隧道测量技术与测量优化方案

张成科

中铁六局集团路桥建设有限公司 山西晋中 030600

摘要：近年来，随着社会与经济的快速发展，我国的道路建设也在经历着日新月异的变化，无论铁路还是公路，在行车速度、舒适、美观、协调等各个方面都有了更高的要求。因此隧道工程建设相对也有了更高的标准。本文主要对隧道的测量技术进行阐述，并提出相应的优化方案。

关键词：隧道测量技术；测量优化方案

一、隧道工程测量的几项要求

隧道工程测量是在隧道工程的规划、勘测设计、施工建设和运营管理的各个阶段进行的测量。为保证隧道顺利实施，主要对隧道工程测量提出了以下几项要求：

1.1规划阶段

首先搜集隧道选线所用地形图并熟悉地形、地貌，准备地质、水文所需要的测绘资料。

1.2勘测设计阶段

在隧道沿线测绘带状地形图，实地对隧道的洞口位置，结合线路和中线控制桩等进行测设，绘制相应的平面图、地质横断面图、纵断面图以及正洞口和辅助洞口的纵断面图等各种需要用到的工程设计图。

1.3施工建造阶段

对隧道进行测量时，要根据隧道施工的顺序和所要求的精度进行逐次测量。测量时要注意观察隧道线路的走线、转折点的位置以及和正洞口、辅助洞口位置，然后进一步在洞外和洞口布设施工主控制网进行施测，再进行相应的严密（简易）平差计算。随着隧道不断向前掘进，洞内的控制网也不断向前延伸，同时不断布测施工主、副控制网和隧道中线、超欠挖的施工放样，为保证各个工作面之间的放样精度，导线布设呈“Z”字形，尽量避免短边小角度，洞内支导线每500m-800m闭合一次，贯通前，对向开挖的掌子面相距小于40m时，应加强联测，统一指挥；纵横、高程贯通误差满足测量规范，贯通后还要进行线路中线的微调以及一定的误差鉴定。在施工过程中还要进行隧道纵横断面的测量以及洞内机电设施预留、相关建筑物放样等。在施工建造和运营管理阶段，还要定期对隧道洞身、地表沉降和位移进行监测。

二、隧道测量技术

2.1隧道内CP平面控制测量

2.1.1测量方法

CPIII的测量方法是采用自由测站交汇网，每个自由测站均以2×3个CPIII点为测量目标。测量时应要保证每个测量点均测量三次。

另外还要保证CPIII的控制点应保持在60米至80米之间，不能超出所允许的范围之内。而观测CPIII点时，最远的目标距离则应该保持在150米至180米之间，不可超出允许范围之内。测量开始前应先输入起始点信息，并填写相应的自由测站记录表，每一站测量均要记录测站的温度、气压和C PI以及C PII点上的棱镜高，并将温度、气压改正输到每个测站上。每一站测量三组完整的测回。

2.1.2 CPIII数据处理

CPIII观测数据主要是采用D S D I—H R S A D J软件进行平差处理。首先用评查软件将数据进行平差再生成报告即C A L C文件，再用D S D I —H R S A D J软件将C A L D文件进行处理和平差，从而计算出每个C PIII点坐标。另外该C P网的数据系统处理软件还可以对原始观测数据进行检查并做出筛选，从而保证最终的观测数据为合格数据。

2.2 GPS隧道控制测量技术

为保证GPS控制点的稳定性，再隧道两侧分别设置相应的GYS点，以方便施工期间对洞口控制点的稳定性进行常规检测。

2.2.1GSP的外业测量

实际操作过程中，要使用正确的观测方法，同时应观测GPS测量数据，分三次进行观测，每次观测时间都应超过60分钟以上，并同时记录相应数据。

2.2.2 GPS测量的数据处理和精度分析

我们可以使用A s h t e c h S o l u t i o n s工具对处理和分析精度数据，下面我们将使用该工具通过以下四个步骤进行数据运行方法。

（1）根据实际情况建立项目。

（2）给项目添加所需要的数据。

（3）对基线进行相应的处理。

（4）对GPS网进行自由网平差。

（5）形成网平差报告并对精度评定

三、测量优化方案及其应用

3.1测量优化方案

在设计的过程中制定精确的测量系统，并根据其测量控制点将C A S I O 5 8 0 0與激光指向仪配合使用，从而达到节约时间和保证精度的效果。

3.2控制点复制、加密精度要求

控制点复测、加密精度要求和方法都应该要符合《水利水电工程施工测量规范》的要求。遵循先复核后利用的原则对设计中所提供的控制点的精度进行检测。控制点包括平面和高程控制点。同时每半年复测控制点数据的准确性。加密控制点报测量监理工程师检测合格后才可以使用。

