長大橋梁與隧道的測量控制研究

唐 濤

（貴州省公路工程集團(tuán)有限公司，貴陽 550008）

0 前言

交通事業(yè)持續(xù)健康發(fā)展, 鐵路和公路施工技術(shù)取得突破性進(jìn)展,施工建設(shè)也越來越延伸到惡劣環(huán)境中。 復(fù)雜地形地勢環(huán)境,增加施工難度,且面臨較多長大橋梁和隧道工程。 測量控制措施在保證長大橋梁和隧道工程施工建設(shè)順利開展方面,發(fā)揮著積極作用。 本文著重研究測量控制策略, 希望能夠為更好開展長大橋梁和隧道工程建設(shè)作業(yè)提供支持。

1 工程概述

興義環(huán)城高速公路第一合同段三工區(qū)起點樁號為ZK14+300/YK14+300, 終點樁號為ZK19+680/YK19+680,全長為5.38km,采用雙向四車道高速公路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn),路基標(biāo)準(zhǔn)寬度是24.5m,設(shè)計行車速度為80km/h。 全線主要工程數(shù)量有3 座大橋(豐都互通A 匝道橋、豐都互通E 匝道橋、豐都互通跨線橋),2 座隧道(牛犁塘隧道和舊屋基隧道),1 座特大橋(峰林特大橋)。 其中峰林特大橋橫跨馬嶺河, 橋位處于V 型河谷, 兩岸地形坡度較陡, 橋梁全長1163m, 主跨為550m,3 號主塔高160m,4 號主塔右幅高153m,左幅高135m。

2 測量控制技術(shù)重要性

通常超過5000m 長度的橋梁和隧道, 都可以被稱為是長大橋梁和隧道。 橋梁、隧道施工建設(shè)中,需要多方面協(xié)調(diào)好橋梁平衡性、穩(wěn)定性以及隧道曲度,尤其是長大橋梁和隧道,更是需要全面把控好各方面因素,這其中積極采用測量控制技術(shù)手段, 將能夠有效確保施工建設(shè)活動的順利開展,提升工程建設(shè)水平。 本次工程測量控制技術(shù)應(yīng)用中,需要高度重視到工程地勢環(huán)境和地形條件,考量到測量底線通視效果較差的情況, 合理選擇科學(xué)有效的實施方法,將能夠起到良好效果。

3 測量控制方法

現(xiàn)階段在長大橋梁和隧道施工建設(shè)過程中, 需要采用行之有效的測量控制方法, 具體應(yīng)用中需要根據(jù)工程實際情況加以選擇。

第一,選擇測量要素和站點。 測量控制好隧道洞內(nèi)外聯(lián)系情況, 這是保證工程施工穩(wěn)定性和可操作性的重要基礎(chǔ)。且如果這部分控制測量不到位,會容易產(chǎn)生誤差,無法良好連接在洞網(wǎng)內(nèi)導(dǎo)線和控制。 實際應(yīng)用測量控制技術(shù)的過程中,需要掌控好隧道洞中對流情況、光纖強度等環(huán)境因素,把握好整中貫通面上的遠(yuǎn)距離問題[1]。 長大橋梁和隧道測量數(shù)據(jù)站點較多, 容易促進(jìn)橫向貫通產(chǎn)生較大誤差,需要適當(dāng)延長洞內(nèi)的導(dǎo)線長度,適當(dāng)削減測量數(shù)據(jù)站點,從而降低數(shù)據(jù)傳遞誤差。

第二,選擇好測量時機(jī)。 盡可能在環(huán)境平穩(wěn)狀態(tài)中開展測量活動,一般使用到對向觀測方法,全面分析已經(jīng)獲取的測量數(shù)據(jù),按照平均值進(jìn)行計算。 使用耐干擾性較強、現(xiàn)代化的測量儀,針對測量程序和操作要點加以綜合把控,保證測量結(jié)果具有較高精度。 同時還要能夠收集左右全圓觀測數(shù)據(jù),前進(jìn)左右角是奇數(shù)和偶數(shù)測回度盤位置,按照平均值測算工作,有效保障控制測量工作的精確性。

4 保證測量控制質(zhì)量的策略

4.1 隧道洞外GPS 控制網(wǎng)

(1)準(zhǔn)確布設(shè)控制點。本次工程測量控制工作進(jìn)行中,在每個隧道口都布設(shè)3 個以上平面控制點,設(shè)置一個洞口投點,支持引測進(jìn)洞,而剩余兩個控制點則作為方向點加以使用,其中投點和方向點之間距離300m 以上,保持著較好通視效果[2]。 為保證控制點應(yīng)用效果,選擇在視野開闊、良好通視、不易破壞的位置布設(shè)好控制點,同時要減少其受到后續(xù)施工破壞和遮擋的影響。 當(dāng)控制點位置視場較小時,需要注重從當(dāng)?shù)匦l(wèi)星星歷預(yù)報情況出發(fā),制定好全面周密的計劃,合理延長觀測時間,支持衛(wèi)星通視工作。

