浅析隧道洞内控制测量研究

摘要：在隧道施工中，随着开挖的延伸进展，需要不断给出隧道的掘进方向。为了正确完成施工放样，防止误差积累，保证最后的准确贯通，应进行洞内控制测量。本文主要讨论洞内平面控制测量、洞内高程控制测量以及如何提高洞内控制测量精度。

关键字：洞内平面控制测量平面控制测量高程控制测量

中图分类号：P258 文献标识码：A 文章编号：

洞内控制测量精度的高低就直接影响到贯通的精度，为保证隧洞在允许精度内贯通，首先要对洞内控制测量进行设计，在未贯通前对已施测的测量成果要进行相应的精度估算，相应的控制测量精度要采取相应的测量方案，下面就这几方面进行相应的探析。

在隧道施工中，随着开挖的延伸进展，需要不断给出隧道的掘进方向。为了正确完成施工放样，防止误差积累，保证最后的准确贯通，应进行洞内控制测量。此项工作是在洞外控制测量和洞、内外联系测量的基础上展开的，包括洞内平面控制测量和洞内高程控制测量。

洞内平面控制测量

隧道洞内平面控制测量应结合洞内施工特点进行。由于场地狭窄，施工干扰大，故洞内平面控制常采用: 中线法 或 导线法两种形式。

1．1中线法

中线法是指采用直接定线法，即以洞外控制测量定测的洞口投点为依据，向洞内直接测设隧道中线点，并不断延伸作为洞内平面控制。中线法适用于小于500 m的曲线隧道和小于1 000 m的直线隧道。这是一种特殊的支导线形式，即把中线控制点作为导线点，直接进行施工放样。一般以定测精度测设出待定中线点，其距离和角度等放样数据由理论坐标值反算。

若将上述测设的中线点，辅以高精度的测角、量距，可以计算出新点实际的精确点位，并和理论坐标相比较，根据其误差，再将新点移到正确的中线位置上，这种方法也可以用于较长的隧道。

中线法的缺点是受施工运输的干扰大，不方便观测，点位易被破坏。

导线法

导线法是指隧道洞内平面控制采用布设精密导线进行。导线其特点是较中线形式灵活，点位易于选择，测量工作也较简单，而且可有多种检核方法；当组成导线闭合环时，角度经过平差，还可提高点位的横向精度。施工放样时的隧道中线点依据临近导线点进行测设，中线点的测设精度能满足局部地段施工要求即可。

洞内导线与洞外导线相比，具有以下特点：洞内导线是随着隧道的开挖而向前延伸，因此只能敷设支导线或狭长形导线环，而不可能将贯穿洞内的全部导线一次测完；测量工作间歇时间取决于开挖面的进展速度；导线的形状（直伸或曲折）完全取决于坑道的形状和施工方法；支导线或狭长形导线环只能用重复观测的方法进行检核，定期进行精确复测，以保证控制测量的精度；洞内导线点不宜保存，观测条件差，标石顶面最好比洞内地面低20～30 cm，上面加设坚固护盖，然后填平地面，注意护盖不要和标石顶点接触，以免在洞内运输或施工中遭受破坏。

洞内导线可以采用下列几种形式：

1.2.1单导线 导线布设灵活，但缺乏检测条件。测量转折角时最好半数测回测左角，半数测回测右角，以加强检核。施工中应定期检查各导线点的稳定情况。

1.2.2导线环 如图14-5所示，是长大隧道洞内控制测量的首选形式，有较好的检核条件，而且每增设一对新点，如5和5′点，可按两点坐标反算5～5′的距离，然后与实地丈量的5～5′距离比较，这样每前进一步均有检核。

1.2.3主、副导线环

如图14-6所示，图中双线为主导线，单线为副导线。主导线既测角又测边长，副导线只测角不测边，增加角度的检核条件。在形成第二闭合环时，可按虚线形式，以便主导线在3点处能以平差角传算3～4边的方位角。主副导线环可对测量角度进行平差，提高了测角精度，对提高导线端点的横向点位精度非常有利

