隧道工程中的测量工作及新技术的发展

隧道工程中的测量工作及新技术的发展

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随着经济与科技的发展，在土木工程施工中也有越来越多的技术进入这个领域。其中，测量的应用也随着发展而得心应手，并且，精度与简便也得到普遍提升。而我国的高速公路建设事业飞速发展，对隧道测设和施工测量等提出了更高质量和更高速度的要求。目前，随着测量技术和仪器的进步，测量方法也有了较大的改变，测量技术在隧道施工过程中成为一个重要环节。

一、隧道测量的含义

隧道测量是在隧道工程的设计、施工和运营管理阶段所进行的测量工作。隧道施工测量首先是在地面上进行控制测量，以确定各个入口的相对位置。由于隧道一般要穿过高山或水域，量距困难，其平面控制测量过去主要采用三角测量法，辅之以横基线尺视差导线测量（见距离测量）。近年来，已逐步应用短程电磁波测距仪进行导线测量，代替了旧的测量方法。高程控制测量，一般均采用水准测量方法。也有人采用空间网（三维坐标一起测定）来建立隧道施工的地面控制网。

二、隧道施工测量的目的和内容

1、隧道施工测量的目的是保证隧道相向开挖时能按规定的精度正确的贯通，并使各项建筑物一规定精度按设计位置修建。

2、洞外、洞内施工控制测量、隧道贯通误差的测定及调整、辅助坑道的测量等。

3、对长、大隧道设置的控制网应定期进行校核，如有丢失或损坏应补设并联测。并在施工前预计贯通中误差是否符合规定要求。

4、对隧道洞外的水准点、中线点应定期进行复核，洞内控制点应根据施工进度设定。设定的桩点必须稳固、可靠且通视良好。

5、隧道施工测量的主要任务是保证隧道开挖按规定的精度要求贯通，因此隧道测量必须以规定的精度认真、慎重的进行，避免产生严重后果，造成浪费和返工。贯通误差应符合《测规》要求

三、测量步骤

隧道施工测量主要分为五个步骤进行：测量方案准备—隧道进出口闭合测量—洞口测量—洞内测量—洞内正常测量—监控测量—贯通测量。其中洞内真合唱测量也可以分为开挖轮廓测量—初期支护测量—二次衬砌测量三个阶段。每个阶段和项目精度都不相同，应认真控制和把握。

（一）、测量方案准备

在开工前根据设计图纸和规范制定好较为详细的实施性测量方案，包括人员配置、仪器准备以及各个阶段和工序技术要求和措施等。

（二）、隧道进出口闭合测量

根据设计技术交底和现场测量交桩，正式实测前，应对所交桩的坐标和高程进行闭合联测，符合精度要求后才能正式实地放样。如果出现精度达不到要求，应尽早通知有关单位进行联测。短隧道可以进行全站仪导线闭合测量，长隧道或者地形复杂的可采用GPS全球定位系统测量。

（三）、进出洞口测量

包括地形地貌、标高埋深等项目。隧道进出口位置地形的复测相当重要，它直接关系到以后隧道洞口能否安全进洞。洞口地形复测，主要复核与设计图纸是否相符，包括工程量复核、进洞口桩号、覆盖层厚度、是否偏压，偏压时地形对洞身结构影响程度，是否应采取变更洞口位置，变更洞口临时支护形式参数以及洞口地貌特征对洞口的影响和洞门形式是否合适等等。

(四)、洞内正常测量

洞内施工测量主要控制好隧道净空，开挖、支护、二衬不要侵入净空，当然也要控制好超挖过大问题。按照设计或实际围岩地质情况，测量精度也相应分为三个级别，即开挖轮廓测量、初期支护定位测量以及二次衬砌施工测量。

（1）开挖轮廓测量放样

设计文件一般都提供了衬砌设计图，一般情况均可按设计图纸给定的轮廓参数进行测量放样。但应值得注意的是，设计图纸给定的预留沉降是分围岩级别统一给出的，而现场施工由于位置不同往往会出现不一致的地方，需要施工单位自己调整掌握。根据经验，洞口5m-10m内应高于设计要求进行放样，以减少由于洞口开挖后，山体的应力释放，产生过大的洞口破坏。而10m以后根据量测结果，可以按设计提供的参数进行。洞内围岩强度稳定性如果较差，地质结构破坏严重的局部地带，也应高于设计要求进行放样，以减少不良地质岩体段的应力释放，岩体失稳造成净空受限的情况发生。如果按设计文件放样后，均不能满足净空要求，则应提请设计院改变支护参数和增加预留沉降量要求。

（2）初期支护定位测量

要求每次进行支护时，测量人员均应进入现场，进行支护框架体仪器定位，防止立架锚喷支护实体侵入净空，否则日后返工，凿除难度很大，严重影响工期和质量。这个阶段控制好轮廓标高、净宽，一般就不会出现大问题。当然如果支护结束后净空过大，则日后二衬工程质量将增大，施工单位经济效益也将损害。

