高速公路隧道施工測量關(guān)鍵技術(shù)

王剛

摘要：施工測量是高速隧道建設(shè)中非常關(guān)鍵的一個施工環(huán)節(jié)，對專業(yè)性的要求是極強(qiáng)的。當(dāng)下在高速隧道的建設(shè)中開展施工測量還是有諸多的問題存在，本文則是結(jié)合施工測量中的一些步驟，闡述施工測量中的一些關(guān)鍵技術(shù)，希望對隧道建設(shè)中開展高質(zhì)量的施工測量是有促進(jìn)作用的。

Abstract： Construction survey is a very important construction link in the construction of high-speed tunnels. The requirements for professionalism are extremely strong. There are still many problems in the construction survey of high-speed tunnels. This paper combines some? steps in construction surveying to illustrate some of the key technologies in construction surveys， and hopes to promote high-quality construction surveys in tunnel construction.

關(guān)鍵詞：高速公路;隧道施工;測量關(guān)鍵技術(shù)

Key words： expressway;tunnel construction;key measurement technology

中圖分類號：U455? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）35-0085-02

0? 引言

在隧道建設(shè)中開展施工測量，是公路工程中非常關(guān)鍵的部分，高速公路建設(shè)中隧道施工測量，是非常強(qiáng)調(diào)專業(yè)性的，施工測量取得的數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，關(guān)系到隧道建設(shè)的質(zhì)量，這就需要企業(yè)加強(qiáng)對施工測量的重視，對施工測量進(jìn)行嚴(yán)格落實(shí)，依據(jù)相關(guān)的規(guī)范，保證施工測量的專業(yè)性以及準(zhǔn)確性。在施工測量中，涉及到控制網(wǎng)布設(shè)以及坐標(biāo)系統(tǒng)建立等諸多的問題，這些關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用關(guān)系到施工測量數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確，也關(guān)系到工程質(zhì)量以及效益，那么就要提升施工測量專業(yè)性，不斷改善施工測量的技術(shù)水平。

1? 建立隧道測量坐標(biāo)系統(tǒng)

在高速公路的實(shí)際建設(shè)中，很多曲線隧道長度超過五百米，直線長度超過一千米，這種情況下則是要依據(jù)貫通精度的相關(guān)要求，對坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行確定。

在對坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行確定的時候，要考慮到施工方案的便捷性，另外還要考慮到與兩端線路是否能合理銜接這個關(guān)鍵性的問題。任意經(jīng)度中央子午線高斯平面坐標(biāo)系統(tǒng)，或國家高斯平面坐標(biāo)系統(tǒng)，要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇。一般情況下是獨(dú)立建設(shè)坐標(biāo)系統(tǒng)，為了讓隧道施工更加方便，運(yùn)用常規(guī)測量網(wǎng)，將隧道主軸從進(jìn)口到出口作為坐標(biāo)系統(tǒng)中的x軸，將隧道內(nèi)的線路中線里程作為起算值，然后向右旋轉(zhuǎn)九十度，這樣可以得到坐標(biāo)系統(tǒng)中的y軸，從而建立一個平面坐標(biāo)系統(tǒng)，便于展開測量工作。

在坐標(biāo)系統(tǒng)的設(shè)計方案中，隧道的貫通位置高程面可以成為投影面，同時將隧道的中心線設(shè)置為中央子午線。

2? 布設(shè)隧道控制網(wǎng)

2.1 布設(shè)原則

在隧道建設(shè)中，布設(shè)的控制網(wǎng)是非常關(guān)鍵的步驟，主要的環(huán)節(jié)包括：在制定布設(shè)的控制網(wǎng)的方案之前，相關(guān)人員要對場地的各類資料進(jìn)行收集，比如施工場地的一些地勢地形情況以及水文地質(zhì)情況，隧道的斜井、豎井等。這些是隧道建設(shè)中的重要輔助設(shè)施，具體的布置要進(jìn)行明確。為了保證布設(shè)的控制網(wǎng)方案足夠合理，這些數(shù)據(jù)是要提前進(jìn)行收集的，從而作為布設(shè)的控制網(wǎng)的依據(jù)。其次是對布設(shè)的控制網(wǎng)進(jìn)行確定的時候，技術(shù)人員要結(jié)合測量儀器的種類以及性能，掌握更多的外部因素以及干擾情況，提升布設(shè)的控制網(wǎng)精度。最后是在隧道測量的實(shí)際開展中，要保證每個洞口都是有三個及以上的水準(zhǔn)點(diǎn)，作為施工測量的重要參照物。為了布設(shè)的控制網(wǎng)更加方便，在隧道建設(shè)中，有助于中線放樣以及內(nèi)外控制點(diǎn)聯(lián)測，合理設(shè)置導(dǎo)線。為了對布設(shè)的控制網(wǎng)檢查以及定向，需要注意控制點(diǎn)之間要做到可以通視。

