公路隧道施工測量技術分析

摘要 施工測量作為公路隧道建設的基礎工作，對確保公路隧道施工的順利開展具有重要作用。為有效提升公路隧道施工測量技術水平，保證公路隧道工程建設質量，文章以某公路隧道項目為背景，針對隧道工程施工測量技術展開綜合探究，論述了隧道施工測量的作用、任務，詳細分析了洞外、洞內(nèi)及隧道斷面控制測量方法與技術要點，總結了隧道貫通的誤差調(diào)整方法，并提出了隧道施工測量的安全措施，旨在為后續(xù)同類工程施工測量提供參考。

關鍵詞 公路隧道工程；施工測量；洞外測量；洞內(nèi)測量

中圖分類號 U456.3 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）03-0042-03

0 引言

公路隧道建設環(huán)境復雜，施工難度較大，科學做好施工測量工作是保證隧道順利建成的重要前提。但由于隧道施工測量專業(yè)性較強，受環(huán)境、技術、設備、方法等各方面因素影響較大，操作不當極易引發(fā)測量偏差，嚴重影響測量結果的準確性，導致隧道施工無法順利進行[1]。為此，該文結合工程實例，系統(tǒng)分析了公路隧道施工測量技術，總結了施工測量技術要點及誤差調(diào)整方法，對保證隧道順利建成具有重要意義。

1 工程概況

某公路隧道為全線控制性工程，分左、右兩幅設計，且雙幅平曲線最小半徑均為R=1 980.0 m。其中，左幅隧洞長度為1 380.0 m，寬度為6.8 m，凈高5.5 m，縱向坡度為+0.6%，最大埋置深度為160.0 m；右幅隧洞長度為1 398.0 m，寬度為6.6 m，凈高5.5m，縱向坡度為+0.6%，最大埋置深度為150.0 m。隧道凈高5.0 m，凈寬10.25 m。該項目沿線地形、水文及自然條件復雜，施工難度較大。項目總工期為3年，工期較緊，任務繁重，主要測量內(nèi)容為洞外、洞內(nèi)及施工過程斷面測量等[2]。

2 公路隧道施工測量的作用及主要任務

施工測量是隧道建設的關鍵內(nèi)容，通過精確測量能有效提升隧道的開挖精度，保證隧道施工順利完成，其主要任務如下：（1）對現(xiàn)場平面、高程控制點進行校核，并根據(jù)實際情況建立局部控制網(wǎng)；（2）對隧洞外部軸線點、高程點實施檢查，并根據(jù)設計要求設置洞內(nèi)測控點，保證進出口部位的高程控制點數(shù)量至少為3個，以確保測量精度[3]；（3）根據(jù)精度控制標準實施施工測量，提升測量精度，保證施工質量，避免出現(xiàn)返工問題。

3 公路隧道洞外控制測量

為保證隧道施工順利實施，需預先通過洞外測量將測控點引至洞口處，并根據(jù)設計圖紙要求建立細部控制網(wǎng)。公路隧道洞外測量方法如下：

3.1 三角鎖法

三角鎖法具有擴展速度快、靈活高效等優(yōu)點，適用于橫斷面精度要求高的隧道，實際測量時應重點做好邊角測量網(wǎng)的布設工作。三角鎖布置方向應和洞口連接線保持一致，并嚴格控制三角形個數(shù)，以不超過12個為宜。三角鎖布置圖如圖1所示。

3.2 中線法

中線法測量主要是按照定線設計將中線上各點進行現(xiàn)場定位。實際施工測量時，根據(jù)設計圖紙給出的軸線坐標，將隧道中線直接定位在洞頂，采用定位樁進行標記，并根據(jù)中線完成洞內(nèi)的細部測量。該方法主要用于直線形隧道施工，其詳細測量示意圖如圖2所示。其中，點B、C、D為定位樁，A、E兩點之間的連線為測得的中線。

