水利工程中引水隧洞施工控制測(cè)量的研究

【摘要】引水隧洞作業(yè)屬于地下作業(yè)的一種，因而其施工控制測(cè)量顯得十分的重要，施工控制測(cè)量周期長、精度高，因而必須嚴(yán)格控制測(cè)量過程中的失誤和偏差，保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。本文主要根據(jù)實(shí)例闡述了水利工程引水隧洞施工控制測(cè)量。

【關(guān)鍵詞】水利；引水隧洞；施工；控制；測(cè)量

1.工程概況

某引水隧洞總長342.21m，進(jìn)口高程1247.00m，出口高程1247.00m，引水隧洞為城門洞型，根據(jù)圍巖條件不同，開挖斷面寬4.2～4.9m， 高5.0～5.5m，進(jìn)口明挖段長約3m，底板高程1247m，開挖邊坡高約8m，原始地形坡度約50°。施工控制測(cè)量貫穿整個(gè)施工過程，其測(cè)量誤差對(duì)放樣點(diǎn)點(diǎn)位精度影響甚微為原則。本標(biāo)控制主要是洞內(nèi)控制測(cè)量，以滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求為前提，根據(jù)規(guī)范結(jié)合本合同要求布置導(dǎo)線平面（高程）網(wǎng)。

2.平面控制

平面控制網(wǎng)結(jié)合工程規(guī)模、工程總體布置、工程建設(shè)周期等因素，執(zhí)行規(guī)范有關(guān)規(guī)定。基準(zhǔn)復(fù)核、加密控制設(shè)計(jì)為Ⅲ等平面控制網(wǎng)、Ⅲ等三角高程網(wǎng)；施工測(cè)量控制多少影響開挖工作，所布置的控制點(diǎn)將考慮延續(xù)性、前瞻性，階段控制統(tǒng)一以Ⅳ等精度要求向縱深延伸。洞內(nèi)控制點(diǎn)點(diǎn)位位于基巖、鋼筋鉆孔深埋、頂部刻十字，做好測(cè)點(diǎn)標(biāo)識(shí)工作。控制點(diǎn)將考慮交通運(yùn)輸、洞頂巖體安全、采光條件等因素，確保控制安全。根據(jù)規(guī)范結(jié)合公司洞內(nèi)導(dǎo)線控制工法，基本導(dǎo)線平均邊長約200米，隔點(diǎn)作為閉合環(huán)節(jié)點(diǎn)，整個(gè)標(biāo)段將有20～25個(gè)閉合環(huán)。擬每進(jìn)尺600～700米進(jìn)行基本導(dǎo)線控制，施工導(dǎo)線按測(cè)站精度要求建立、滿足日常放樣、斷面測(cè)量要求。本階段在兩處均做了加密控制點(diǎn)，分別是SJ01、SJ02、SJ021和JW01、JW02，按三等精度要求測(cè)設(shè)，控制到各個(gè)支洞口，形成本階段施工控制的基本導(dǎo)線。在基本導(dǎo)線上控制點(diǎn)按四等要求測(cè)量，先按支導(dǎo)線布置待條件成熟時(shí)進(jìn)行閉合導(dǎo)線或貫通測(cè)量；無法保留的測(cè)站點(diǎn)具備檢核條件。

洞室開挖貫通后進(jìn)行貫通測(cè)量，對(duì)貫通誤差進(jìn)行調(diào)整和分配。以貫通后經(jīng)調(diào)整配賦的洞室軸線為依據(jù)進(jìn)行下續(xù)開挖和砼澆筑工作。洞內(nèi)控制是本標(biāo)測(cè)量的重點(diǎn)和難點(diǎn)，施工測(cè)量能否順利進(jìn)行一定程度取決于控制測(cè)量的成效。

3.高程控制測(cè)量

根據(jù)規(guī)范結(jié)合本合同精度要求布置導(dǎo)線高程（網(wǎng)），洞外已有基準(zhǔn)點(diǎn)滿足整個(gè)引水隧洞的高等級(jí)高程控制網(wǎng)。根據(jù)所提供的高程基準(zhǔn)情況，將導(dǎo)線控制網(wǎng)布設(shè)成三維網(wǎng)，三維網(wǎng)按Ⅳ等三角高程替代Ⅳ等水準(zhǔn)。高程控制在開挖階段均以三角高程替代水準(zhǔn)測(cè)量，開挖過程注意設(shè)立巖體立面高程校核點(diǎn)。導(dǎo)線網(wǎng)點(diǎn)高程與巖體高程校核點(diǎn)形成開挖放樣高程控制的基礎(chǔ)。高程控制在砼施工階段采用三角高程與水準(zhǔn)結(jié)合。

