长隧道洞内控制测量方法的研究

安宁

摘要：目前，我国高速铁路得以快速修建，交通运输基础设施也日臻完善。作为交通运输基础设施中重要的组成部分，隧道工程必将大量修建。隧道工程大都处于地形地势复杂的山区，隧道洞外控制网布点时应顾及垂线偏差对隧道横向贯通误差的影响。同时，隧道洞内控制测量作为隧道工程测量的核心，洞内控制导线网布设的形式十分重要;隧道洞内复杂的施工环境限制了导线的测量精度，特别当隧道相向开挖长度过长或洞内导线存在短边时，贯通点的精度难得到保证。针对以上问题，本文对长大隧道洞内控制测量方法进行了探讨研究。

关键词：长大隧道;洞内控制;测量方法

我国幅员辽阔、地形复杂多变，因此公路、铁路的建设离不开桥梁与隧道的修建，而隧道工程的建设地点多为山区，地形较为复杂。在隧道工程洞内施工时，洞内空间、视野有限，而洞内控制测量正是依据经过校核过的隧道洞口投点，将其引伸入洞，作为隧道开挖和衬砌的依据，保证工程的顺利进行。因为隧道的建设地点多为山区，在隧道建设时容易遇到意料之外的情况，所以隧道施工时洞内控制测量的重要性不言而喻，但我们需要知道测量方法的选择并不是唯一的，方法的选择需要根据隧道的具体情况，灵活运用各种方法进行，保证工程正常进行。

1长大隧道洞内控制测量的常用方法

（1）全站仪测量。全站仪测量主要运用的是三角测量，它以GPS点为首级测量边，包含隧道洞口三角网点，同时测向已知的GPS点进行检查，确定无误后向洞内延伸。在实际工作中为了保证洞内测量数据的精度，我们需要对所测数据进行检查。我们在工作中主要采用徕卡TS60全站仪对洞内进行控制测量，选择最有利的测量时间，采用两测回与六测回两种方法，六测回主要是在水平角测量时采用，测量距离时就用两测回，在测量时需要测定当时的气压、温度等环境因素，最后用仪器进行校正。（2）GPS测量。GPS测量是利用后方距离交汇原理实现定位的，在实际的测量工作中，必须有3台及以上的GPS接收机进行同步测量，使用4颗及以上的GPS或者格洛纳斯才能取得精确的定位结果，实现精密控制测量。运用GPS测量的好处就是能够实现全天候作业，并且测量时的自动化程度较高、测量简单迅速，定位精确度很高的同时控制布网结构简单，能够大量减轻测量工作量。（3）陀螺定向测量。陀螺定向测量工作就是利用陀螺经纬仪测量控制网边上的陀螺方位角，经过相应的换算以后得到此边的方位角。陀螺定向测量以其良好的效果在矿井、隧道等方面得到了大量运用，积累了丰富的使用经验。但我们也需要看到陀螺定向测量的一些缺点，在陀螺定向测量时陀螺方位角容易受到子午线收敛角的影响，因此在利用陀螺定向测量完毕后需要对数据进行一些处理，消除子午线收敛角对其的影响。

2实例分析

2.1工程概述

某铁路起讫里程Dzk184+615～Dzk191+536，全长6921m，该隧道设有白水河横洞（位于隧道进口端，与隧道交汇于Dzk184+845）、东沟斜井（与隧道交汇于Dzk188+825）两个辅助坑道。该隧道进口端位于曲线半径R=1600m的圆曲线和l0=190缓和曲线上，其余为直线段。由于该隧道属于长大隧道，对贯通精度要求比较高，而且本工程存在两个贯通面，进口段白水河横洞到东沟斜井为第一贯通段（全长5130m）、东沟斜井到出口段为第二贯通段（全长3635m），给洞内控制测量带来了很大的困难。

2.2洞内控制测量方案实施

2.2.1测量仪器

隧道控制测量采用的仪器为徕卡TS15，测角精度等于±1″，测距精度不大于±（1mm+1×10-6D），水准仪为徕卡SPRENT200，其精度高于±1mm/km，采用铟钢双面水准标尺。测量仪器按国家规定每年送国家授权检定部门检定，合格后方能使用。

2.2.2控制点布设

控制点埋设应做到点位稳定，无施工干扰，标志明显。根据隧道贯通和施工需要，洞内布设主、副导线，每个导线环边数不大于6个。（1）洞内主导线布设：导线桩采用Φ22mm螺纹钢，长度不得小于60cm，高度低于混凝土面5～10mm，中心刻“十”字丝或打眼，导线点到掌子面距离不得超过150m，而且导线必須在隧道二次衬砌施做之前完成。（2）副导线点布设：副导线点是为了满足隧道开挖的要求，施工导线点均布设成钢板，埋在隧道中线上，不得跑桩。钢板下焊接三根钢筋（Φ22mm螺纹钢，长度不得小于30cm，呈三角形）便于埋设牢固，施工导线点到掌子面距离不得超过80m。

2.2.3控制测量

（1）洞外控制测量。隧道的设计位置一般是以定测的精度初步标定在地面上，在施工之前进行施工复测，检查并确认两端洞口的中线控制桩（也称为洞口投点）的位置。洞外控制测量主要是通过在各开挖洞口建立精密的控制网，精确测定各个挖掘口的位置，指导开挖工作面精准施工。洞外控制测量包括洞外平面控制测量和高程控制测量。（2）洞外控制复测。在隧道测量管理工作中，隧道洞外精密控制测量是隧道工程中的一项重要工作。洞外控制复测的作用是及时发现控制点精度存在的问题，避免控制点受不良因素影响出现偏差，提高隧道贯通精度，复测内容包括洞外平面控制测量和高程控制测量。（3）贯通预计和洞内测量设计。所谓贯通误差预计是指在贯通工程施工前，对坑道和井筒贯通时地面控制、定向、地下导线等相关测量作可能出现的误差进行预先评估。针对贯通误差预计的情况，合理设计洞内控制测量方案，将贯通误差降低到最小。（4）洞内施工控制测量。洞内施工控制测量是在洞外控制测和洞内外联系测量的基础上展开，主要是保证洞内挖掘工作的准确性。包括洞内控制导线测量、施工导线加密测量、高程控制测量。（5）贯通误差的测定与调整。贯通误差是指洞外控制测量、洞内控制测量、联系测量等测量的误差，使两个相同方向挖掘的工作面产生错开的现象。隧道贯通误差可通过导线测量或中线测量测定，根据实际情况制定合理的贯通误差调整方案。

3结束语

综上所述，在隧道工程施工中测量工作不能缺少，而隧道洞内控制测量更甚，我们必须深化隧道洞内控制测量方法的研究，才能在有需要的时候选择合适的测量方法进行测量，提高工程的效率与质量。

参考文献：

[1]张利刚.长大隧道洞内控制测量方法的研究[D].西南交通大学.2016.

[2]杨建朋.论长大隧道洞内控制测量方法的重要性[J].中小企业管理与科技.2017（15）.

[3]邰银鹏.论长大隧道洞内控制测量方法的重要性[J].建筑工程技术与设计.2017（23）.

（作者单位：中铁十九局集团轨道交通工程有限公司）