3.3 精密導線法

精密導線測量是一種高精度的測設方式，其布線形式多樣，主要包括單導線、雙導線、啞鈴型導線及附合導線等。各種導線特點及適用情況如下：

（1）單導線。點位數(shù)量少、線形簡單、測量方便。直線形隧道測量時，以中線作為導線起點；其余線形隧道，將洞口切向轉折點作為導線起點[4]。

（2）雙導線。主要由兩條水平線組成，起止點分別位于隧道兩端，形成長條形的封閉導線網(wǎng)，適用于大中型隧道。

（3）啞鈴型導線。在結構復雜部位設置多邊形，并通過單導線相連，對于線形復雜隧道較為常用。

（4）附合導線。該導線主要布設于對向施工的隧道，在洞體兩端布設測控點。

3.4 平面測量

根據(jù)該項目設計要求，洞外平面采用精密附合導線進行控制測量，且與設計單位提供的測控點完成聯(lián)測。經(jīng)現(xiàn)場測設，其測量精度滿足施工標準要求。

3.5 高程測量

根據(jù)設計要求，該項目高程測量選用四等水準測量。結合現(xiàn)場具體狀況，選用SD1、SD4為基準點，進行閉合水準線路的測量。入口處的高程測控點采用周邊引入的控制點，以四級測量精度進行測設作業(yè)。

4 公路隧道洞內(nèi)控制測量

4.1 導線測量

公路隧道洞內(nèi)導線的控制測量要點如下：

（1）隧道開挖過程中，以20.0 m間距為標準設置中線定位樁，待開挖一段距離后，以定位樁為基準建立洞內(nèi)導線網(wǎng)。

（2）導線網(wǎng)布設完成后，采用全站儀、測距儀分別對導線角度、距離實施測量。為確保測量結果的準確性，測量次數(shù)不得少于2次[5]。

（3）根據(jù)導線定位樁對隧道中線實施校核，在隧道開挖過程中同步完成導線測設，以減小隧道貫通偏差，確保隧道施工質量。

4.2 水準測量

隧道工程洞內(nèi)高程的測控要點如下：

（1）利用水準測量對高程實施控制。在隧道開挖過程中，每間隔200～500 m布設一個水準點，并根據(jù)水準控制線確定腰線位置。

（2）反復測量水準控制線，保證測設精度。

（3）隧道開挖振動較大，加之洞內(nèi)光線昏暗，嚴重影響測量精度，因此應反復測量，以降低測量誤差。

5 隧道開挖斷面測量

5.1 開挖方向參數(shù)計算

洞外平面及高程測設完成后能夠獲得洞口坐標，通過反演計算出測量結果，據(jù)此確定開挖方向，并實施洞內(nèi)中線測設[6]。直線形與曲形型隧道開挖方向的確定方式如下：

（1）直線形隧道。直線形隧道導線網(wǎng)見圖3所示，A～G為控制點，且A、G分別為進出口控制點，S1、S2為進洞最前方中線的定位樁。為得到中線至A點的開挖方向及中線定位樁坐標，需通過反演計算求出，并能夠利用反演計算得到G點的開挖參數(shù)。

（2）曲線形隧道。曲線形隧道平面控制導線網(wǎng)見圖4所示，根據(jù)設計圖紙中給出的平曲線半徑及轉點C坐標求出進出口中線方向及長度，并通過測量得到隧道中線；當開挖至曲線位置時，需通過圓曲線方式定位曲線長度。

5.2 洞口位置測設

隧道開挖施工時，中線位置確定尤為重要，其測設精度直接影響隧道的開挖線形，對保證隧道順利貫通具有重要意義。洞口位置測試時，應注意以下幾點：

（1）在洞口部位設置多個測控點，并在地表標記出中線位置，按照測出的中線方向實施反復測量。

（2）隧道開挖過程中應加強洞口位置、中線及長度的監(jiān)測，以減小甚至消除位置偏差，確保隧道的開挖質量。

5.3 隧洞中線及腰線測設

（1）中線測設。根據(jù)洞口中線方向樁及定位樁，在已施工部位標記中線位置，并將其引至隧道內(nèi)部，逐步完成洞內(nèi)的中線測設。

（2）腰線測設。在隧道開挖過程中，以5.0 m間距為標準在洞內(nèi)側壁設置水準點，并據(jù)此完成腰線測設。

5.4 開挖方向標記

隧道開挖時，洞內(nèi)作業(yè)面狹小，光線較差，辨識度不高，應借助激光儀標記中線位置，并按照設計圖中給出的尺寸準確標記開挖斷面，其主要測設方式如下：

（1）斷面支距法。該測設方法工作原理如下：根據(jù)隧道中線及頂部高程，按照由上而下的順序，在中線兩側分別每隔50.0 cm設置控制點，形成控制輪廓線，并以此對隧道斷面實施控制，其詳細工作流程如圖5所示：