此外，还有交叉导线、旁点闭合环等布线方式。

当有平行导坑时，还可利用横通道形成正洞和导坑联系起来的导线闭合环，重新进行平差计算，可进一步提高导线的精度。

在洞内进行平面控制时应注意：

（1）每次建立新点，都必须检测前一个旧点的稳定性，确认旧点没有发生位移，才能用来发展新点。

（2）导线点应布设在避免施工干扰、稳固可靠的地段，尽量形成闭合环。导线边以接近等长为宜，一般直线地段不短于200 m，曲线地段不宜短于70 m。

（3）测角时，必须经过通风排烟，使空气澄清以后，能见度恢复时进行。根据测量的精度要求确定使用仪器的类型和测回数 。

（4）洞内边长丈量，用钢尺丈量时，钢尺需经过检定；当使用光电测距仪测边时，应注意洞内排烟和漏水地段测距的状况，准确进行各项改正。

2洞内高程控制测量

洞内高程控制测量是将洞外高程控制点的高程通过联系测量引测到洞内,作为洞内高程控制和隧道构筑物施工放样的基础,以保证隧道在竖直方向正确贯通。

洞内水准测量与洞外水准测量的方法基本相同，但有以下特点：

2.1隧道贯通之前，洞内水准路线属于水准支线，故需往返多次观测进行检核。

2.2洞内三等及以上的高程测量应采用水准测量，进行往返观测；四、五等也可采用光电测距三角高程测量的方法，应进行对向观测。

2.3洞内应每隔200～500m设立一对高程控制点以便检核.为了施工便利,应在导坑内拱部边墙至少每100m设立一个临时水准点。

2.4洞内高程点必须定期复测。测设新的水准点前，注意检查前一水准点的稳定性，以免产生错误。

2.5因洞内施工干扰大，常使用挂尺传递高程，如图14-7所示，高差的计算公式仍用hAB=a-b，但对于零端在顶上的挂尺（如图中B点挂尺），读数应作为负值计算，记录时必须在挂尺读数前冠以负号。

B点的高程： HB =HA +a－（－b）=HA+a+b （14-6）

洞内高程控制测量的作业要求、观测限差和精度评定方法符合洞外高程测量的有关规定。洞内测量结果的精度必须符合洞内高程测量设计要求或规定等级的精度

当隧道贯通之后，求出相向两支水准路线的高程贯通误差，在允许误差以内时可在未衬砌地段进行调整。所有开挖、衬砌工程应以调整后的高程指导施工。

提高洞内控制测量精度的几点建议

3．1严格按设计的控制测量等级相关技术要求进行施测，施测中尽量采用三联脚架法，但要注意各基座与棱镜及仪器有无隙动、气泡有无偏离、对中偏离是否较大等等，如有上述情况则要对仪器进行检修校正，找出问题所在；

3．2隧洞每开挖到一定长度时要及时增设基本导线点，指导开挖的临时点要控制在2~3个以内，且要进行经常性的检测其正确性，确保洞室开挖的正确；

3．3隧洞每开挖到一定阶段或一定长段时要及时对导线进行检测、复测及精度估算，对因其它原因而改变设计路线方案时要对精度进行估算；

3．4导线要尽可能布设成似等边直伸型导线，在测量环境允许范围内尽可能的选长边；

3．5要严格进行边长的投影计算，正确计算各点平面坐标；

3．6三角高程测量时，要严格按操作程序进行，如垂直角的观测要同测距在同一次照准时完成，对于三角高程等级在三等或高于三等时则要采取一些提高精度的措施进行施测，如隔点设站法、提高对中精度等等；

3．7对贯通面较多的隧洞，要考虑到隧洞全部贯通后的轴线情况，对洞内有砼衬砌时，还要对相向挖的两条导线进行附合，并进行贯通误差分配或平差处理，保证洞内砼衬砌形体的正确。

参考文献：

[1]《高速铁路工程测量规范》（铁建设【2009】196号）；2009中国铁道出版社.北京

[2]徐世强,屈战辉.隧道监控量测相关标准.筑路机械与施工机械化,2011,01