隧道內CPⅡ平面控制網與施工導線網差異探討

譙生有

(中鐵一局集團第五工程有限公司，陜西寶雞 721006)

隨著我國高速鐵路的快速發展，在全面總結鐵路工程測量實踐經驗的基礎上，通過吸收和總結近年來鐵路測量新技術、新方法，鐵路工程測量提出了勘測設計、施工、運營維護“三網合一”的理念［1-3］，高速鐵路隧道、鋪設無砟軌道的普通鐵路隧道需要在隧道內布設CPⅢ控制網，作為軌道施工測量的基準，以保證軌道的高平順性要求。因此，隧道洞內平面控制測量工作不僅要在隧道施工期間布設隧道施工導線網，滿足線下施工放樣和貫通測量的需要，還要在隧道貫通后重新布設隧道內CPⅡ平面控制網，為軌道控制網CPⅢ提供高精度的測量基準。通過分析兩者之間的差異，采取針對性的技術策略滿足隧道不同施工階段的要求，合理布設洞內平面控制網。

1 控制網共性分析

隧道內CPⅡ平面控制網與施工導線網的共性有以下幾點:

(1)隧道內CPⅡ平面控制網與洞內施工導線網均采用導線測量施測;

(2)同等級控制網的設計測角中誤差、方位角閉合差、測回數等技術指標相同;

(3)測量儀器主要為高精度全站儀，對中裝置為精密對點器;

(4)觀測條件受隧道內條件限制，施工干擾大;

(5)控制網平差采用嚴密平差;

(6)控制網放樣的中線應滿足隧道建筑界限要求。

2 控制網測量差異分析

隧道線下施工過程中，為了隧道支護結構或附屬結構放樣、斷面測量、指導開挖方向并確保隧按要求貫通，需要布設洞內施工導線網;隧道貫通后無砟軌道施工前，應通過隧道進出口或者輔助導坑洞口的洞外控制點在隧道內布設洞內CPⅡ控制網。線下施工過程中布設的洞內施工導線網與為滿足軌道施工而建立的CPⅡ平面控制網有諸多不同之處。

2.1 控制網用途

洞內施工導線網的主要用途有兩個方面:一方面是在隧道線下工程施工期間進行施工放樣，另一方面是為了控制測量誤差積累，確保隧道相向開挖面按精度要求正確貫通。滿足隧道橫向貫通精度是洞內施工導線網最關鍵的技術指標。

洞內CPⅡ控制網主要用途是為測設CPⅢ平面控制網提供起算依據，進一步為無砟軌道施工提供精密的測量基準。

2.2 控制網施測時機

洞內施工導線網在隧道開挖期間從洞外控制點逐段引測，一般情況下，離工作面最近的導線點與工作面間的距離大于2倍洞內導線設計邊長時向工作面延伸測量一次施工導線，隨隧道開挖逐段延伸測量，直至隧道貫通進行貫通測量。

無砟軌道隧道內CPⅡ控制網一般在隧道全面貫通，隧道二襯、水溝電纜槽施工完畢、沉降觀測通過評估后，全隧整體布網施測。

2.3 點位埋設位置

洞內施工導線網在隧道線下工程施工期間布設，為避免風管、水管等遮擋視線，點位一般埋設在隧道中線附近(如圖1所示)。

隧道內CPⅡ控制網在線下工程結束后布設，控制點一般在隧道左右兩側水溝和電纜槽中隔墻頂部成對布設，點間視線應旁離洞內設施0.2m以上，削弱旁折光對水平角測量的影響，導線邊長300～600m，點位埋設為不銹鋼標志，可永久保存，如圖1所示。

圖1 隧道內CPⅡ及洞內施工控制點埋設位置(單位:cm)

2.4 控制網類型

洞內施工導線網只能在隧道內布設成閉合導線環，閉合環邊數一般為4～6條，隧道貫通前無法與對向開挖面洞外控制點形成附合路線，如圖2所示;隧道內CPⅡ控制網施測時，隧道一般已全面貫通，洞內導線網可與各開挖面洞外控制點形成附合路線，洞內導線網一般布設為交叉導線網，如圖3所示，測量時聯測部分施工控制點檢核CPⅡ控制網與施工控制網的一致性。

圖2 洞內施工導線網布設基本網形

圖3 隧道內CPⅡ控制網布設基本網形

2.5 外業數據采集方法

洞內施工導線網施測時，各施工環節作業循環緊湊，施工干擾大，觀測條件差，施工機械和施工人員的走行造成一個測回內多次中斷觀測，或者一個測站多次中斷觀測。煙塵較大時，會出現能讀取角度觀測值但無法讀取距離觀測值的情況，一個測站的角度和距離需要在不同時段進行觀測，造成自動觀測模式不能正常操作，多采用人工照準測量模式采集觀測數據。