平面控制点的复测以及加密要求主要有以下四个方面：

（1）外业水平角观测全站仪（测角2″测距2+1ppmD）不少于两个测回，D为水平距离，单位km。

（2）导线方位角的闭合差≤±10√n n为测站数。

（3）往返对向观测测距1测回，测距往返较差不得超过15毫米。

（4）导线全长相对精度k应该小于1：15000，方可对坐标平差计算。

高程控制点复测和加密要求主要有以下三个方面的要求：

（1）外业应该采用往返对向观测。

（2）闭合差≤±20√L或≤±12√L L为测站数，单位km。

（3）采用三角高程测量竖直角应小于15°，一测回指标差小于7″，并对大气折光和地球曲率改正，改正数为0.43*D2/R，D为观测距离，R为地球半径。

3.3工程对策

Epc项目进场后立即组织地质勘察队伍对改线后隧道的地质情况进行详勘，并在施工中加强施工TSP超前地质预报、超前钻孔及监控量测，针对不同的地质地段，采取相应的施工方法和措施，确保施工安全，快速，有序地进行。

合理优化施工组织，争取在施工便道、洞口场地布置及隧道施工的各个工序衔接时间等方面进行优化压缩，确保工期。

3.4測量桩的布设和注意事项

我们应该尽可能的提高隧道测量的效率，同时保证进度和质量、安全。那么应该如何提高隧道的测量效率，并保证其速度和质量呢？导线控制点的布设和保护是非常重要的。影响控制点位的因素有很多，一般表现为隧道内的施工周期过长、施工时机械设备噪音较大造成的感扰、测量坏境较差、施工时洞内施工人员过多造成的影响等各种因素。因此在实际的测量中通常会采用钢筋头埋设边墙两侧仰拱填充面以下1cm处作为导线控制点，一般做法为先用切割机截取一段大约30公分左右的钢筋然后是用锯子在钢筋的一头刻画上十字，然后再将要布点的隧道两侧位置用打钻机进行钻孔，打完孔后，在孔中添加一定湿润的锚固剂，之后再把钢筋用锤子锤入到孔中，锤入完成后再把钢筋的裸露部分用湿润的锚固剂围起来。

3.5 C A S I 0 5 8 0 0计算器和激光指向仪进行配合使用

激光指向仪式利用激光光束集中和相干性较好的特性而研制出来的用于测定方向的测量仪器。它具有很多优点，比如；价格低廉、光束质量较好，识别能力较强。

安装调整方便、使用方便和发射可见光等等。除此之外它还可以准确且快速的测定隧道的中线位置，进而有效的控制隧道的超挖和欠挖。

四、隧道测量安全措施

施工前，应该对测量人员进行相应的安全教育，以此避免一些不必要的事故的发生。另外，在测量的过程中，仪器正在使用时，旁边不能不能离人，以防仪器发生意外造成损坏。洞内的控制点要选在安全的地点，避免选在滴水、露水或者塌方的地点，以防对人或仪器造成损害。

在整个测量工作中，要求测量工作者一定要提前经过一定的培训，拥有娴熟的仪器操作技能，同时又要有非常丰富的理论知识，在遇到突发情况时能够沉着应对。除此之外还要有一个严谨的工作作风。由此才可以保证测量工作的安全。

五、结语

隧道测量工作的重点不仅要保证桩位和测量成果的准确性，还要重视施工过程中的测量监控和复核，如发现存在误差，应及时纠正施工过程中造成的误差，并满足隧道限界、净空、标高、预留沉降和中线等各项要求。及时反馈监控量测信息及数据，与其他技术管理人员一同控制好工程质量。此外技术管理人员在进行施工前应该做好相应的培训，提高仪器操作技能，并拥有良好的理论知识，在管理上也应严格服从管理，有良好的工作态度，态度负责严谨。如发现有不服从管理的应及时报告上级，而不能放任自流，以造成技术质量上的事故。

参考文献：

[1]周建东.高速铁路的施工测量[M].西安交通大学出版社，2011-12-18.

[2]熊伟海.隧道断面测量技术[J].中国测量技术，2004-11-02.

[3]伍志刚，万龙兴.隧洞工程平面控制测量问题的讨论[J].测绘科技通讯，2011-10-04.