簡析隧道地下工程的測量技術(shù)與優(yōu)化方案

李保祥

【摘要】隧道是一種地下工程，施工情況相對而言較為復(fù)雜。測量工作的主要任務(wù)就是保證隧道的順利貫通，最大程度的控制超欠挖、保證混凝土襯砌厚度以及每個洞內(nèi)結(jié)構(gòu)物的外形尺寸。本文首先闡述了隧道地下工程測量的幾點要求，簡要分析了隧道地下工程測量技術(shù)以及隧道地下工程測量的優(yōu)化方案，最后提出了隧道地下工程測量的安全措施，以供借鑒參考。

【關(guān)鍵詞】隧道地下工程 測量技術(shù) 優(yōu)化方案 安全措施

在整個的測量工作中，做為測量工作者既要有嫻熟的儀器操作能力，又要有豐富的理論知識，更要有一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。測量組人員需要緊密配合，只有這樣才能確保測量工作的萬無一失。

一、隧道地下工程測量的幾點要求

為保證隧道能按規(guī)定的精度正確貫通及相關(guān)的建筑物與構(gòu)筑物的位置正確，在隧道地下工程測量中主要由以下幾點要求：（1）規(guī)劃階段。提供隧道選線用的地形圖和地質(zhì)填圖所需的測繪資料；（2）勘測設(shè)計階段。在隧道沿線布測測圖控制網(wǎng)，測繪帶狀地形圖，實地進(jìn)行隧道的洞口點、中線控制樁和中線轉(zhuǎn)折點的測設(shè)，繪制隧道線路平面圖、縱斷面圖、洞身工程地質(zhì)橫斷面圖、正洞口和輔助洞口的縱斷面圖等工程設(shè)計圖；（3）施工建造階段。根據(jù)隧道施工要求的精度和施工順序進(jìn)行相應(yīng)的測量，首先根據(jù)隧道線路的形狀和主洞口、輔助洞口、轉(zhuǎn)折點的位置進(jìn)行洞外施工控制網(wǎng)和洞口控制網(wǎng)的布沒及施測，再進(jìn)行中線進(jìn)洞關(guān)系的計算及測量，隨隧道向前延伸而階段性地將洞內(nèi)基本控制網(wǎng)向前延伸，并不斷進(jìn)行施工控制導(dǎo)線的布測和中線的施工放樣，指導(dǎo)并保證不同工作面之間以預(yù)定的精度貫通，貫通后進(jìn)行實際貫通誤差的測定和線路中線的調(diào)整，施工過程中進(jìn)行隧道縱橫斷面測量和相關(guān)建筑物的放樣，以及進(jìn)行竣工測量；在施工建造和運營管理階段，定期進(jìn)行地表、隧道洞身各部位及其相關(guān)建筑物的沉降觀測和位移觀測。

二、隧道地下工程測量技術(shù)

1、GPS隧道控制測量技術(shù)。為了實現(xiàn)GPS控制點的穩(wěn)定性，在隧道的兩端，各設(shè)一個高等級的GYS已知點。為保證施工期間對洞口控制點的穩(wěn)定性進(jìn)行常規(guī)檢測。進(jìn)出口各設(shè)3個GPS控制點，CPOI，GP02，GP03，GP04，GP05，GP06，其中GP03，GP06分別是進(jìn)洞與出洞樁。（1）GPS的外業(yè)測量。實際作業(yè)過程中，在使用正確的觀測方法的情況下，進(jìn)行同步觀測的GPS測量數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄（其中分三次同步觀測，且每次觀測時間都在60min以上）。（2）GPS測量的數(shù)據(jù)處理和精度分析。對于精度數(shù)據(jù)處理與分析，我們通過Ashtech Solutions工具進(jìn)行基線解算及控制網(wǎng)的平差，其具體操作步驟為：建立項目；給項目添加數(shù)據(jù)；基線處理；GPS網(wǎng)自由網(wǎng)平差。

2、隧道內(nèi)CPⅢ平面控制測量。（1）測量方法。CPIII控制網(wǎng)采用自由設(shè)站交會網(wǎng)的方法測量，自由測站的測量，從每個自由測站，以2x3個CPIII點為測量目標(biāo)，每次測量應(yīng)保證每個點測量3次。CPIII控制點距離為60m左右，且不應(yīng)大于80m，觀測CPIII點允許的最遠(yuǎn)的目標(biāo)距離為150m左右，最大不超過180m。每次測量開始前在全站儀初始行中按順時針輸入起始點信息并填寫自由測站記錄表，每一站測量3組完整的測回。應(yīng)記錄于每個測站的溫度、氣壓以及CPI、CPII點上的棱鏡高，并將溫度、氣壓改正輸入每個測站上。（2）水平角測量的精度應(yīng)按如下要求進(jìn)行：半測回歸零差﹤6″，不同測回同一方向2C互差﹤9″，歸零后方向值較差﹤6″，半測回距離較差±1mm內(nèi)，方向觀測中誤差±1.8″內(nèi)，距離觀測中誤差±1.0mm內(nèi)，相鄰點相對點位中誤差±1.0mm內(nèi)，同精度復(fù)測坐標(biāo)較差±3mm內(nèi)。觀測的各項相差要求不應(yīng)超過上述規(guī)定，觀測最后結(jié)果按等權(quán)進(jìn)行測站平差。（3）CPIII數(shù)據(jù)處理。計算出每個CPIII點坐標(biāo)。該CPⅢ網(wǎng)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件還能按照相關(guān)的限差規(guī)定，對原始觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行再次的檢查和篩選，保證最終參與CPⅢ平面控制網(wǎng)的平差計算的觀測數(shù)據(jù)是合格數(shù)據(jù)。

