浅谈隧洞施工测量

摘要：本文主要介绍为保证隧洞的贯通精度而进行的洞内、外平面控制测量的方法，包括平面测量定位及闭合导线、双支导线、单支导线的布设、洞内平面控制测量的基本思路、技术措施等，同时介绍了在复杂环境下洞内施工测量放线的新方法。实践证明以上方法精度可靠、使用方便、速度较快，对于施工单位具有一定的推广价值。

关键词：施工测量；测量方法；技术措施

中图分类号：TV55 文献标识码：A

在水利工程建设中，为了施工导流、引水发电、泄洪、灌溉常常修建隧洞。隧洞属于地下工程，往往有两个以上的洞口，为加快施工进度，几个洞口同时开挖且互不通视。为保证隧洞贯通必须严格控制挖掘方向和高程。如果方向错了就会左右错开；高程错了就会上下错开，都达不到贯通的目的。

由于隧洞施工方法的不同，对测量的要求也不相同，下面浅谈直线隧洞施工测量的程序、内容、放样方法。

一、隧洞施工测量的内容

根据贯通精度要求以及地形、地质等因素建立洞外的平面控制网和高程控制网。在洞内建立与洞外控制系统一致的洞内控制系统，根据洞内布设的导线点和水准点测设隧洞中线、断面和高程，确保隧洞正确贯通，符合设计要求。

二、隧洞洞外控制测量

目的：决定隧洞洞口的位置，并确定中线掘进方向和高程放样提供数据。它包括平面控制测量和高程平面测量。

1平面控制网的布设与要求

水利工程中的隧洞多位于地形复杂的山岭地区，故多采用三角测量方法。三角网的图形应综合考虑测区地形、洞轴线的形状、相向开挖长度及施工方法等因素。对于直伸型隧洞，一般应沿洞轴线布设成单三角锁。三角点应尽量靠近洞轴线，以减小测角误差对横向贯通的影响。

布设洞外控制网时应注意布点的位置，点位不宜布设在可能产生形变的地点。隧洞的每个洞口都应布设三角点。隧洞两端进出口的控制点，尽量埋设混凝土强制归心测墩。

若采用导线作为平面控制时，导线宜构成环形，由于电磁波测距仪器的广泛使用，用电磁波测距导线作洞外控制是行之有效的方法。

当隧洞为直伸型时，为减小导线测距误差对横向贯通的影响，导线点应尽量靠近洞轴线布设，且点数不宜过多，相邻导线边长的长度应大致相等。

2高程控制网的布设与要求

隧洞地面的高程控制，一般采用水准测量。水准路线应构成环形或布设成两条独立水准路线。在每个洞口至少应埋设两个永久性水准点。

洞外水准路线的等级，可根据两洞口间的水准路线长度L来确定。当L=5～13KM时，可布设四等水准路线。L=13～16KM时，则布设成三等水准路线。

三、通过平洞传递方向和坐标

地面控制测量完成后，则可根据这些数据和成果指导隧洞开挖。首先根据洞口控制点的坐标和它与其他控制点连线的方向，来推算指导隧洞开挖方向的起始数据。如果已知两洞口控制点A和D都在隧洞中线上，则可按坐标反算的方法求得两个坐标方位角αAB和αAD它们的差数β就是我们所要求的传递进洞方向的数据。在A点后视B点，拨角β，即是进洞的中线方向。

