试论长大隧道的洞外及洞内测量要点

[摘 要]本文以长大隧道施工测量为例，深入分析了隧道施工测量管理的基本流程，详细阐述了隧道洞外控制网测量要点及洞内平面控制测量要点，仅供参考和借鉴。

[关键词]隧道施工；测量管理；洞外控制网；平面控制

中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）36-0368-01

前言：测量定位准确与否直接关系到工程各环节的施工质量，尤其在长大隧道工程施工中，施工面多、各工序繁多，衔接紧凑，影响测量质量的因素更为复杂，测量定位出现偏差将直接导致隧道建筑界限侵限、严重测量事故甚至造成隧道工程报废，造成不可估量的损失。因此，对隧道施工测量进行全面的、详细的过程控制，开展长大隧道施工测量管理非常必要。

1、隧道施工测量管理的基本流程

隧道施工测量管理的有效性是提高隧道测量精确性最重要的措施。在进行隧道施工测量管理工作时制定管理流程是对隧道测量进行精细化管理的重要手段，利用流程化管理可以缩短测量时间，提高测量的精确性，最终实现隧道测量各项工作有序的、稳定的、规范的进行。隧道工程中的长大隧道测量是一项重要工作，在测量过程中因人为因素，自然因素以及工程本身存在的弊端导致测量的准确性降低。对此，合理安排隧道施工测量管理的工作流程，提高对测量工作的控制和监督，从而保证隧道施工工程的总质量。

1.1 对隧道测量前期准备工作进行监督和控制，保证测量各个方面准备就绪；

1.2 合理分配测量人员，执行隧道测量责任制，将每个阶段隧道测量责任划分到相应的测量人员身上；

1.3 对隧道测量各环节进行质量监督和控制，严格要求施工人员精准测量，将测量误差减低到最小；最后是对隧道测量工作进行检测，及时发现测量中的大误差和粗差，并及时进行纠正。

2、隧道洞外控制网测量要点

对首级洞外控制网进出口联测和加密时采用GPS。首先复测设计水准点和导线点，无误后，对施工控制网进行加密；在其施工的隧道进出口增设GPS控制点和精密导线点、水准点，来满足测量精度的要求。施工控制网的加密分两方面：①施工高程控制网加密测量：施工高程控制网加密测量采用精密水准仪按二等水准测量的要求施测；②施工平面控制网加密：施工平面控制网采用 GPS 按 B 级网的精度要求进行施测。

2.1 洞外控制点数量及控制点选点要求

设计长大隧道控制网的网型之前，首先要进行隧道地形图资料的收集，和原始地貌勘察。当隧道为直线时，应在隧道进出口周围的中线上进行洞口点的选择，此外设置两个或以上定向点，为提高联系进洞测试方位的准确性，消除或降低来自垂线偏差的影响，洞口点和定向点必须通视，定向点之间不通视，定向点与洞口点之间的距离应大于 400m ，并且所有定向点的高（程）度选择应大概相等。当隧道为曲线时，还应在网中包含曲线的主点、切线上两点等主要控制点。为安置 GPS 接收机和接收卫星信号， 控制点应选择在视野开阔、大于15度的高度截止角处无障碍物，并且无强电磁源，无大面积反射面的地方。

2.2 隧道进出口洞外平面控制网施测

利用静态测量观察和测量GPS 外业，构网时在利用边联接或者网联接的方法进行控制点包括进出洞口和洞口之间的联测，构成较多大地四边形的同时，要达到卫星的高度角高于等于 15 度、观测到大于等于 5 颗的有效卫星、任一卫星的有效观察和测量时间大于等于半小时、任一时段的观察和测量时间大一等于一个半小时以及 GDOP 或 PDOP 值小于等于6 等外业观察和测量的技术要求，确保观测时接收机开机和关机能够同步。

为保证解算基线的质量，当天采用 Trimble Geomatics Ofice 软件对采集的数据解算基线，并且利用软件的基本质量数据，和检查基线的方差、中误差和周跳数等，与此同时，根据 GPS 解算软件（Power ADJ）进行其复核计算。

