分析隧洞開挖竣工后橫斷面測量工作

【摘要】針對隧洞開挖竣工后的橫斷面測量，首先提出測量的主要特點，然后從洞內測量和洞外測量兩方面對測量技術進行分析介紹，闡述技術原理、方法和特征，并在此基礎上對技術應用范圍進行總結，最后得出精準、可靠的隧洞開挖竣工后橫斷面測量對于工程量計算等有著十分重要的意義和作用，保證測量質量的關鍵在于選用適宜測量技術的結論。旨在為隧洞測量工作的有序進行奠定良好的基礎。

【關鍵詞】隧洞開挖竣工；橫斷面測量；測量技術

前言：

隧洞施工過程中，各類型工序連接緊密，平行作業與交叉作業數量較大，而且洞中的作業面很小，還會受到空氣質量、排風效果等因素的影響，使得測量工作存在極大的難度。對于隧洞安全監測等方面而言，橫斷面測量有著不可替代的重要作用，必須克服現有的困難，切實做好測量工作。現對幾種較為常用的測量技術進行分析，具體內容如下。

1、隧洞橫斷面測量特點

對于隧洞開挖竣工后的橫斷面測量，為滿足測量實際需求，應從測量方法入手，探究最佳的測量技術，并積極引用當前先進的新型技術和設備，比如水準儀、經緯儀以及全站儀等，但還要注重技術的經濟性，如果設備的造價過大，以隧洞斷面儀為例，其僅在橫斷面測量中有所應用，這顯然是不合理的，不利于工程的整體經濟效益。與隧洞斷面儀相比，全站儀的合理應用具有成本低廉、質量可靠、反應速度快等優勢，有著良好的推廣使用前景。

2、隧洞開挖竣工后橫斷面測量技術分析

2.1 洞外測量

橫斷面測量是隧洞開挖施工竣工測量作業的重要內容之一，為保證測量質量，必須對測量技術進行優化選取，如果所用測量方法不合理，將會增大測量難度，造成精確度低下等問題，不僅影響測量，還會使后續分析工作變得極為困難，所以必須重視測量技術的選擇。伴隨科技的不斷發展，隧洞測量技術越來越多樣，較為常用的有：水準儀測量技術、經緯儀測量技術以及全站儀測量技術，不同技術對應的原理及方法如下所示。

（1）水準儀測量技術

水準儀為設立在水平視線上對兩點之間高差進行測定的精密儀器。水準儀的核心部件主要包括：望遠鏡、補償器、垂直軸、基座、腳螺旋等。按照結構的不同可將水準儀分為四大類，分別為微傾水準儀、自動安平水準儀、激光水準儀與電子水準儀。按照測定精密的高低可將水準儀分為兩大類，分別為普通水準儀與精密水準儀。

測量過程中，使用水準儀的后視中樁標尺對視線高程進行測量，在得到相應的視線高程以后，再使用前視中樁標尺對橫斷面坡度進行測量，得出主要的坡度變化點。視線高程和前視點的差值即為各個測量點的實際高程，隨后由現場工作人員使用鋼尺即可測出各個測量點和中樁之間的距離。

（2）經緯儀測量技術

經緯儀是用于水平角、豎直角測量的常用儀器，結合測角基本理論設計而成，是當前較為常用的新型電子經緯儀之一。首先將經緯儀設置于中樁之上，采取視距法測得隧洞橫斷面方向上的坡度變化點到中樁的實際距離；然后采取三角高程測量的方法對二者的高差進行測量；最后通過計算和分析即可得到各個坡度變化點的具體高程。

