隧道工程施工测量技术

摘 要：现代隧道工程的建设,均采用了世界先进的施工工艺和设备,从而给工程测量工作带来了新的挑战.本文结合施工测量工程实践经验,介绍了隧道施工测量的技术和方法,探讨了新技术、新方法在隧洞施工测量中的应用.通过工程实践总结,对隧道施工测量技术进行分析研究.

关 键 词：隧道工程；施工；测量技术；探讨

1隧道工程测量在施工阶段的定义

隧道工程测量在施工建设阶段,根据隧道施工要求的精度和施工顺序进行相应的测量,首先根据隧道线路的形状和主洞口、辅助洞口、转折点的位置进行洞外施工控制网和洞口控制网的布设及测量,再进行中线进洞关系的计算及测量,随隧道向前延伸而阶段性地将洞内基本控制网向前延伸,并不断进行施工控制导线的布测和中线的施工放样,指导并保证不同工作面之间以预定的精度贯通,贯通后进行实际贯通误差的测定和线路中线的调整,施工过程中进行隧道纵横断面测量和相关建筑物的放样,以及进行竣工测量.

2隧道施工测量技术

建立洞内平面和高程控制.洞内平面控制：在洞内设立主副导线环,测角以方位观测为主,测边以光电测距仪为主,洞内中线点根据洞内平面控制点来测定,中线点的高程可根据洞内水准点来测量.为了提高测量精度,洞内导线形式采用直伸型光电测距,全闭合导线环,用电子全站仪测设,角度平差采用简易平差法,坐标闭合差采用坐标简易平差法,为提高测量效率和控制隧道超欠挖,采用APS测量系统（隧道炮眼及断面自动测设仪,包括一台电动经纬仪、一台无反射测距仪和一台AST计算机）精确布孔,随时检查超欠情况,修改开挖轮廓,进行隧道开挖控制.

洞内的水准测量由洞口高程控制点,向洞内布置,洞内水准测量根据洞口高程控制点测定洞内各水准点的高程,以此作为施工的依据,并须定期复核.

三角高程：采用徕卡1201（1s）将高程带到隧道的进口,再进行出口联测,同时和相邻水准控制点联测,观测方法：采用四个测回.三角高程的闭合差小于20KL（L为往返测段,符合或环线的水准路线长度,单位为km）.

水准联测使用仪器为苏光DSZ2国家32倍水准仪和5m铝合金普通塔尺.观测方法：在通视良好的前提下进行水准复测,采用5m铝合金普通塔尺黄面观测,两台仪器同时观测,每站的高差不得大于2mm,依次来保证观测的精度,高程的闭合差小于20KL.

2.1围岩监控量测

围岩位移变形的监控量测是新奥法施工原理的重要组成部分,作好开挖工作面的地质调查与素描,记录与围岩稳定状态有关的地质现象,量测围岩变形量,以判定围岩的稳定性,预见事故和险情,对支护参数、予留变形量以及开挖方法的正确性进行检验.鉴于此,本合同段监控量测拟定如下方案.

1）量测测点设置.全隧道均布设测点进行观测.

2）测量内容.所有测点都作水平收敛测量和拱顶下沉测量,除了用仪器量测位移外,每个测点都作肉眼观察,并记录观察结果,作为位移量测的补充.

3）测点布设方法.

（1）洞身段测点布置方法.上半断面设一条水平收敛基线和两个下沉观测点,下半断面开挖后增加一条水平量测基线.

（2）洞口段测点布置方法.洞口段在拱部设两个拱顶下沉观测点,观测拱顶沉降情况,另在拱腰设一条水平量测基线,必要时在靠山侧埋设三点位移计,观测山体位移动态,在地表设置地表下沉观测点.

（3）量测仪器.拱顶下沉测量：精密水准仪和钢卷尺.收敛测量：收敛计（铁科院西南所）.三点位移计：自行加工,量测用百分表测量.地表下沉测量：精密水准仪和塔尺.

2.2量测方法分析

1）测点埋设：拱顶下沉测点用钢筋加工,一端用水泥砂浆埋入岩体,另一端可以悬挂钢卷尺.水平收敛量测的测点自行加工,埋设测点时两边测点保持轴线方向基本一致,埋设牢靠,测点设明显标志,测站里程设标志牌,测点一旦破坏,及时补埋.拱顶下沉量测的后视测点设2个,设在围岩稳定牢靠的部位,并和地面水准点建立联系,当数据异常时校验后视测点是否移动.

2）埋设时间.开挖以后,岩体变形发展很快,故尽快埋设测点,在滞后于开挖面一个循环进尺后即埋设,尽快读取初读数.

3）量测频度.距开挖面8m内,每天量测1次～2次,距开挖面8～16m范围内每天量测1次或2天量测1次,距开挖面16～24m,每3天量测1次,距开挖面24m以上,每周量测1次,当变形完全稳定后,每两周量测1次.

4）量测方法.拱顶下沉量测,量测断面间距IV类及IV类以上围岩40m,III类25m.根据前后视差值可得到被测拱顶点的相对高程,不同时间的拱顶测点的相对高程差即为拱顶位移变化.收敛量测,每次测读时用收敛计与测点联结,张紧收敛计钢尺,读取百分表读数,前后两次读数差,即为净位移变化.

5）测资料记录与整理.量测时及时记录量测读数,并立即计算出拱顶下沉变化及净空收敛变化值.其中差值为相邻两次量测时间内的位移变化,累计变化值是指某一次量测值与初始读数间的总位移量.根据位移变化记录,及时画出位移时间变化图,据以判别围岩稳定状况.

6）肉眼观察方法.主要观察地质情况,洞室稳定程度,喷射混凝土是否出现裂缝等,作为位移量测的补充.

7）稳定性判别方法.根据位移变化趋势判断,距离开挖工作面二倍开挖宽度时,位移应基本趋于稳定,若位移变化率仍无减小趋势或速率减少不明显,则说明支护强度不够,应该加强,若速率量呈上升趋势,则说明洞室有失稳的可能,则应停止掘进,立即采取措施加强支护.

2.3测量放线

标高测量与控制：根据安装模型进度,在立模前一天将纵、横缝交叉点打入钢筋桩,钢杆高出路面30cm,用红油漆在钢筋上划出标高标记,作好记录作为复测依据.立模完成后,混凝土灌注前,应分别用经纬仪拉小白线等方法复测模板顺直度,用水平仪检测模板标高.

3结束语

在隧道工程建设中,GPS、电子全站仪、断面仪等当代工程测量技术在其施工测量中得到了广泛的应用.随着测绘科技的发展,隧道工程施工测量技术和方法也会不断地创新和发展,将会有更多的施工测量新技术、新方法应用于隧道工程施工测量中.