高速公路隧道施工測量關(guān)鍵技術(shù)

劉 磊

(福建省眾益工程勞務(wù)工程有限公司，福建 福州 350400)

高速公路隧道施工測量關(guān)鍵技術(shù)

劉 磊

(福建省眾益工程勞務(wù)工程有限公司，福建 福州 350400)

以成武高速公路隧道施工為例，從控制測量、施工放線、監(jiān)控量測等方面，闡述了高速公路隧道施工測量的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，旨在提高施工測量質(zhì)量和效率，保證隧道安全施工。

高速公路，隧道，測量儀器，導(dǎo)線

1 概述

成武高速指甘肅省成縣至武都的高速公路，該公路是甘肅省高速公路網(wǎng)規(guī)劃的S1甘肅省地方高速公路(平?jīng)鑫涠几咚俟?的重要組成路段，在甘肅省干線公路網(wǎng)中具有特殊的地位和作用。成武高速公路武都西隧道為分離式特長隧道，左線全長3 763 m，右線全長3 781 m。隧道凈寬10.25 m，凈高5.0 m，是成武高速的控制性工程之一，其建設(shè)難度位居整個(gè)成武高速之首。武都西隧道從開工到貫通，共歷經(jīng)三年，施工測量包括洞外控制、洞內(nèi)控制、施工放線和監(jiān)控量測工作。

2 控制測量

1)洞外控制測量。

進(jìn)場伊始，在接到業(yè)主或設(shè)計(jì)單位隧道進(jìn)出口平面控制點(diǎn)高程控制點(diǎn)后，隨即進(jìn)行控制點(diǎn)的檢校復(fù)核工作。控制點(diǎn)是整個(gè)隧道工程施工的數(shù)學(xué)基準(zhǔn)，施工過程中的其他控制點(diǎn)均由此衍生，其重要性不言而喻。本項(xiàng)目測量班組用了兩周時(shí)間對(duì)其進(jìn)行復(fù)核。經(jīng)過驗(yàn)證，確?？刂泣c(diǎn)的正確性，并采取保護(hù)措施保證點(diǎn)位的穩(wěn)定和不被破壞。

2)洞內(nèi)控制測量。

洞內(nèi)控制測量的作用是給出隧道正確的掘進(jìn)方向，并保證準(zhǔn)確貫通。

就本項(xiàng)目隧道而言，按照規(guī)范，貫通橫向誤差限差為10 cm，高程誤差限差為7 cm。按照等精度影響原則即洞外控制和洞內(nèi)控制所造成誤差相同，計(jì)算洞內(nèi)控制測量的先驗(yàn)誤差限差，可知我們所使用徠卡2秒級(jí)全站儀滿足精確貫通所需精度。而高程傳遞按照國家四等水準(zhǔn)測量施測也足以滿足貫通要求。為了能實(shí)現(xiàn)理論上的貫通標(biāo)準(zhǔn)，在各環(huán)節(jié)做了以下工作：

a.埋點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)的穩(wěn)定是準(zhǔn)確測量的最基本要求，按照設(shè)計(jì)，全隧道內(nèi)均有仰拱，為控制點(diǎn)的埋設(shè)提供了方便。本項(xiàng)目采用的方法是：截取長度約為1 m的22螺紋鋼筋，一端用鋼鋸鋸明顯十字，中段焊若干穩(wěn)定筋，預(yù)埋在仰拱內(nèi)，保證控制點(diǎn)的穩(wěn)固。點(diǎn)位旁邊布設(shè)明顯標(biāo)志，便于保存和找尋使用。

b.網(wǎng)形的選擇。由于隧道長條形狀的限制，采用主副導(dǎo)線點(diǎn)閉合成環(huán)，主導(dǎo)線和副導(dǎo)線平行前進(jìn)，兩導(dǎo)線點(diǎn)間距在250 m左右，在掌子面閉合。主導(dǎo)線點(diǎn)平面坐標(biāo)和高程均測量，而副導(dǎo)線點(diǎn)只需測量平面坐標(biāo)。此導(dǎo)線布點(diǎn)和測量方式，方式靈活，點(diǎn)位易于選擇，測量工作也較簡單，而且具有多種檢核方法。導(dǎo)線閉合成環(huán)，角度經(jīng)過平差，提高了橫向的精度。

由于隧道內(nèi)施工為若干工序的循環(huán)，只有在掌子面為鉆眼階段，才能保證視線相對(duì)清晰，車輛相對(duì)較少，必須抓住有限的時(shí)間，以筆者多年的隧道測量經(jīng)驗(yàn)，此種隧道布網(wǎng)和測量方法，既可以保證精度，又能在盡量短的時(shí)間內(nèi)完成導(dǎo)線網(wǎng)的測量。由于導(dǎo)線不能一次布設(shè)完成，是隨著隧道的開挖逐漸延伸，所以導(dǎo)線的測量是經(jīng)常性的。在開挖在1 000 m左右的隧道內(nèi)，一天內(nèi)即可完成導(dǎo)線網(wǎng)的測量。既不會(huì)影響隧道施工的進(jìn)程，又及時(shí)準(zhǔn)確的提供導(dǎo)線點(diǎn)數(shù)據(jù)，得到了隧道各施工班組的好評(píng)。

c.高程控制。隨著測量儀器制造技術(shù)的發(fā)展，目前光電測距三角高程測量的方法已經(jīng)完全能滿足國家四等水準(zhǔn)測量的要求。而工作量三角高程比水準(zhǔn)測量要少的多，完成的速度也快得多，在視線較差、車輛進(jìn)出頻繁的隧道內(nèi)優(yōu)勢尤為明顯。