(2)設(shè)置好控制網(wǎng)圖形。 從長大橋梁和隧道的實際長度、形狀、施工方法以及開挖面數(shù)量出發(fā),事先設(shè)計好網(wǎng)形形狀,在實際位置埋設(shè)好相應(yīng)的點位。 結(jié)合控制點周圍具體環(huán)境特征,制定出一系列質(zhì)量保障措施,有效提升控制網(wǎng)的總體質(zhì)量。 合理分解控制網(wǎng),將其劃分為洞口子網(wǎng)和子網(wǎng)之間的聯(lián)系網(wǎng)。 洞口子網(wǎng)的實際圖形樣式如下圖1 所示。

圖1 1 個投點TD,3 個方向點F1/F2/F3

而三角形、 大地四邊形組成了各個洞口見的子網(wǎng)聯(lián)系網(wǎng),在邊聯(lián)結(jié)的方式下,使得控制網(wǎng)形成一個整體[3]。

4.2 GPS 控制網(wǎng)外業(yè)觀測

通過Leica 和Trimble 等方面高精度雙頻GPS 接收機(jī)開展長大橋梁和隧道觀測工作, 從工程隧道的具體長度和貫通誤差情況出發(fā),確定好實際測量等級[4]。 本次工程采用GPS 控制網(wǎng)測量, 主要技術(shù)要求情況則如下表1所示。

表1 長大橋梁和隧道GPS 控制網(wǎng)測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

觀測作業(yè)開展中,為保證取得良好觀測效果,需要事前全面檢校好光學(xué)對點器、基座水準(zhǔn)器,并按照已經(jīng)制定好的觀測計劃開展同步作業(yè),在每個時段觀測前后,都需要針對天線高加以量取,將其誤差控制在2mm 以內(nèi),以兩次平均值當(dāng)做最終結(jié)果[5]。 兩個時段間隙之內(nèi),需要適當(dāng)調(diào)整好天線位置和儀器高度, 減少儀器高量測誤差情況的產(chǎn)生,盡可能降低對中誤差和天線相位中心偏差。

本次測量控制長大橋梁和隧道的過程中, 需要注重結(jié)合工程建設(shè)要求, 采用一系列科學(xué)合理的測量控制手段,保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實性、完整性,給工程項目建設(shè)活動提供可靠數(shù)據(jù)支持[6]。 平面導(dǎo)線測量活動中,對于測距精度和標(biāo)準(zhǔn)精度方面提出了較高的要求, 因而需要做好充分有效的施工準(zhǔn)備工作。 全方位檢測好全站儀的各項情況,調(diào)節(jié)實驗好棱光鏡對中器,確保數(shù)據(jù)測量效果。而對于二等導(dǎo)線測量測角來說,則需要使用到觀測法,綜合測算好測角、測距、測回的同向與反向情況、氣壓等數(shù)據(jù),實現(xiàn)控制測量的目標(biāo)。 這其中需要盡量選擇通視度高、良好天氣中進(jìn)行。

4.3 控制網(wǎng)數(shù)據(jù)處理

在完成GPS 外業(yè)觀測工作之后,需要全面?zhèn)鬏敂?shù)據(jù),并做好檢查工作,同時還要基線解算好觀測數(shù)據(jù),為保證數(shù)據(jù)處理效果,需要使用到專用軟件,著重修復(fù)和剔除周跳、殘差較大的數(shù)據(jù),增強觀測數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性[7]。實際開展質(zhì)量檢核工作過程中, 主要從異步環(huán)和重復(fù)基線兩個方向入手。

當(dāng)完成整體測量施工作業(yè)之后, 將正式應(yīng)用長大橋梁和隧道,但是實踐應(yīng)用過程中,相關(guān)檢驗部門經(jīng)過測算發(fā)現(xiàn)其中存在著28mm 的貫通誤差值, 需要積極實施誤差縮小設(shè)計工作,著重設(shè)計隧道的左側(cè)部分,促使誤差控制在10mm 之內(nèi),滿足長大橋梁和隧道的貫通誤差要求。為保證測量控制工作實施效果, 需要注重全面考量到預(yù)計貫通面,統(tǒng)計分析好全部測量數(shù)據(jù),促使測量工作誤差值降到最低范圍內(nèi)[8]。

5 結(jié)束語

長大橋梁和隧道工程在現(xiàn)階段交通事業(yè)建設(shè)中占據(jù)重要地位,會影響到交通運行發(fā)展水平。 為保證長大橋梁和隧道工程施工建設(shè)效果, 需要切實開展測量控制工作,這屬于復(fù)雜性、系統(tǒng)性工程,涉及到多個方面,要在工程設(shè)計、 施工以及投入使用的各個階段中都確保好工程測量控制實施效果。 實際開展長大橋梁和隧道工程測量控制工作時,需要注重從具體地點和氣候環(huán)境的不同,選擇到合適的測量站點和方法以及儀器, 切實保證好測量工作的精確度。