2.2 精度要求

布設(shè)的控制網(wǎng)的主要建設(shè)意義，就是保證在隧道的建設(shè)中，兩側(cè)相向施工可以順利開展，讓隧道可以順利貫通，這樣布設(shè)的控制網(wǎng)精度就是至關(guān)重要，精確程度關(guān)系到貫通的狀況，那么在布設(shè)的控制網(wǎng)中，要注重精度方面的嚴(yán)格要求。貫通長度以及操作方法涉及到諸多方面，提升控制網(wǎng)精度，對保證隧道順利貫通是至關(guān)重要的。如今比較常用的布設(shè)的控制網(wǎng)形式，就是三角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)以及GPS網(wǎng)。在這些布設(shè)的控制網(wǎng)的類型中，GPS網(wǎng)精度要更高一些，同時受到限制也比較少，是國內(nèi)隧道建設(shè)中，運(yùn)用最廣泛的一種類型。而在一些地形復(fù)雜以及起伏較大的地區(qū)，三角網(wǎng)是比較有優(yōu)勢的，導(dǎo)線網(wǎng)比較適合在一些地勢平坦以及通視狀況好的地方展開應(yīng)用。

在布設(shè)的控制網(wǎng)中，若是采用GPS網(wǎng)，為了讓布設(shè)的控制網(wǎng)精度達(dá)到相關(guān)的要求，測量人員可以結(jié)合隧道的長度以及現(xiàn)場地形，還有各洞口位置，合理運(yùn)用測量基線長度，對布設(shè)的控制網(wǎng)方案展開檢驗(yàn)，借助長度不同的基線長度，運(yùn)用矩陣來對精度進(jìn)行確定。

3? 貫通誤差預(yù)計

在隧道施工中，出現(xiàn)貫通誤差，指的是在相向挖掘的過程中，貫通面中線點(diǎn)并未重合，這樣就會導(dǎo)致隧道的貫通是有誤差存在的。通常來說，隧道貫通誤差是在貫通之后才能確定出來的，但是結(jié)合實(shí)際工作的需求，那么需要施工人員，對誤差預(yù)先估算。這樣可以更好地指導(dǎo)隧道施工順利進(jìn)行貫通，提升隧道建設(shè)的質(zhì)量。結(jié)合誤差產(chǎn)生的方式，誤差可以出現(xiàn)在橫向、縱向、高程以及平面。所謂的縱向誤差，就是與貫通面垂直方向出現(xiàn)了分量誤差，橫向就是與貫通面平行分量的誤差，高程就是在鉛錘面上投影誤差，平面就是在水平面上的投影誤差，橫向誤差和高程誤差會對線路造成嚴(yán)重影響，若是誤差超過相應(yīng)范疇，就會導(dǎo)致隧道的圖形出現(xiàn)嚴(yán)重改變，甚至?xí)肭纸ㄖ缦蓿敲疵媾R的問題就是重建，這樣不僅會對工期造成延誤，也會給企業(yè)造成十分嚴(yán)重的損失。

4? 洞外控制測量

開展洞外控制測量，需要直線隧道的長度在一千米以上，曲線隧道的長度在五百米以上，結(jié)合貫通精度方面的要求，展開平面測量設(shè)計。在直線隧道的實(shí)際建設(shè)中，洞外的測量主要目標(biāo)，是獲取兩端精密點(diǎn)以及平面位置，還有引測進(jìn)洞方向，在曲線隧道的實(shí)際建設(shè)中，開展洞外測量，也是有一定的探測目的，但也間接求算曲線轉(zhuǎn)向角以及兩端控制樁相對位置，從而可以結(jié)合隧道設(shè)計，選擇適當(dāng)?shù)那€半徑。

一般來說，在隧道建設(shè)中，結(jié)合隧道的等級以及當(dāng)?shù)氐牡乩砬闆r，可以運(yùn)用精密導(dǎo)線法。精密導(dǎo)線法就是借助導(dǎo)線法，建立洞外的控制，在精密導(dǎo)線法中，導(dǎo)線點(diǎn)是沿著兩端連線展開布置的。此外導(dǎo)線點(diǎn)位置則是需要結(jié)合場地以及坑道的數(shù)量，還有分布的具體情況，并借助儀器測量展開選擇。在精密導(dǎo)線法中，導(dǎo)線最短的邊長不能少于三百米，同時要盡量運(yùn)用長邊，減少測角誤差給橫向誤差造成諸多影響。此外是精密導(dǎo)線法中的水平角，一般情況下是運(yùn)用方向觀測法，而水平角方向僅兩個的時候，則是結(jié)合奇數(shù)以及偶數(shù)測回對導(dǎo)線左右角展開觀察，從而檢測儀器造成的誤差，在對數(shù)據(jù)展開處理的時候，可以盡量減少誤差造成的諸多影響。導(dǎo)線內(nèi)業(yè)通常情況下，運(yùn)用的是嚴(yán)密平差法，三四五等導(dǎo)線也能運(yùn)用近似平差法展開計算。