無砟軌道洞內CPⅡ測量時隧道已經貫通，施工工序減少，觀測條件相比施工導線網測量時大為改善，可以通過調整施工工序為CPⅡ控制網測量創造較好的觀測條件，導線邊長一般布設為300m左右，便于采用智能型全站儀自動照準模式配合CPⅢ采集軟件，實現自動觀測，提高觀測效率和觀測質量。

2.6 平差原則

洞內施工導線網一般隨開挖進展分段施測，后一次延伸導線網以前一次靠近開挖面的導線邊位起算依據，因此以分段平差為原則。平差后點位精度反映的是控制點相對于各分段起算點之間的精度，不能反映控制點相對于洞外控制點之間的精度。

道洞內CPⅡ整體布網，整體測量，控制網平差以整體平差兼顧界限為原則。控制網平差時，需考慮平差后控制網成果既要滿足軌道控制網(CPⅢ)測設的精度要求，又要兼顧無砟軌道施工中線與隧道線下工程施工中線具有良好的兼容性，不能因CPⅡ控制網平差成果造成隧道建筑界限侵限，平差時需通過反復試算來確定如何約束聯測的施工控制點，試算過程中需分析控制點相對中誤差、測角中誤差、附合導線全長相對閉合差等技術指標是否滿足精度，以及采用試算成果檢測隧道斷面是否侵限等綜合因素，確定控制網平差方案。

2.7 貫通測量

洞內施工導線網測量前須通過貫通誤差預計確定測量方案，隧道貫通后需要立即進行貫通測量，測量貫通誤差，對隧道施工中線進行調整，隧道橫向貫通誤差應滿足規定限差。因縱向貫通誤差對隧道線下施工縱坡影響甚小，因此對縱向貫通誤差值沒有做嚴格規定，洞內CPⅡ控制網整體測量整體平差，在貫通面上無需做貫通測量，測量技術方案編制時無需進行貫通誤差預計，各工作面間貫通精度主要體現在附合路線閉合差上，縱向貫通體現在導線全長相對閉合差上?？v向精度過低將導致軌道控制網(CPⅢ)邊長改正數、邊長中誤差、點位相對中誤差等技術指標超限，難以建立精度合格的CPⅢ控制網。

3 結束語

隧道內CPⅡ控制網是高速鐵路施工測量引入的一個新概念，與隧道洞內施工控制網在部分技術指標上有相同之處，但在施測細節上具有顯著的差異。應分析隧道內CPⅡ控制網與隧道施工控制網在用途、點位埋設、測量時機、數據采集、平差原則、貫通測量等方面的差異，制定相應的技術對策，才能正確建立滿足無砟軌道施工精度要求的CPⅡ控制網，為后續軌道工程施工提供精準可靠的測量基準。

隧道內CPⅡ控制網與施工導線網分期建網的特點使兩個控制網在一定程度上存在“兩張皮”現象，隧道建筑限界要求二者在線形上應保持一致，但軌道高平順性又要求CPⅡ控制網必須滿足軌道控制網(CPⅢ)測設的高精度要求，兩者同時兼顧給CPⅡ控制網數據平差處理帶來極大的困難，能否將施工控制網與CPⅡ控制網合二為一，既解決“兩張皮”現象又避免重復測量，需要在今后的測量實踐中進行研究和探討。

［1］中華人民共和國鐵道部．TB 10601—2009 高速鐵路工程測量規范［S］．北京:中國鐵道出版社，2009

［2］中華人民共和國鐵道部．TB 10101—2009 鐵路工程測量規范［S］．北京:中國鐵道出版社，2009

［3］朱穎．客運專線無砟軌道鐵路工程測量技術［M］．北京:中國鐵道出版社，2009

［4］劉成龍，金國清，楊雪峰，等．自由測站邊角交會網在隧道內平面控制中的應用研究［J］．西南交通大學學報，2014(1):17

［5］盧學成．高速鐵路長大隧道CPⅡ測量精度研究［J］．鐵道勘測與設計，2012(3):1318

［6］金鴻．客運專線隧道內CPⅡ控制測量方法探討［J］．山西建筑，2010(26):356357

［7］楊柳，左智剛．隧道獨立控制網建立的方法［J］．鐵道勘察，2011(4):2123

［8］滕煥樂．隧道GPS控制網橫向貫通誤差計算方法研究及軟件研制［J］．鐵道勘察，2013(2):46

［9］譙生有，聞道榮．無砟軌道CPⅢ平面控制網測量精度影響因素分析［J］．測繪通報，2011(12):4749