4.貫通測(cè)量

按水工隧洞開挖極限貫通誤差及貫通中誤差分配值的要求，對(duì)洞內(nèi)貫通中誤差做出合理估算。如表1為控制測(cè)量對(duì)貫通中誤差影響值的限差表。

本隧洞工程隧洞開挖的貫通中誤差規(guī)定為：橫向±50mm、豎向±30mm，極限誤差為貫通中誤差的2倍，即縱向貫通誤差限差為L/5000（L為貫通距離，以km計(jì)）。

4.1 豎井聯(lián)系測(cè)量誤差估算

豎井聯(lián)系測(cè)量：在洞外GPS控制點(diǎn)上布設(shè)控制網(wǎng)，GPS控制測(cè)量在隧道施工控制測(cè)量中已得到廣泛的應(yīng)用，只需要布設(shè)洞口控制點(diǎn)和定向點(diǎn)，而且相互通視，以便施工定向之用。不同洞口之間的點(diǎn)不需要通視，與國家控制點(diǎn)或城市控制點(diǎn)之間的聯(lián)測(cè)也不需要通視。布設(shè)靈活方便，定位精度目前已優(yōu)于常規(guī)控制方法。

本工程利用萊卡天頂天底儀向豎井投點(diǎn)，投點(diǎn)精度1/30000，豎井深度45.1m，計(jì)算可得投點(diǎn)誤差約±1mm。豎井段施工可以用陀螺儀定向檢查，陀螺儀采用瑞士AFS-205，其中全站儀為徠卡TC2003，測(cè)角精度0.5”，測(cè)距精度1+1ppm，陀螺一測(cè)回±10”。

4.2 估算依據(jù)

①所用規(guī)范如下：《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》DL/T 5173—2012；《工程測(cè)量規(guī)范》GB/T 50026-2007。

②擬使用儀器的精度：

③中誤差選擇：取極限貫通誤差的1/2作為貫通中誤差的控制指標(biāo)， 隧洞出口—豎井選用表1中5～9KM的貫通中誤差的要求。

4.3 估算網(wǎng)形的選擇

由于隧洞長且寬度寬的特點(diǎn)，本估算擬采用雙向閉合導(dǎo)線的形式向前傳遞。由于豎井向主洞過渡時(shí)，前后基本導(dǎo)線邊距離不可能相等，因?yàn)樗蕉吹拈L度有限，解決此問題的方法是：將導(dǎo)線點(diǎn)選在主支洞交叉處。水平角觀測(cè)時(shí)：采用三聯(lián)角架法；對(duì)工程測(cè)量中的高精度測(cè)角方法進(jìn)行利用，也就是對(duì)單邊進(jìn)行盤左、盤右測(cè)回法測(cè)量，一條邊測(cè)完，再對(duì)另一邊進(jìn)行同樣的測(cè)回方法觀測(cè)，即不因?yàn)閮蓷l導(dǎo)線邊不相等而反復(fù)調(diào)焦，以減小調(diào)焦對(duì)測(cè)角的影響。

4.4估算公式

因?yàn)閷?duì)隧洞的貫通進(jìn)行影響，主要是橫向貫通誤差及豎向貫通誤差，因而本次估算只對(duì)橫向及豎向貫通誤差進(jìn)行估算。因?yàn)槎磧?nèi)基本導(dǎo)線，在未貫通時(shí)，是支導(dǎo)線和閉合導(dǎo)線，為了對(duì)計(jì)劃進(jìn)行簡(jiǎn)化，用支導(dǎo)線端點(diǎn)的點(diǎn)位誤差當(dāng)作橫向貫通中誤差。

結(jié)語

綜上所述，在水利工程建設(shè)中，引水隧洞的施工是十分困難的，隧洞施工作業(yè)屬于地下作業(yè)的一種，施工測(cè)量在作業(yè)的過程當(dāng)中責(zé)任重大，一旦出現(xiàn)一絲偏差或者疏忽就會(huì)對(duì)工程產(chǎn)生巨大的影響，因而施工控制測(cè)量作業(yè)對(duì)引水隧洞的施工具有十分巨大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]李興亮；；水利隧洞施工測(cè)量技術(shù)[J]；中國新技術(shù)新產(chǎn)品；2009年20期。