四、洞内控制测量

洞内控制测量分平面控制测量和高程控制测量两种。平面控制测量一般采用导线测量，高程控制测量采用水准测量。

（一）洞内导线测量的特点：在隧洞开挖过程中逐步布设和测量。洞内导线的起点一般为

洞口点，它的坐标由洞口控制点来测定。洞内导线测量条件差，施工干扰大，时间紧。

（二）洞内导线布设等级：中小型隧洞施工中，洞内导线一般只布设施工导线和基本导线。

1施工导线：其边长一般为30～50米。根据施工方法和隧洞横断面大小的不同，导线点应沿洞轴先附近布设在洞的顶板或底板坚固的岩石上。

2基本导线：它与施工导线的布设应统一考虑，其边长为100～150米，基本导线的精度应较施工导线精度高一个等级。也应尽量靠近洞轴线布设。

（三）洞内水准测量：其观测方法与洞外水准测量相同。由于洞内观测条件较差，视线长

度不应大于50米。若水准点设在洞的顶板上。观测时把水准尺倒过来，用尺的底部顶紧水准点标志读数。

五、隧洞开挖中的施工测量

隧洞开挖中的测量工作，主要是标定洞内的开挖方向。掌握开挖的坡度以及隧洞建筑物的施工放样。此外，还要及时测量掘进深度和计算开挖的土石方量。

（一）测设隧洞的开挖方向：

根据施工方法，洞截面的大小及施工程序，一般可采用中线法或串线法来指示开挖方向。

中线法：根据洞内导线点的坐标和隧洞中线点的设计坐标，计算出放样数据，采用极坐标测设隧洞中线上2～3个点。设P1、P2为洞内导线点，T和B为隧洞中线上的点位。用坐标反算公式求得边长S1、S2，水平角βT和βB。在施工导线点P2安置经纬仪，后视施工导线点P1，拨角βT并沿经纬仪视线方向测设S1的长度，得中线T的位置。继续拨角βB，用同样方法测设S2，也得到中线B的位置。T和B的连线方向即为隧洞开挖方向。T和B的间距一般为10米左右，当中线点向前延伸时，在直线上宜采用正倒镜延长直线法。曲线上则需用偏角法来测设中线点。 （短串线法）

（二）隧洞坡度放样：

进行坡度放样的依据是洞内水准点和洞轴线的设计坡度。通常采用腰线法来控制隧洞的开挖坡度和各个部位的高程。在隧洞两边侧墙上分别标定一条与底板设计坡度相距一定高度（一般为1米或1.5米）的平行线，这两条直线称为隧洞的腰线，施工人员根据腰线能快速放样各个部位的高程和控制开挖的坡度。

测设腰线较准确的方法是用水准仪，当隧洞坡度较大时，也可用经纬仪，首先，根据洞外水准点的高程和洞口底板的设计高程，用高程放样的方法，在洞口点出处测设N点，该点是洞口底板的设计标高。然后，从洞口开始，向洞内测设腰线。设隧洞底板的设计标高HN为172.76米，隧洞底板的设计坡度为0.5%腰线距底板的高度为1米，要求每隔5米在侧墙上标定一个腰线点。

具体步骤：根据洞口水准点放样洞口底板的高程，得N点；在洞内适当地点安置水准仪，读得N点水准尺a=1.437米；从洞口点N 开始，在两边侧墙上，每隔5米用红漆标出视线高的点B`、C`、D`；从洞口点的视线高处向下量取。H1=1.437-1.000=0.437（m） 得洞口的腰线点A；根据设计坡度+0.5%，腰线每隔5m升高5×0.5%=0.025（m），则H2=1.437-（1+5×0.5%）=0.412（m）

由B`点向下量取0.412m得腰线点B。同理得：H3=1.437-（1+10×0.5%）=0.387（m）

由C`点向下量取0.387m得腰线C，同法可得D点。

用红漆把4个腰线点A、B、C、D连成直线，即得洞口附近的一段腰线。

结语

施工测量在隧洞工程的施工过程中起着十分重要的作用，只有严格遵守测量技术规范要求，工程的质量、安全才得以保证，根据不同工程的条件要求，我们要灵活选用测量放样及测量方法，为工程顺利开展打下坚实的基础。

参考文献

[1]陈会萍.隧洞施工控制测量分析[J].经营管理者，2011.

[2]赵康年.水利水电工程中隧洞施工测量的设计方法[J].青海大学学报，2005.