3 施工放線

施工放線的主要任務(wù)是確定平面及豎直面內(nèi)的掘進(jìn)方向，同時(shí)參照?qǐng)D紙，保證各構(gòu)筑點(diǎn)在設(shè)計(jì)的位置。施工放線是隧道內(nèi)最日常的測量工作。特點(diǎn)是頻繁而重復(fù)。

洞內(nèi)控制點(diǎn)距離較長，不能滿足平時(shí)放線的要求。針對(duì)此種特點(diǎn)，在洞內(nèi)導(dǎo)線控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，使用支導(dǎo)線的方法測量兩個(gè)臨時(shí)控制點(diǎn)，然后用后方交會(huì)的方法進(jìn)行放線測量。在開挖線測量、拱架支護(hù)測量等工序中，要求隨叫隨測，且測量時(shí)間短，因此后方交會(huì)使用尤為重要，大大減少了工序搭接時(shí)間，為施工進(jìn)度提供了保證。

在后方交會(huì)的使用中要注意，兩臨時(shí)控制點(diǎn)選點(diǎn)要穩(wěn)定，為了方便使用，在圍巖穩(wěn)定時(shí)，臨時(shí)點(diǎn)選在隧道兩側(cè)壁是不錯(cuò)的選擇；兩邊夾角要控制在30°～150°范圍內(nèi)，保證精度。隧道側(cè)壁腰線測量時(shí)要和各施工班組做好溝通，為了方便施工，可以按照施工班組要求適當(dāng)調(diào)整腰線高度。

4 監(jiān)控量測

隧道的監(jiān)控量測是新奧法隧道施工的靈魂，是隧道安全施工的保證。本人在本隧道監(jiān)控量測工作中負(fù)責(zé)的項(xiàng)目是拱頂沉降和周邊圍巖收斂。傳統(tǒng)隧道施工監(jiān)測多采用鋼尺式收斂儀和拱頂掛倒尺的方法，但這種方法已有明顯的局限性，如現(xiàn)場操作困難，對(duì)施工影響大。

隨著光電測距技術(shù)的發(fā)展，本隧道采用了新技術(shù)“無尺測量”，具體為全站儀+方形十字反光片組成現(xiàn)場觀測系統(tǒng)。有如下優(yōu)點(diǎn)：自動(dòng)化程度高，操作簡便，減少了因人工操作引起的誤差；精度高，左右兩側(cè)可以進(jìn)行復(fù)測復(fù)核；非接觸測量，在隧道測量中優(yōu)勢明顯。新技術(shù)的應(yīng)用得到了業(yè)主單位的認(rèn)可和好評(píng)。

在按照設(shè)計(jì)頻率完成各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)采集后，要進(jìn)行數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)處理，包括沉降和收斂的日平均變化量，隨時(shí)間變化的總變化量和平均變化量，并做出直觀圖表，根據(jù)數(shù)據(jù)的變化判斷圍巖的穩(wěn)定性是否可靠。

本項(xiàng)目的隧道由于進(jìn)口臨河且高差很大，無法直接進(jìn)洞，所以采用斜井進(jìn)洞。在右線臨出洞前，洞頂埋深較淺，進(jìn)行了密集的量測。在一場大雨后，可以看出沉降數(shù)據(jù)發(fā)生了突變，測量組及時(shí)通報(bào)項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)啟動(dòng)了緊急措施加固基底并支撐初期支護(hù)，其后的量測數(shù)據(jù)又趨于平緩，可以說本次事件是監(jiān)控量測起到了決定性作用。

5 結(jié)語

目前本隧道已順利貫通，通過貫通測量可知，左線橫向誤差1.78 cm，高程誤差3.02 cm；右線橫向誤差2.06 cm，高程誤差1.94 cm，完全在規(guī)范誤差范圍內(nèi)。

隧道測量工作從最初的經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀，到現(xiàn)在高精度的全站儀普及，測量工作的外業(yè)作業(yè)越來越簡單，新技術(shù)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用也是個(gè)人發(fā)展的必然途徑。但從多年的工作經(jīng)驗(yàn)來看，對(duì)工作的主動(dòng)性和責(zé)任心仍然是根本，認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，是提高施工測量質(zhì)量和效率的最根本保障。

[1] 張振輝.應(yīng)用現(xiàn)代測繪技術(shù)的公路隧道進(jìn)口邊坡變形監(jiān)測技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010(24)：99-100.

[2] 段與坤，飛淩峰.山區(qū)高速公路隧道施工測量[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版)，2016(1)：210-211.

[3] 劉志勇.邊坡穩(wěn)定性監(jiān)測技術(shù)在晴興高速公路上的應(yīng)用[J].公路交通技術(shù)，2013(2)：19-21.

[4] 李 偉.淺析公路施工測量中的常見問題[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016(29)：234.

Key techniques for construction survey of expressway tunnel

Liu Lei

(FujianZhongyiEngineeringLabourServiceEngineeringCo.,Ltd,Fuzhou350400,China)

Taking Chengxian-Wudu Expressway as the example, the paper illustrates the key techniques for the measurement for the tunnel construction on expressways from the control measurement, construction lining, and inspection measurement, so as to improve the quality and efficiency of the construction measurement and ensure the safe construction of the tunnel.

expressway, tunnel, measurement device, wire

1009-6825(2017)21-0193-02

2017-05-16

劉 磊(1981- )，男，工程師

U452.13

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