5? 施工放線

施工放線的目標(biāo)，就是確定好隧道平面以及豎直的掘進(jìn)方向，要結(jié)合隧道建設(shè)的圖紙，保證隧道建設(shè)的各構(gòu)筑點(diǎn)位置。施工放線是一種日常測量的工作，主要的特征就是重復(fù)和頻繁。洞內(nèi)控制點(diǎn)通常都是距離很長的，這樣就無法滿足日常開展施工放線的客觀需求，對于這種情況，就需要在洞內(nèi)控制網(wǎng)設(shè)置好的基礎(chǔ)上，運(yùn)用支導(dǎo)線的方式，對臨時控制點(diǎn)展開測量，然后借助后方交會的方式，展開施工放線測量。開挖線測量以及拱架支護(hù)測量的實(shí)際開展中，要做到隨時開展測量，測量的時間是非常短的，這樣后方交會的運(yùn)用就是相當(dāng)關(guān)鍵的，可以減少工序之間銜接的時間，也可以為進(jìn)度提供更加合理的保障。

在對后方交會展開運(yùn)用的時候，要注意臨時控制點(diǎn)的合理選擇，要保證控制點(diǎn)穩(wěn)定，為了便于展開運(yùn)用，圍巖穩(wěn)定的情況下，臨時點(diǎn)主要是在兩側(cè)壁合適位置進(jìn)行，此外是兩邊夾角，需要控制在三十到五十度這個范圍內(nèi)，保證施工放線的精度。在施工放線的實(shí)際開展中，要注重各班組之間的及時溝通，為了便于隧道建設(shè)，要依據(jù)班組的要求，適當(dāng)對腰線的高度做出調(diào)整。

6? 監(jiān)控量測

在隧道施工中展開監(jiān)控量測，這是新奧法施工的精髓，也是安全施工的重要保障。在以往施工監(jiān)測中，主要是運(yùn)用鋼尺收斂儀以及拱頂?shù)箳斐叩姆绞剑沁@些方法都是在當(dāng)下的工程中體現(xiàn)出很多局限性，比如在現(xiàn)場操作比較困難，對施工也有諸多的影響。如今光電測距技術(shù)開始不斷發(fā)展起來，在隧道建設(shè)中展開應(yīng)用，運(yùn)用無尺測量的方式，可以借助全站儀以及反光片，組成觀測系統(tǒng)，這樣監(jiān)控量測的自動化程度比較高，整個施工操作的過程比較方便，減少了監(jiān)控量測中的人工操作，避免諸多誤差，提升監(jiān)控量測精度，而且便于進(jìn)行復(fù)測，另外是非接觸測量，在隧道建設(shè)中還是有非常明顯優(yōu)勢的。監(jiān)控量測中對新技術(shù)展開應(yīng)用，得到行業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可。

依據(jù)設(shè)計的頻率，做好對各類數(shù)據(jù)的監(jiān)控量測，然后要對數(shù)據(jù)展開處理，其中涉及到收斂以及沉降的變化量，隨時間推移的變化情況，然后制作出直觀圖表，結(jié)合其中數(shù)據(jù)的變化，可以對圍巖是否穩(wěn)定做出判斷。

7? 隧道測量的安全措施

為了讓隧道測量保持一定的安全性，要在隧道測量中，采取適當(dāng)?shù)陌踩胧瑢τ谒淼罍y量的工作人員，要展開嚴(yán)格安全教育。隧道建設(shè)本身是有一定危險性的，那么在隧道測量中展開安全控制至關(guān)重要。在隧道測量的實(shí)際開展中，要注重時刻觀察儀器，避免出現(xiàn)儀器損害，對儀器進(jìn)行架設(shè)的時候，要注意對儀器安裝妥善，避免儀器摔倒。在選擇洞內(nèi)控制點(diǎn)的時候，要注意選擇一些地質(zhì)比較穩(wěn)固的位置，這樣可以避免出現(xiàn)塌方以及漏水，這些會給隧道測量人員造成一定的安全威脅，也容易造成儀器的損壞。展開洞內(nèi)隧道測量的時候，要注意配備專業(yè)性的照明儀器，避免在隧道測量中出現(xiàn)漏電。隧道掘進(jìn)是比較復(fù)雜的施工過程，在沒有實(shí)現(xiàn)貫通的情況下，施工是依據(jù)中心線以及導(dǎo)線來指導(dǎo)掘進(jìn)工作，需要注意仔細(xì)施測，時刻對點(diǎn)位進(jìn)行復(fù)核。在隧道測量中，要對儀器進(jìn)行熟練操作，隧道測量人員要具備極強(qiáng)的理論基礎(chǔ)以及技能，保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。在隧道測量中所有的人員，都是要結(jié)合實(shí)際的情況，做到緊密配合，這樣隧道測量的開展才會萬無一失，避免在隧道測量中出現(xiàn)各類問題。

8? 結(jié)論

總之，在高速隧道的建設(shè)中，施工測量是非常關(guān)鍵的工作環(huán)節(jié)，施工測量的質(zhì)量直接關(guān)系到隧道建設(shè)是否順利開展，尤其是隧道能否順利貫通，施工測量的數(shù)據(jù)直接決定著貫通誤差，需要加強(qiáng)對施工測量的重視和嚴(yán)格執(zhí)行，避免在施工測量中出現(xiàn)嚴(yán)重的問題，給隧道施工造成質(zhì)量缺陷。

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