（2）放大樣法。該方法工作原理如下：采取等比例放樣方式分別測設洞頂中點及左、右兩邊的起拱點，通過嵌套大樣圖獲得開挖輪廓。

（3）三角高程法。該方法主要是通過全站儀在洞內(nèi)中線上測設開挖面的范圍[7-8]。

5.5 襯砌、坑道位置測設

隧道開挖施工時，應充分考慮襯砌結構厚度，以有效避免襯砌侵限。所以，必須嚴格按照隧道中線及高程測設數(shù)據(jù)，完成襯砌結構位置的測設，最大限度地保證襯砌結構位置的準確性，有效確保隧道施工質量。

實際施工時，針對借助臨時坑道導入的中線及高程控制點，應根據(jù)坑道縱坡、里程及方向等各項指標，嚴格按照測量精度要求完成臨時坑道洞口位置的測設。

6 隧洞貫通偏差糾正

隧道全線貫通后，需對洞體中線、高程偏差實施糾正，并按照糾正后的數(shù)據(jù)完成中線及高程的測設。實際施工時，應根據(jù)隧道線形合理選用糾偏方式。其中，直線形隧道中線、高程偏差，通過折線法進行糾偏；而曲線形隧道，則由隧道曲線段兩端相向進行糾偏，以有效減小貫通偏差，保證隧道的線形質量。

對于導線法測設導致的偏轉角偏差，需將其合理分配至未施作襯砌部位的曲線上。同時，以隧道進出口部位導入的高程平均值作為糾偏后貫通部位的高程控制值，并以成形洞體高程偏差的1/2為標準，在隧道兩端未施作襯砌位置進行高程糾正。

7 施工測量安全保證措施

隧道施工測量環(huán)境復雜，操作不當極易造成設備損壞，引發(fā)安全事故，因此在實際測量時應采取必要的安全防護措施，具體如下：

（1）隧道施工測量時應科學操作測量儀器，避免造成損壞。如儀器架設時，必須嚴格按照操作規(guī)程進行，以免儀器滑落。

（2）測量作業(yè)時，應盡可能選取堅實、穩(wěn)定部位實施測量，嚴禁在滲漏、圍巖松動地段開展測設作業(yè)，以確保施工安全。

（3）隧道洞內(nèi)光線及環(huán)境較差，為確保作業(yè)安全，實際測量作業(yè)時應做好安全防護工作，并配置足夠的照明設施。

8 結論

綜上所述，公路隧道施工工序復雜、技術要求高、施工難度大，科學做好施工測量工作能有效提升施工質效，對保證隧道的順利建成具有重要意義。因此，公路隧道施工時應根據(jù)設計精度要求及現(xiàn)場實際情況，合理選擇隧道中線、高程的測設方法，嚴格按照施工測量規(guī)范完成洞口平面及高程控制點的測設，準確確定隧道掘進方向，以確保隧道的順利貫通。同時，還應采用科學方法對隧道貫通偏差實施糾正，從而全面提升隧道的施工質量。

參考文獻

[1]肖大強.高速公路隧道施工技術與質量控制研究[J].城市建設理論研究（電子版）， 2024（18）：138-140.

[2]樊祥君，秦峰.公路隧道施工水平位移及收斂量測精度確定方法與衡量方法探討[J].公路交通技術， 2024（2）：185-191.

[3]劉熙媛，孫岳東，徐東強，等.公路隧道施工監(jiān)控量測方法對比研究[J].中外公路， 2021（1）：159-164.

[4]鄒進貴，朱勇超，童魁.精密三角高程測量技術在高海拔山區(qū)的應用[J].測繪地理信息， 2013（6）：6-9.

[5]王海磊.高速公路隧道建設過程中測量和控制注意事項[J].建設科技， 2020（22）：101-102.

[6]楊玄偉，申鐵軍.汾石高速公路隧道施工測量技術要點分析[J].交通科技與管理， 2023（1）：153-155.

[7]孫紹鑫.公路工程建設中的隧道施工測量及其質量管理研究[J].運輸經(jīng)理世界， 2022（10）：127-129.

[8]王坤.高速公路隧道施工技術與質量控制研究[J].建材與裝飾， 2017（16）：233-234.

收稿日期：2024-08-30

作者簡介：賀升（1997—），男，本科，從事公路工程施工工作。