三、隧道地下工程測量的優(yōu)化方案

1、測量優(yōu)化方案。采用激光指向儀與CASIO5800計算器的配合使用，根據(jù)設(shè)計提供的測量控制點，達(dá)到節(jié)約時間和保證精度的效果。

2、測量樁的布設(shè)和注意事項。要想提高隧道測量的效率，保證速度和質(zhì)量，測量樁的布設(shè)與保護是猶為重要的。隧道洞內(nèi)的施工周期長、測量環(huán)境條件差、施工千擾大，故測量樁位受影響的因素最多。在實際測量中常采用鋼筋作為測量樁，先用切割機截取一段30公分左右的鋼筋（本次隧道施測采用的是Φ22鋼筋），并用鋸子在其一頭刻畫十字，在要布點的隧道中線位置用打鉆機鉆孔，在孔中添加部分濕潤的錨固劑，然后將鋼筋錘入孔中，并在裸露出來的鋼筋部分用濕潤的錨固劑圍起來，如圖3-2；如碰到地面堅硬，鉆孔無法的到理想位置的。

3、控制點復(fù)測、加密精度要求。控制點復(fù)測、加密測量精度和方法符合《水利水電工程施工測量規(guī)范》要求。按照先復(fù)核后利用的原則與監(jiān)理共同檢測設(shè)計提供的控制點（平面、高程控制點）的精度，并復(fù)核其資料和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，所有加密控制點報監(jiān)理檢測合格后方可使用。平面控制點復(fù)測、加密要求：（1）外業(yè)水平角觀測全站儀不少于兩測回；（2）導(dǎo)線方位角閉合差小于±10；（3）往返測距一測回，同一邊長往返互差不超過±15mm；（4）導(dǎo)線相對精度K小于1/15000。高程控制點復(fù)測、加密要求：（1）外業(yè)采用往返觀測；（2）閉合差小于±20或±12。

4、激光指向儀和CASIO5800計算器的配合使用。激光指向儀激光指向儀是利用激光光束集中，相干性好的特性研制出的用于方向定位的測量儀器，它具有光束質(zhì)量好、價格低廉、安裝調(diào)整方便、發(fā)射可見光、使用方便等特點，能指示隧道掘進(jìn)的方向，可以快速準(zhǔn)確地標(biāo)定隧道中線位置，從而有效地控制隧道的超、欠挖。

5、激光指向儀的安裝調(diào)試。在距導(dǎo)線點前方3～5米處將直徑為22mm的兩根錨桿按測量組預(yù)設(shè)位置牢固焊接在隧道拱頂?shù)匿摴凹苌?，錨桿埋入拱頂?shù)纳疃炔欢逃?0cm，外露的長度在安置儀器后不應(yīng)妨礙施工即可。用拉桿將兩根錨桿連接在一起，以增強穩(wěn)定性。激光指向儀通過接合器懸掛在錨桿下方并固定。

四、隧道地下工程測量的安全措施

對測量人員進(jìn)行安全教育，避免各類事故發(fā)生；在測量過程中儀器旁邊不能離人，以免儀器摔到損壞。 儀器架設(shè)時要把腳架擰緊，腳架固定牢固，以防儀器倒地；洞內(nèi)的控制點要選在安全地點，不能選在塌方、滴水的地方，避免對人或儀器造成損害；洞內(nèi)測量時配備專業(yè)電工安裝照明設(shè)備，謹(jǐn)防漏電傷人；洞內(nèi)放樣時，前視爬臺車一定注意安全。

結(jié)束語

近些年，隨著我國道路建設(shè)的快速發(fā)展，無論是鐵路還是公路，在路線等級或行車速度方面都有了更高的要求，這在無形中就對路線中的隧道地下工程提出了更高的要求。測量條件差，光線不足、工作面狹窄、洞內(nèi)施工人員多、機械設(shè)備進(jìn)出頻繁、噪音大等因素，給測量工作帶來一定的困難。除此之外，洞內(nèi)施工的工作面相對較小、工序比較緊張，測量工作要在下一工序開始前迅速準(zhǔn)確的完成，不能耽誤施工，所以測量工作顯得尤為重要。

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