（3）二次衬砌测量

隧道二次衬砌施工测量是正常测量后的最后一道关卡，它的准确与否直接影响隧道通车净空要求和能否按设计要求竣工交验，因此极为重要，一定要慎重处理。这个阶段主要根据设计文件，在平面和高程上严格按图放样，定位整体衬砌台车，放大后的5cm轮廓位置在水沟盖板内侧墙进行调整处理。

（4）监控测量

隧道施工监控测量工作，贯穿于开工高竣工交验全过程，是一项必测项目。它的作用和目的体现在：a、为安全生产提供信息。掌握施工中围岩和支护的动态信息，地质超前预报、及时反馈信息，以指导施工作业，该加强要及时加强，要减弱也可以减弱支护。b、为新奥法设计和施工提供科学依据。通过对围岩和支护的变位、应力变化，提供设计部门修改支护系统参数设计。

(五)、贯通测量

贯通测量结果报告是工程交验资料必须之一，主要对工程竣工后，对工程的平面曲线、竖曲线、结构集合尺寸进行实测。

四、隧道测量中的注意事项

1、施测前，所用仪器和水准尺等器具必须要做定期检校。

2、仪器要安稳。选择比较坚实的地方，三脚架要踩牢，高度要适合观测者身高，观测过程中不要触碰三脚架。经纬仪架头如果不水平连接螺栓倾斜会造成垂球线偏离读盘中心，影响对中精度。架头每倾斜5mm，垂偏离度盘中心约1mm。

3、经纬仪队中要准确。如果测设矩形控制网很可能造成周边不闭合，超出允许误差，队中误差不要超过2-3mm，后视边应选在长边。

4、仪器要调平。仪器不平时，望远镜绕横轴扫出的为一个斜面，读数时水准管泡要居中。在强光照射下，要撑伞遮住阳光，防止起泡不稳定。

5、水准仪前后视距尽量相等，以消除仪器误差和其他条件因素的影响。

6、水准尺要立直，防止尺身倾斜造成读书偏大，要经常检查和净尺底泥土，水准尺要立在坚硬的点位上（加尺垫、钉木桩）作为转点前后视凑数尺子必须立在同一标点上。塔尺上节容易下滑，使用上时要检查卡簧位置，读数是否连续完整，防止造成尺差错误。

7、了解水准尺的刻划规律，读数应由小到大，数值增加方向（不管上下，由小到大）。如果是倒镜，读尺要从上往下读数。

8、仪器目镜、物镜要仔细对光，以消除视差，使用经纬仪时要十字丝交点照准目标中心，照准花杆底部时，投点时铅笔要竖直，以十字丝双线交点照准铅笔尖。

五、新技术的应用与发展

（1）计算机技术的应用

计算机技术的发展使得新的技术不断应用到测量中，目前校为科学计算测量管理软件的应用极大的提高了工程测量的工作效率和准确性。通过全线统一导入全自动化作业模式统一了格式，实现整个数据流的电子化，大大提高了管理效率。专业的数据管理软件实现各标段现场数据统一管理，方便的进行数据备份、查询、调用等数据库管理功能。土方量复核直观准确，很好的控制了工程造价直观的显示出施工单位任意球横断和监理单位的横断差值。通过采用自动化的作业模式，避免了手工的干预，从而提高了整个线路任意球工程质量。为工程的评定奠定了坚实的基础，降低了测量事故的发生率。

（2）导线测量法

在地面选一系列控制点，相互连接成若干个三角形，构成各种网（锁）状图形。通过观测三角形的内角或（边长），再根据已知控制点的坐标、起始边的边长和坐标方位角，经解算三角形和坐标方位角推算可得到三角形各边的边长和坐标方位角，进而有直角坐标正算公式计算待定点的平面坐标。导线测量：将控制点用直线连接起来形成折线，成为导线，这些控制点为导线点，点间的折线便称为导线边，相邻边的夹角称为转折角。于坐标方位角已知的导线边线连接的转折角称为连接角。通过观测导线边的边长和转折角、根据起算数据经计算获得导线点的平面坐标，称为导线测

量。其优点有单线推进，布线灵活，在隐蔽地去容易克服障碍，边长直接测定，精度均匀。

（3）GPRS的应用

目前，很多大型工程都已实现GPRS卫星定位测量，在建造密佑大桥时，工程师利用三线确定一点，以保证桥墩的高度，从而实现了超精度施工。此技术，随着科技的发展不断的提升，在未来，定能广泛应用。

六、结语

在日新月异的现代社会，技术的发展必将带来经济的发展。在土木建造中，我们也将越来越多的应用新技术，使施工更加简便，精确。

2012/11/14

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/dl5e.html