淺談經(jīng)緯儀鏡上對中法在隧洞施工中的應(yīng)用

索志明

（洋縣卡房水庫建設(shè)局 陜西 洋縣 723300）

1 前言

在外業(yè)測量施工中，用經(jīng)緯儀進(jìn)行操作無論是測控還是測設(shè)，其三角點和導(dǎo)線點通常都是基于實際地面而言的。而在隧洞施工中，特別是在小斷面隧洞施工過程中，由于洞內(nèi)工作場地狹窄，在行人的來回走動影響下、在出碴車輛的出進(jìn)碾壓干擾的影響下，如果采用傳統(tǒng)的施工測量方法，即將測量導(dǎo)線點布設(shè)在洞內(nèi)底板上，經(jīng)常會出現(xiàn)導(dǎo)線點被行人或車輛破壞，或被開挖石渣掩埋而難以尋找的現(xiàn)象，這可能給施工測量工作人員帶來非常的不便。經(jīng)驗認(rèn)為，用經(jīng)緯儀測量采用經(jīng)緯儀鏡上對中法可以解決小斷面隧洞施工中對導(dǎo)線點位的尋找、保護(hù)及使用不便等問題，具有通視效果好，尋找、保護(hù)、使用方便等特點，可大大降低測量工作人員的勞動強度、提高工作人員的勞動效率。

2 工程概況

洋縣卡房水庫壩后電站工程隧洞總長度約4km，根據(jù)全程山勢地形情況，隧洞開挖施工按溝道條數(shù)共分為三段，五個開挖工作面，隧洞比降為1/1000。該隧洞地質(zhì)巖性為中生代燕山期侵入花崗巖，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，局部夾有石英云母片巖捕擄體及混染花崗巖。洞內(nèi)局部裂隙滲水量較大。在洋縣卡房水庫壩后電站隧洞工程施工過程中就是采用經(jīng)緯儀鏡上對中法，將導(dǎo)線點布設(shè)在隧洞洞頂上，隨著隧洞開挖掘進(jìn)的深入，導(dǎo)線點不斷向前加密延續(xù)，從而保證隧洞開挖掘進(jìn)的正常進(jìn)行。通過使用此測量方法，該工程施工測量速度明顯加快，此方法為該工程節(jié)約了時間，贏得了工期，取得了較好的測量效果。

3 經(jīng)緯儀鏡上對中法施測

3.1 導(dǎo)線點的布設(shè)

在洞外與洞內(nèi)互相通視的地方（距離要盡可能的遠(yuǎn)）布置一控制點，作為近洞點。由該點控制隧洞開口、進(jìn)鉆。當(dāng)進(jìn)尺到達(dá)一定位置，掌子面距近洞點較遠(yuǎn)，或到達(dá)由近洞點觀測的視野之外時，用經(jīng)緯儀順著洞軸線的方向，在洞頂用手風(fēng)鉆打一15cm左右的深孔，孔內(nèi)楔緊木樁，樁面（最好與巖石面相齊平，以防止放炮飛石破壞）頂一小釘，在小釘上系緊一細(xì)線繩，線繩末端吊上垂球，保證垂球能夠自由擺動。用經(jīng)緯儀再次校正小釘，直至使小釘上所吊垂球線與洞軸線在同一垂直面上為止，以此作為洞內(nèi)第一控制點。之后，儀器就可由該點控制，開挖、鑿進(jìn)繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)進(jìn)尺每50m左右（考慮到用鋼圈尺量距，導(dǎo)線點不宜過長）照此方法再設(shè)一點，依次類推，導(dǎo)線點就可這樣繼續(xù)向前不斷布設(shè)，隧洞就可不斷向前開挖掘進(jìn)。但注意，隧洞在彎道處導(dǎo)線點應(yīng)根據(jù)情況適當(dāng)加密。

3.2 施測方法

洋縣卡房水庫壩后電站隧洞工程隧洞斷面為圓形斷面，斷面直徑為2.4m。洞內(nèi)巖層為中生代燕山期侵入花崗巖，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，局部夾有石英云母片巖捕擄體。因隧洞開挖洞徑較小，儀器架立較為容易。具體施測步驟如下：

（1）在洞頂樁面小釘所系的細(xì)線繩上用細(xì)線栓吊一垂球，將垂球線綁成活結(jié)。

（2）撐開儀器架腿，使架腿基本水平，并使架腿頂面中心基本與垂球線重合。如圖Ⅰ所示。

（3）安上經(jīng)緯儀，并使望遠(yuǎn)鏡垂角處于90°位置（對J2、J6儀器須如此）。

（4）用經(jīng)緯儀腳螺旋一次性精平照準(zhǔn)部（注意不必用三角架進(jìn)行粗平）。

（5）小心拉下垂球，使垂球尖端和望遠(yuǎn)鏡上的對中標(biāo)志幾乎接觸在一起，如圖Ⅱ所示。待垂球擺動停穩(wěn)時觀察其尖端的位置，看垂球尖端是否在對中標(biāo)志正垂線之上，這時觀察到的垂球尖端可能與鏡上對中標(biāo)志不重合。

