隧道測量技術(shù)與測量優(yōu)化方案

張成科

中鐵六局集團路橋建設(shè)有限公司 山西晉中 030600

摘要：近年來，隨著社會與經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國的道路建設(shè)也在經(jīng)歷著日新月異的變化，無論鐵路還是公路，在行車速度、舒適、美觀、協(xié)調(diào)等各個方面都有了更高的要求。因此隧道工程建設(shè)相對也有了更高的標準。本文主要對隧道的測量技術(shù)進行闡述，并提出相應的優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：隧道測量技術(shù)；測量優(yōu)化方案

一、隧道工程測量的幾項要求

隧道工程測量是在隧道工程的規(guī)劃、勘測設(shè)計、施工建設(shè)和運營管理的各個階段進行的測量。為保證隧道順利實施，主要對隧道工程測量提出了以下幾項要求：

1.1規(guī)劃階段

首先搜集隧道選線所用地形圖并熟悉地形、地貌，準備地質(zhì)、水文所需要的測繪資料。

1.2勘測設(shè)計階段

在隧道沿線測繪帶狀地形圖，實地對隧道的洞口位置，結(jié)合線路和中線控制樁等進行測設(shè)，繪制相應的平面圖、地質(zhì)橫斷面圖、縱斷面圖以及正洞口和輔助洞口的縱斷面圖等各種需要用到的工程設(shè)計圖。

1.3施工建造階段

對隧道進行測量時，要根據(jù)隧道施工的順序和所要求的精度進行逐次測量。測量時要注意觀察隧道線路的走線、轉(zhuǎn)折點的位置以及和正洞口、輔助洞口位置，然后進一步在洞外和洞口布設(shè)施工主控制網(wǎng)進行施測，再進行相應的嚴密（簡易）平差計算。隨著隧道不斷向前掘進，洞內(nèi)的控制網(wǎng)也不斷向前延伸，同時不斷布測施工主、副控制網(wǎng)和隧道中線、超欠挖的施工放樣，為保證各個工作面之間的放樣精度，導線布設(shè)呈“Z”字形，盡量避免短邊小角度，洞內(nèi)支導線每500m-800m閉合一次，貫通前，對向開挖的掌子面相距小于40m時，應加強聯(lián)測，統(tǒng)一指揮；縱橫、高程貫通誤差滿足測量規(guī)范，貫通后還要進行線路中線的微調(diào)以及一定的誤差鑒定。在施工過程中還要進行隧道縱橫斷面的測量以及洞內(nèi)機電設(shè)施預留、相關(guān)建筑物放樣等。在施工建造和運營管理階段，還要定期對隧道洞身、地表沉降和位移進行監(jiān)測。

二、隧道測量技術(shù)

2.1隧道內(nèi)CP平面控制測量

2.1.1測量方法

CPIII的測量方法是采用自由測站交匯網(wǎng)，每個自由測站均以2×3個CPIII點為測量目標。測量時應要保證每個測量點均測量三次。

另外還要保證CPIII的控制點應保持在60米至80米之間，不能超出所允許的范圍之內(nèi)。而觀測CPIII點時，最遠的目標距離則應該保持在150米至180米之間，不可超出允許范圍之內(nèi)。測量開始前應先輸入起始點信息，并填寫相應的自由測站記錄表，每一站測量均要記錄測站的溫度、氣壓和C PI以及C PII點上的棱鏡高，并將溫度、氣壓改正輸?shù)矫總€測站上。每一站測量三組完整的測回。

2.1.2 CPIII數(shù)據(jù)處理

CPIII觀測數(shù)據(jù)主要是采用D S D I—H R S A D J軟件進行平差處理。首先用評查軟件將數(shù)據(jù)進行平差再生成報告即C A L C文件，再用D S D I —H R S A D J軟件將C A L D文件進行處理和平差，從而計算出每個C PIII點坐標。另外該C P網(wǎng)的數(shù)據(jù)系統(tǒng)處理軟件還可以對原始觀測數(shù)據(jù)進行檢查并做出篩選，從而保證最終的觀測數(shù)據(jù)為合格數(shù)據(jù)。

2.2 GPS隧道控制測量技術(shù)

為保證GPS控制點的穩(wěn)定性，再隧道兩側(cè)分別設(shè)置相應的GYS點，以方便施工期間對洞口控制點的穩(wěn)定性進行常規(guī)檢測。

2.2.1GSP的外業(yè)測量

實際操作過程中，要使用正確的觀測方法，同時應觀測GPS測量數(shù)據(jù)，分三次進行觀測，每次觀測時間都應超過60分鐘以上，并同時記錄相應數(shù)據(jù)。

2.2.2 GPS測量的數(shù)據(jù)處理和精度分析

我們可以使用A s h t e c h S o l u t i o n s工具對處理和分析精度數(shù)據(jù)，下面我們將使用該工具通過以下四個步驟進行數(shù)據(jù)運行方法。

（1）根據(jù)實際情況建立項目。

（2）給項目添加所需要的數(shù)據(jù)。

（3）對基線進行相應的處理。

（4）對GPS網(wǎng)進行自由網(wǎng)平差。

（5）形成網(wǎng)平差報告并對精度評定

三、測量優(yōu)化方案及其應用

3.1測量優(yōu)化方案

在設(shè)計的過程中制定精確的測量系統(tǒng)，并根據(jù)其測量控制點將C A S I O 5 8 0 0與激光指向儀配合使用，從而達到節(jié)約時間和保證精度的效果。

