隧道工程施工中的測量技術(shù)應(yīng)用問題及對策分析

金知學(xué)

杭州強隧建筑勞務(wù)有限公司，中國·浙江 杭州 310000

1 引言

隧道工程的建設(shè)，可以為人們提供良好的出行條件，加快城市化發(fā)展進程。隧道工程的施工環(huán)境較為復(fù)雜，容易受到不良地質(zhì)、水文條件和地形地貌等因素影響，導(dǎo)致其施工的風(fēng)險升高，給設(shè)備運行和人員安全造成威脅。此外，技術(shù)因素、材料因素和工藝因素等，也會影響施工質(zhì)量，給工程建設(shè)帶來難度。測量技術(shù)的運用，可以針對施工現(xiàn)場的基本情況進行測量與記錄，確保各項施工參數(shù)的精確性及全面性，合理安排人員、材料和設(shè)備等，確保施工安全性及可靠性。因此，應(yīng)該對測量技術(shù)應(yīng)用中的各項誤差進行有效控制，并通過監(jiān)測和復(fù)核措施保障數(shù)據(jù)信息的質(zhì)量效果，以促進工程建設(shè)的順利實施。

2 隧道工程施工中的測量技術(shù)特點

2.1 洞外總體控制

在引測進洞工作當(dāng)中，應(yīng)該設(shè)置洞外總體控制網(wǎng)，應(yīng)該明確隧道工程的建設(shè)規(guī)模和周圍環(huán)境情況，以選擇合理的控制網(wǎng)形式。如果隧道工程的規(guī)模較大，那么應(yīng)該確?？刂凭W(wǎng)的良好精確度和獨立性，保障引測進洞的良好效果，滿足后續(xù)開挖作業(yè)要求。如果隧道工程的規(guī)模較小，那么可以省去控制網(wǎng)的設(shè)置工序，在引測進洞時需要實施復(fù)測和調(diào)整中線控制樁[1]。

2.2 洞內(nèi)分級控制

以實際測量條件為依據(jù)，有效控制各類設(shè)備及功能，是洞內(nèi)分級控制的主要內(nèi)容。中線點由洞內(nèi)控制點進行控制，可以確保臨時中線點和正式中線點的精確性。在掘進施工作業(yè)中，以臨時中線點為依據(jù)，保障良好的掘進效果。在控制開挖面的過程中主要依靠臨時水準(zhǔn)點，建筑物高程和襯砌狀況則由正式水準(zhǔn)點控制。

2.3 開挖方法影響測量方式

全斷面開挖法是隧道工程開挖施工中的主要方式，此外也可以應(yīng)用先導(dǎo)坑后擴大成型法進行開挖。在應(yīng)用先導(dǎo)坑后擴大成型法時，應(yīng)該遵循“先粗后精”的基本原則，確保隧道位置符合設(shè)計圖紙要求；在采用全斷面開挖法時，應(yīng)該確保一次成型。在施工中要對水準(zhǔn)點和中線點進行控制，通過直接測量的方式獲得精確的數(shù)據(jù)，滿足全斷面開挖法的施工要求。導(dǎo)線測量是洞內(nèi)平面測量的主要方式，因此會導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生，應(yīng)該通過洞外控制網(wǎng)進行控制。

3 隧道工程施工中的測量技術(shù)應(yīng)用問題

在隧道工程施工中應(yīng)用測量技術(shù)時，往往會出現(xiàn)貫通誤差，主要是在線路開挖中未能對中心線進行控制所導(dǎo)致。高程貫通誤差和平面貫通誤差是貫通誤差的兩種基本形式，水平面的投影折射是引起平面貫通誤差的主要因素，包括了縱向誤差和橫向誤差[2]。隧道的坡度和長度會受到縱向貫通誤差的影響，而隧道的中線走向則會受到橫向貫通誤差的影響，這也是導(dǎo)致隧道變形問題的主要原因，襯砌質(zhì)量難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。隧道線路的坡度會由于高程誤差的存在而受到影響?？偠灾?，洞內(nèi)外聯(lián)系測量、洞外測量、中線放樣和洞內(nèi)控制等因素，是引起誤差增大的主要因素。對于誤差的合理計算與控制，是提高隧道工程質(zhì)量的關(guān)鍵，應(yīng)該明確控制網(wǎng)設(shè)置情況，從而選擇合理的估算方法。明確測角誤差、導(dǎo)線在控制點到貫通面的距離等參數(shù)，以計算橫向貫通誤差；根據(jù)導(dǎo)向邊長測量的相對中誤差和投影長度，以計算測距誤差；根據(jù)測距誤差和橫向貫通精度值，以計算橫向貫通誤差；以開挖孔口的線路長度和水準(zhǔn)測量的偶然中誤差為依據(jù)，以計算高程控制測量對貫通誤差的影響。