（6）松開照準(zhǔn)部固定螺旋，在架腿面上小心平移照準(zhǔn)部，直至垂球尖端與照準(zhǔn)部鏡上對中標(biāo)志重合時為止。但這時的操作可能又破壞了照準(zhǔn)部的平整度，那么，重復(fù)(4)～(5)步驟，直到垂球?qū)χ泻驼諟?zhǔn)部整平都滿足要求時為止。

（7）鏡上對中法和用光學(xué)對點器對中法一樣，都需要耐心反復(fù)地進(jìn)行。下來的測量工作和常規(guī)測量相比，除了對中點位在經(jīng)緯儀頂上之外，其余施測方法與常規(guī)測量方法完全相同。

4 優(yōu)越性及其局限性

（1）減少了對坐標(biāo)點位的尋找和保護(hù)的麻煩。

在小斷面洞室開挖澆筑混凝土的過程中，若把導(dǎo)線點位布置在洞底，經(jīng)常會被進(jìn)出的行人及出碴運輸?shù)能囕v碾壓破壞，或被石碴掩蓋，難以尋找，可能影響測量的精度。如若洞內(nèi)有地下水涌出，洞內(nèi)底板會處于水下位置，甚至泥濘之中，使我們在對導(dǎo)線點的使用時顯得極為不便。而將導(dǎo)線點布置在洞頂，在使用過程中既方便尋找又便于保護(hù)，顯得比較方便。

（2）降低了測量人員野外作業(yè)的勞動強度，提高了勞動效率。

鏡上對中法與傳統(tǒng)的地面布設(shè)導(dǎo)線點位測量法比較起來，測量人員不用作對導(dǎo)線點的埋設(shè)、維護(hù)，使用前刨去點位表面覆蓋的泥碴、清除點表面積水以使其充分暴露等一系列麻煩、費時的工作。小斷面洞室開挖施工過程中，由于工作環(huán)境的局限性，即使將點位布置在洞底靠邊處，也經(jīng)常會被石碴掩蓋或遭到破壞。因此，經(jīng)緯儀測量鏡上對中法在小斷面洞室開挖施工過程中其優(yōu)越性特別明顯。

圖Ⅰ

圖Ⅱ

當(dāng)時，洋縣卡房水庫壩后電站隧洞工程在施工過程中最初使用的就是傳統(tǒng)的地面布設(shè)導(dǎo)線點位測量法，但后來由于洞內(nèi)滲水量較大，地下出現(xiàn)涌水，又加開挖工作人員需要每排炮一次軸線對中的需要，經(jīng)過摸索學(xué)習(xí)，測量人員便將導(dǎo)線點布置在洞頂上，這樣既給開挖施工人員粗略對中提供了方便又給測量人員減少了刨點、保護(hù)的勞動強度。其次，在此法使用之后，測量工作人員每次測量由原來的每次一個循環(huán)占取1小時的時間，現(xiàn)在只需大約半小時即可完成，大大減少了工作時間，提高了工作效率。

（3）適用范圍和局限性。

經(jīng)緯儀鏡上對中法在小斷面隧洞施工中貫通測量之前使用起來比較省時省力，值得我們參考和使用。但在隧洞貫通之后，由于洞內(nèi)通風(fēng)速度增大，垂球的穩(wěn)定性變差，使用此法作業(yè)時一定要注意垂球的穩(wěn)定性，否則可能會出現(xiàn)較大的偏差。在大斷面隧洞施工中，由于洞內(nèi)施工場面較為寬敞，如果將導(dǎo)線點布置在洞頂，導(dǎo)線點可能會因開挖斷面的擴大，點位顯得越來越高，測量使用時顯得較為不便。而這時將導(dǎo)線點布置在洞底，測量時除了有時會受積水的影響之外，對于導(dǎo)線點的保護(hù)和尋找都不會有太大的困難，因此使用傳統(tǒng)的地面導(dǎo)線點測量法又顯得較為優(yōu)越。

5 其他應(yīng)注意的幾個問題

（1）經(jīng)緯儀測量鏡上對中法是借助于線繩和垂球直接進(jìn)行儀器對中的，使用時要求線繩在垂球重力的作用下，線繩與垂球頂尖處于同一條作用線上，否則此法就不能使用。因此，我們在使用鏡上對中法前要對線繩和垂球進(jìn)行一次嚴(yán)格的檢查。

（2）經(jīng)緯儀鏡上對中的標(biāo)志是附著在照準(zhǔn)部望遠(yuǎn)鏡之上的一個小圓點，用目鏡可以對中其上空的懸物，儀器水平度盤中心在過該點的鉛垂線上。這一點，儀器在出廠時已予以保證，不必再此進(jìn)行檢驗，但在施工測量時，觀測者必需要保證經(jīng)緯儀固定螺旋的牢固性。

6 結(jié)語

經(jīng)緯儀測量鏡上對中法在洋縣卡房水庫壩后電站隧洞工程施工中實踐產(chǎn)生，該施測方法的應(yīng)用為本工程施工縮短了工期，節(jié)省了勞動力，同時為本工程投資節(jié)約起到了較大的促進(jìn)作用。這一技術(shù)值得我們在以后各項工程施工建設(shè)中推廣和應(yīng)用。因此，在用經(jīng)緯儀普通地面測量的同時不要忽視經(jīng)緯儀測量鏡上對中法的特殊作用，以便讓我們在特殊地方、關(guān)鍵時刻發(fā)揮經(jīng)緯儀鏡上對中的巧妙用途。陜西水利