3.2控制點復制、加密精度要求

控制點復測、加密精度要求和方法都應該要符合《水利水電工程施工測量規(guī)范》的要求。遵循先復核后利用的原則對設(shè)計中所提供的控制點的精度進行檢測。控制點包括平面和高程控制點。同時每半年復測控制點數(shù)據(jù)的準確性。加密控制點報測量監(jiān)理工程師檢測合格后才可以使用。

平面控制點的復測以及加密要求主要有以下四個方面：

（1）外業(yè)水平角觀測全站儀（測角2″測距2+1ppmD）不少于兩個測回，D為水平距離，單位km。

（2）導線方位角的閉合差≤±10√n n為測站數(shù)。

（3）往返對向觀測測距1測回，測距往返較差不得超過15毫米。

（4）導線全長相對精度k應該小于1：15000，方可對坐標平差計算。

高程控制點復測和加密要求主要有以下三個方面的要求：

（1）外業(yè)應該采用往返對向觀測。

（2）閉合差≤±20√L或≤±12√L L為測站數(shù)，單位km。

（3）采用三角高程測量豎直角應小于15°，一測回指標差小于7″，并對大氣折光和地球曲率改正，改正數(shù)為0.43*D2/R，D為觀測距離，R為地球半徑。

3.3工程對策

Epc項目進場后立即組織地質(zhì)勘察隊伍對改線后隧道的地質(zhì)情況進行詳勘，并在施工中加強施工TSP超前地質(zhì)預報、超前鉆孔及監(jiān)控量測，針對不同的地質(zhì)地段，采取相應的施工方法和措施，確保施工安全，快速，有序地進行。

合理優(yōu)化施工組織，爭取在施工便道、洞口場地布置及隧道施工的各個工序銜接時間等方面進行優(yōu)化壓縮，確保工期。

3.4測量樁的布設(shè)和注意事項

我們應該盡可能的提高隧道測量的效率，同時保證進度和質(zhì)量、安全。那么應該如何提高隧道的測量效率，并保證其速度和質(zhì)量呢？導線控制點的布設(shè)和保護是非常重要的。影響控制點位的因素有很多，一般表現(xiàn)為隧道內(nèi)的施工周期過長、施工時機械設(shè)備噪音較大造成的感擾、測量壞境較差、施工時洞內(nèi)施工人員過多造成的影響等各種因素。因此在實際的測量中通常會采用鋼筋頭埋設(shè)邊墻兩側(cè)仰拱填充面以下1cm處作為導線控制點，一般做法為先用切割機截取一段大約30公分左右的鋼筋然后是用鋸子在鋼筋的一頭刻畫上十字，然后再將要布點的隧道兩側(cè)位置用打鉆機進行鉆孔，打完孔后，在孔中添加一定濕潤的錨固劑，之后再把鋼筋用錘子錘入到孔中，錘入完成后再把鋼筋的裸露部分用濕潤的錨固劑圍起來。

3.5 C A S I 0 5 8 0 0計算器和激光指向儀進行配合使用

激光指向儀式利用激光光束集中和相干性較好的特性而研制出來的用于測定方向的測量儀器。它具有很多優(yōu)點，比如；價格低廉、光束質(zhì)量較好，識別能力較強。

安裝調(diào)整方便、使用方便和發(fā)射可見光等等。除此之外它還可以準確且快速的測定隧道的中線位置，進而有效的控制隧道的超挖和欠挖。

四、隧道測量安全措施

施工前，應該對測量人員進行相應的安全教育，以此避免一些不必要的事故的發(fā)生。另外，在測量的過程中，儀器正在使用時，旁邊不能不能離人，以防儀器發(fā)生意外造成損壞。洞內(nèi)的控制點要選在安全的地點，避免選在滴水、露水或者塌方的地點，以防對人或儀器造成損害。

在整個測量工作中，要求測量工作者一定要提前經(jīng)過一定的培訓，擁有嫻熟的儀器操作技能，同時又要有非常豐富的理論知識，在遇到突發(fā)情況時能夠沉著應對。除此之外還要有一個嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L。由此才可以保證測量工作的安全。

五、結(jié)語

隧道測量工作的重點不僅要保證樁位和測量成果的準確性，還要重視施工過程中的測量監(jiān)控和復核，如發(fā)現(xiàn)存在誤差，應及時糾正施工過程中造成的誤差，并滿足隧道限界、凈空、標高、預留沉降和中線等各項要求。及時反饋監(jiān)控量測信息及數(shù)據(jù)，與其他技術(shù)管理人員一同控制好工程質(zhì)量。此外技術(shù)管理人員在進行施工前應該做好相應的培訓，提高儀器操作技能，并擁有良好的理論知識，在管理上也應嚴格服從管理，有良好的工作態(tài)度，態(tài)度負責嚴謹。如發(fā)現(xiàn)有不服從管理的應及時報告上級，而不能放任自流，以造成技術(shù)質(zhì)量上的事故。

參考文獻：

[1]周建東.高速鐵路的施工測量[M].西安交通大學出版社，2011-12-18.

[2]熊偉海.隧道斷面測量技術(shù)[J].中國測量技術(shù)，2004-11-02.

[3]伍志剛，萬龍興.隧洞工程平面控制測量問題的討論[J].測繪科技通訊，2011-10-04.