2.3 平面控制质量检查

利用附合导线的技术对平面控制测量的质量进行检查，以保证施工过程中控制网测量的精度。在实际检测过程中，观测的仪器为全站仪徕卡TCA1800，观测时间应避开早上及中午，水平角观测6测回；观测左角时奇测回，观测右角时偶测回，左右角的中数之和较圆周角之差为2″之内，在方向观测时任一项的限差均应满足《新建铁路测量规范》（TB 10101-99）要求；距离利用对向观测的方法，观测2测回；在测量开始前，测定温度，测量开始后，测量气压。水平距离则利用仪器的加或乘常数以及改正气象、倾斜化算成。

3、隧道洞内平面控制测量要点

一般长大隧道会穿越两个地质较活跃的断裂带，地质情况比较复杂，地下水涌出量多，施工的难度大。因此必须制定合理有效的施工测量计划及控制测量方案，才能确保特长大隧道的准确贯通。

3.1 洞内基本导线网的布设与施测。通过对长大隧道进行平面线形的研究，总结出两种布点形式：利用对称的交叉导线网布设直道；利用单侧的交叉导线网布设弯道。观测洞内的基本导线网角度时，利用左右角的观测法观测方向数为2个的角度；利用全圆的观测法观测方向数大于等于3个的角度；利用对向观测边长，气象元素要进行测量，而且要改正气象、改正乘常数和加常数和改正倾斜；要利用检定过的钢尺测量对称点间距。

3.2 洞内基本导线网的计算与检核。利用严密平差计算洞内的基本导线网。 计算以及检核是随着基本导线网的向前伸展而同时进行的，其进行一个环节，计算和检核也进行一次。

3.3 提高洞内控制测量精度的措施。为消除仪器对于中误差的影响，控制洞口投点于隧道进出口的平面网之中，提高其控制精度，建议在长大隧道的进出口布设强制观测墩，布设的数量≥3个；施测过程中应严格按照设计的相关技术要求，尽可能的使用强制对中观测墩的方法和三联脚架的方法。如果出现各基座和棱镜以及仪器有隙动、气泡有偏离、对中偏离较大等情况，则须检修校正仪器。计算边长的投影要严格，计算各点的平面坐标要正确；附合两条相向开挖的导线，而且分配贯通误差或者处理平差，以确保正确的洞内的二次衬砌形体。在洞内大约30m 设置洞口点位，来降低来自该测站上由于观测时洞内或外光线对比度的影响；在距洞口大约300～400m处设置洞内的第二排点位，这是为了避免由于洞内外不同的气象条件而导致在观测洞口点的时候模糊而选定的。利用直伸型的导线锁布设沿隧道中线的导线，洞内导线的平均边长不小于500m，相邻的导线边的长度差不能太大（较差小于1/3）；利用边联式或者附合导线的方式对洞内导线锁和洞外插网进行衔接。

4、结论及建议

长大隧道测量管理在隧道工程施工中发挥着至关重要的作用，长大隧道测量管理水平的高低是衡量施工企业隧道施工管理水平的一个重要指标。长大隧道施工测量管理工作开展的主要目的是提高隧道测量的准确度。

4.1 根据工程实际，合理制定隧道测量管理的内容、流程。

4.2 加强测量各环节的质量管理，把好测量过程控制关。

4.3 加强对测量设备的管理。影响隧道测量误差的重要原因之一是测量设备精度的可靠性。由于隧道测量环境潮湿、粉尘大，测量设备不及时保养和检校将会影响测量数据的可靠性，应及时进行检测维护，尽量降低隧道测量误差。

参考文献

[1] 铁道部第二勘测设计院，铁路测量手册[M]，北京，中国铁道出版社，2000.

[2] 周厚斌，距离导线边测对隧洞横向贯通误差的影响[J]，山西建筑，2006，32（21）.

[3] 东，长大隧道贯通误差分析[J]，山西建筑，2009（23）.