助于提高隧道建設的效率。

2.5 隧道貫通誤差調整方法

①隧道貫通后，應在進行隧道襯砌前完成中線、高程貫通誤差的調整，并根據調整后的中線、高程放樣。②對于直線隧道的貫通誤差，采用折線法調整。③對于曲線段隧道，可以從曲線兩端向貫通面調整中線方向、里程，以調整貫通誤差。④采用導線測量延伸中線時，方位角貫通誤差分配在未襯砌地段的導線角上。⑤將入洞口處引測所得的高程均值作為調整后隧道貫通面附近的水準點高程，按照高程貫通誤差的二分之一，在隧道首尾尚未襯砌部位的高程點上，根據長度比調整[2]。

2.6 隧道施工測量安全措施

2.6.1 測量隧道時必須正確使用測量設備。測量設備的好壞會影響測量結果的精準度，因此，在使用測量設備時，需要對測量設備進行檢測，要確保設備完好。首先，在安裝測量設備時，應按照規范操作，防止設備掉落、傾倒；其次，在使用設備時，需要根據周邊的環境選擇合適的測量設備，測量設備應與周邊的環境相適應，相貼合，推動測量結果精準化；最后，還需要在施工過程中對測量設備進行檢測與維修，高速公路的隧道地勢較為復雜，因此，在測量時，測量工具可能會受地勢或者操作手法而受到影響，因而，需要對測量設備進行不定期的檢測，以保障測量設備的精準性。

2.6.2 在洞內、洞外進行測量時，應盡量選擇平穩的區域。在高速公路段修建隧道，具有一定危險性。高速公路段的地勢較為復雜，因此，在施工時，需要結合實際的地形來進行測量。測量工作在平穩的地區開展，能有效地減少誤差，并且還能夠提高測量工作的安全系數。在修建隧道過程中，可能會因天氣或者地勢原因，出現漏水或塌方等危險，因此，在施工前就應該對地形進行檢測，選擇平穩的地形來測量，禁止在漏水或塌方區域進行測量，防止施工過程中出現安全問題。

2.6.3 測量時需要準備照明設備，配備安全防護裝備。在高速公路修建隧道，大多數是要對山體進行開鑿，因此，修建隧道的環境是黑暗的，為此，在修建隧道時需要準備好照明設備。我國修建隧道最常用的照明設備就是隧道LED燈，這種燈的光源范圍大，并且還有節能的效果，在修建隧道時，需要安裝照明設備，并且還需要為測量者配備相應的燈光設備，為測量者提供明亮的測量環境，減少因照明不良而出現測量偏差問題。另外，隧道修建還需要注意安全防護，應為施工人員提供安全防護設備，讓施工者人員與相關技術人員能在保障安全的情況下去進行隧道工程的施工。

2.6.4 加強對施工人員的培訓，提高施工過程的安全性。高速公路的隧道修建工程是具有一定危險性的工程，在施工過程中，施工人員的綜合素質會影響施工過程的質量，因此，對施工人員與相關技術人員進行培訓是十分有必要的。首先，可以通過開展崗前培訓，來提高施工人員與技術人員的專業技能水平，崗前培訓能幫助施工人員快速地學習專業理論知識，通過掌握一定的專業理論知識，提高施工過程的科學性。除了加強施工人員的理論知識，還需要提高施工人員的實踐操作能力，讓施工人員在實際操作過程中將理論知識運用其中，這樣才有助于施工人員在施工時能在科學理論指導下進行施工，提高施工的質量與效率。其次，還需要對施工人員開展安全事故演練，通過不定期開展演練，能夠提高施工人員的安全防范意識，減少在施工安全事故的發生。最后，還可以對施工人員與相關技術人員開展考核制度，通過開展考核來提高施工人員的工作效率，從而在保障安全質量的基礎上，提高高速公路隧道修建的效率。

2.6.5 完善高速公路隧道建設的管理制度。完善的管理制度有利于提高工程建設的效率。我國高速公路的隧道施工需要有相應的管理制度，在管理制度的約束下對施工的全過程進行管理與控制。在實際的施工過程中，隧道管理責任主體劃分不明確，管理制度未細化。隧道的管理首先需要明確責任主體，將隧道工程建設細分成不同的區域，每個區域都設置一個相應的負責人，例如將工程建設分為方案設計部、測量實施部、材料采買部等，通過細化工程建設，劃分好責任主體，這樣就能在出現問題時，快速找到負責人，從而高效得解決問題。另外，還需要加強對施工結果的檢測，隧道完工后，需要對結果進行測量，確保隧道的安全性。通過完善管理體制，推動了高速公路隧道建設的科學化發展，也提高了隧道建設的效率[3]。

3 結束語

綜上所述，測量在高速公路的隧道施工過程中的應用具有很重要的意義。由于高速公路的隧道施工過程艱難且地理位置不易施工，因此，測量是保障施工人員和隧道完整的最后一道關卡。在高速公路的隧道施工過程中，不管是施工人員，還是相關技術人員，都要秉承對人們高度負責的態度去進行隧道施工這一項工作，盡最大的可能去減少誤差，避免人為原因造成隧道施工的安全事故。