4 隧道工程施工中測量技術(shù)應(yīng)用問題的對策

4.1 隧道洞外控制測量

曲線隧道和直線隧道是隧道的基本形式，高程測量是施工中的關(guān)鍵點。應(yīng)該對其長度進行測量，確保直線隧道長度是曲線隧道的兩倍左右，高程要超過5000m。

4.2 洞外平面控制測量

以引測進洞位置為基礎(chǔ)實施洞外平面測量的方式，在直線隧道中的應(yīng)用較多。曲線隧道的測量相對復(fù)雜，還應(yīng)該明確控制樁和轉(zhuǎn)交的交叉點，防止曲線半徑出現(xiàn)較大的誤差。中線法、精密導(dǎo)線法和三角網(wǎng)法等，是幾種常用的洞外平面控制測量技術(shù)。對洞內(nèi)線路中線點進行確認(rèn)后實施中線法進行測量，做好附近線路和中線的銜接，滿足中線施工需求，為引測進洞做好準(zhǔn)備。曲線隧道在500m以內(nèi)或者直線隧道在1000m以內(nèi)時，可以采用中線法實施測量[3]。在隧道洞口兩端位置應(yīng)用導(dǎo)線實施精密導(dǎo)線法進行測量施工，為了保障水平角測量的精確性，可以在施工中運用觀測法。當(dāng)存在不同方向的角度時，需要依靠奇偶數(shù)測繪法進行輔助測量，防止出現(xiàn)較大的誤差。嚴(yán)密平差法是業(yè)內(nèi)計算中的常用方式，通過閉合環(huán)的設(shè)置對控制點進行確定，有利于保障計算結(jié)果的可靠性。測量施工中運用三角網(wǎng)法，需要借助三角鎖完成。根據(jù)中線位置設(shè)置三角點，為了控制橫線貫通誤差，應(yīng)該將三角鎖設(shè)置在三角點當(dāng)中。在曲線隧道洞口連線方向應(yīng)用三角鎖，這是控制貫通誤差的關(guān)鍵措施。

4.3 洞外高程控制測量

測量隧道洞口一側(cè)與另一側(cè)的距離，是洞外高程控制測量的主要內(nèi)容，應(yīng)該確保段高符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，滿足閉合高程段測量要求，實現(xiàn)對路基段的有效調(diào)節(jié)，增強整體性。在施工中對附近線路情況進行檢查，防止測量精度受到影響，提高整體施工作業(yè)效果。在洞外高程控制測量中，往往采用光電測距三角高程測量技術(shù)和水準(zhǔn)測量技術(shù)等，在四五等高程控制測量中的優(yōu)勢明顯。在施工中應(yīng)該獲取洞內(nèi)外開挖孔口線路長度和水準(zhǔn)測量偶然中誤差等參數(shù)，明確對貫通精度的影響情況，從而采取針對性的控制措施[4]。

4.4 進洞關(guān)系計算和進洞測量

嚴(yán)格計算進洞關(guān)系，同時遵循進洞測量的操作要求，能夠全面獲取中心線情況，分析洞外平面控制點的實際狀況，為施工提供參考依據(jù)。對于引測進洞的數(shù)據(jù)獲取更加便捷，保障施工組織方案的科學(xué)性與合理性，防止施工質(zhì)量受到影響。此外，也能夠深入分析控制網(wǎng)和中心線關(guān)系，防止后續(xù)作業(yè)受到影響。在開挖作業(yè)中，也需要以進洞關(guān)系計算相關(guān)結(jié)果為依據(jù)，防止出現(xiàn)欠挖或者超挖等問題。極坐標(biāo)法在進洞測設(shè)中的應(yīng)用十分普遍，能夠獲得更加可靠的現(xiàn)場測設(shè)結(jié)果。在平面控制網(wǎng)中設(shè)置中線控制樁，再定位坐標(biāo)，獲得中線點坐標(biāo)和點坐標(biāo)后，獲得可靠的放樣數(shù)據(jù)。