在三角高程測量過程中，可以使用以下公式求出高差：

（1）

式（1）中，l代表經緯儀和視距尺之間的水平距離；代表豎直角，由豎盤測量得出；i代表經緯儀高度；v代表覘標高。經緯儀和視距尺之間的水平距離可以使用以下公式得出：

（2）

式（2）中，k代表視距乘常數，一般情況下取100；s代表尺間隔，即視距尺上被兩個視距絲所截取的尺段。

（3）全站儀測量技術

全站儀（Electronic Total Station）是一種將光、機、電結合為整體的高精密測量儀器，自身具有多種測量功能，比如水平距離測量、垂直角測量、水平角測量等。與傳統的光學經緯儀相比，電力經緯儀使用全新的光點掃描度盤，并由人工光學測微讀數實現數據的自動記錄與實時顯示，大幅簡化了測角的操作過程，而且還能防止各種誤差的出現。此外，由于全站儀通過一次安置即可完成所有測量任務，所以其得到了許多檢測、監測領域的青睞，在實際工作中有著十分廣泛的應用。

測量過程中，先將全站儀設置于中樁之上，然后把反射棱鏡設置在各個坡度變化點上。完成上述操作后，開啟全站儀進行測量，在其屏幕上即可讀出測量點高程及和中樁之間的水平距離。相比之下，全站儀測量技術最為簡便，無需額外的人工干預，不存在計算過程，因此，其測量精準度較高，測量結果十分可靠，具有較大的推廣和使用價值。

2.2 洞內測量

測量前，使用水準儀對中樁高程、邊樁高程以及頂板高程進行分別測量，再用鋼尺測量中樁和邊樁之間的距離。上述準備工作完成以后，即可使用常規方法開始洞內測量。洞內測量方法主要有兩種，分別為平移法和劃圓法，具體內容如下。

（1）平移法

測量過程中，將標尺1設置在中樁上，使用經緯儀對其垂直度進行校正，再用標尺2的其中一端沿著中樁對應的標尺方向，另外一端沿著隧洞的橫斷面方向，水平上移標尺2，每隔0.5m或1.0m測量一次。若測量時遇到特殊部位，需要對該位置進行重復測量，左右兩邊同時測量一次，最后對測量結果進行統計和分析，并繪制相應的圖表。平移法如圖1所示。

（2）劃圓法

測量過程中，將標尺1設置在中樁上，然后在標尺中找到中腰線的具體位置，將中腰線作為圓心，以標尺1的其中一邊為起始點，掛設半圓儀。再將標尺2的中腰線作為圓心，

沿著隧洞橫斷面的水平方向進行轉動，以此測定各個開挖點的角度，最后對測量結果進行統計和分析，并繪制相應的圖表。劃圓法如圖2所示。

3、隧洞開挖竣工后橫斷面測量技術的適用范圍

（1）在隧洞外部，比如隧洞的進口處和出口處，坡度較為平緩的位置可以使用水準儀測量技術或者是全站儀測量技術，其效果較為突出；而坡度較大的位置，應盡量使用經緯儀測量技術或者是全站儀測量技術，此外在使用全站儀時，應注意視線的通透性，以保證測量精確度。

（2）在隧洞內部，比如隧洞的主洞、發電洞以及灌溉洞等，如果洞室呈現出正方形，或者是矩形，應盡量使用平移法進行測量；如果洞室的截面呈現出圓形，則建議使用劃圓法進行測量。

在實際的測量作業中，無論選用哪一種測量方法，都應對測量誤差進行嚴格的控制，將誤差有效控制在規定限度之內，保障測量結果的精確度，為后續分析工作奠定良好的基礎。通過實踐得知，在隧洞開挖竣工后橫斷面測量作業中采取適宜的測量技術，可以大幅降低測量時間，提升測量效率，準確、便捷、快速的完成一系列測量工作，這對后續工程量計算等有著不可替代的重要作用。

結束語

精準、可靠的隧洞開挖竣工后橫斷面測量對于工程量計算等有著十分重要的意義和作用，保證測量質量的關鍵在于選用適宜的測量技術。伴隨科技的不斷發展，用于隧洞測量的技術措施逐漸多樣，在實際工作中應充分考慮隧洞實際情況，根據不同方法的適用范圍選用最為適宜的測量技術，進而達到從根本上保證測量質量的目的。

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