4.5 洞內(nèi)控制測量

支線測設(shè)是洞內(nèi)控制測量的基本形式，能夠有效增強數(shù)據(jù)的精確性，是控制測量誤差的有效方法[5]。洞外控制點的位置，是設(shè)置洞內(nèi)控制點的主要依據(jù)，如果洞內(nèi)作業(yè)加深，則會使控制點位置發(fā)生位移，該方法對于誤差實現(xiàn)了有效控制，確保在允許范圍內(nèi)。

4.6 洞內(nèi)平面控制測量

導(dǎo)線和中線是洞內(nèi)平面控制的兩種基本方式，在采用導(dǎo)線控制技術(shù)時，具體控制方法應(yīng)該以導(dǎo)線類型為依據(jù)進行選擇，包括了交叉導(dǎo)線、單導(dǎo)線、旁點導(dǎo)線、導(dǎo)線環(huán)和主副導(dǎo)線環(huán)等等。如果采用中線控制技術(shù)，需要明確定測精度，確保中線測設(shè)符合要求。在施工中，工作人員應(yīng)全面檢查附近施工情況，防止導(dǎo)線性能受到意外狀況的影響，為了獲得更加可靠的測量結(jié)果，還需要增強視野的開闊性。按照相關(guān)規(guī)定對控制點視線距離加以控制，通常要超過0.5m，分析隧道屬于直線隧道還是曲線隧道，從而在架設(shè)中對邊長加以控制，曲線隧道和直線隧道應(yīng)該分別在70～200m[6]。20cm為埋設(shè)深度的標(biāo)準(zhǔn)值，為了防止導(dǎo)線遭受破壞，應(yīng)該采用鐵板進行保護處理。為了滿足后期維護需求，還要及時進行標(biāo)記。雙照準(zhǔn)法在測量導(dǎo)線角時較為常用，在施工前應(yīng)該檢查設(shè)備儀器的性能狀況，防止設(shè)備因素造成嚴(yán)重的誤差。測量洞外引向洞內(nèi)的角時，往往會受到折射效應(yīng)的干擾，因此可以選擇沒有陽光的白天或者夜晚實施測量，有利于提升數(shù)據(jù)的精確性。在獲取數(shù)據(jù)后應(yīng)該進行校核，剔除其中的不合理數(shù)據(jù)，對導(dǎo)線點進行檢查后設(shè)置新的測量點，防止原有導(dǎo)線點誤差問題對后續(xù)工作造成干擾。

4.7 洞內(nèi)高程控制測量

高程控制點的測量是該項工作的主要內(nèi)容，能夠滿足后續(xù)高程放樣的施工要求。在設(shè)置高程控制點時，應(yīng)該確保間距在500m以內(nèi)且在200m以上。應(yīng)該在堅硬結(jié)構(gòu)或者導(dǎo)線上設(shè)置控制點，防止意外因素對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。測量方法會受到測量等級的影響，水準(zhǔn)測量技術(shù)在三等高程測量中的應(yīng)用較多，而光電測距三角測量技術(shù)在四等高程測量中的應(yīng)用效果較好[7]。倒尺法也是實踐中的常用方式，可以保障洞內(nèi)高程控制測量的精度。

5 結(jié)語

隧道工程施工中測量工作包含了洞外總體控制、洞內(nèi)分級控制和開挖方法影響測量等內(nèi)容，應(yīng)該對每項內(nèi)容的要點進行嚴(yán)格把控，推進測量工作的高效化實施，保障隧道工程的整體建設(shè)質(zhì)量。貫通誤差問題是測量作業(yè)中經(jīng)常遇到的問題，容易導(dǎo)致后續(xù)施工的難度和風(fēng)險增大，因此在工作中要加以重點預(yù)防與處理。明確隧道洞外控制測量、洞外平面控制測量、洞外高程控制測量、進洞關(guān)系計算和進洞測量、洞內(nèi)控制測量、洞內(nèi)平面控制測量和洞內(nèi)高程控制測量的關(guān)鍵點，制定相應(yīng)的質(zhì)量控制體系，以達(dá)到國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。