浅析崤山隧道施工控制测量

浅析崤山隧道施工控制测量

李建华

中交第三公路工程局有限公司北京100102

摘要：对隧道工程的开挖，在各种规范中的要求很多，精度也要求比较高，特别是对有些特种工程的隧道。对施工单位而言，洞内控制测量的高低就直接影响到贯通的精度。隧道施工测量都是断面测量工作，不需要专用软件，采用立面坐标法也能及时为施工提供可靠测量数据，准确的指导施工。为保证隧道在润许精度内贯通，我们要对洞内控制测量进行设计，在未贯通前为保证相应的控制测量精度应采取相应的测量方案。

关键词：隧道测量控制精度

1、工程概况

崤山隧道由中交三公局承建，地处河南省卢氏县，交通条件便利，进口和洞身右侧50m即为209国道，洞身段老209国道可达。隧道最大埋深220m，隧道轴线走向方位角约160°。采用小净距隧道（测设线间距：进口28.29m、出口18.14m）：左线起讫桩号为ZK60+395至ZK63+350,长2955m；右线起讫桩号为：YK60+385至YK63+345,长2960m。左线隧道平面位于RR-3600曲线接直线上，纵坡为0.3％/900，ZK61+040,H-1112.341,-1.8％/2680。右线隧道平面位于RR-4000曲线上，纵坡为0.3％/880，YK61+020,H-1112.281，-1.8％/2680。

2、隧道洞外控制测量以保证进洞精度

洞外控制测量的作用，是在隧道各开挖口之间建立精密控制网，以便根据它进行隧道的洞内控制测量或中线测量。隧道所处环境通视情况大多都不好，我们采用GPS测量与导线测量相结合的方法，以测设洞外控制网，保证隧道的准确贯通。

2.2精密导线法

导线法比较灵活、方便，对地形的适应性比较大。有条件的情况下，导线法应当是隧道洞外控制形式的首选方案。精密导线应组成多边形闭合环，它可以是独立闭合导线，也可以与国家控制点相连。导线水平角的观测，应以总测回数的奇数测回和偶数测回，分别观测导线前进方向的左角和右角，以检查测角错误；将它们换算为左角或右角后再取平均值，可以提高测角精度。为了增加检核条件和提高测角精度评定的可行性，导线环的个数不宜太少，最少不应少于4个；每个环的边数不宜太多，一般以4～6条边为宜。

2.2GPS测量

隧道施工控制网可利用GPS相对定位技术，采用静态或快速静态测量方式进行测量。由于定位时仅需要在开挖洞口附近测定几个控制点，工作量少，而且可以全天候观测，目前已得到应用。

隧道GPS定位网的布网设计，应满足下列要求：

a．定位网由隧道各开挖口的控制点点群组成，每个开挖口至少应布测4个控制点。整个控制网应由一个或若干个独立观测环组成，每个独立观测环的边数最多不超过12个，应尽可能减少。

b．网的边长最长不宜超过30km，最短不宜短于300m。

c．每个控制点应有三个或三个以上的边与其连接，极个别的点才允许由两个边连接。

d．GPS定位点之间一般不要求同视，但布设洞口控制点时，考虑到用常规测量方法检测、加密或恢复的需要，应当同视。

e．点位空中视野开阔，保证至少能接收到4颗卫星信号。

f．测站附近不应有对电磁波有强烈吸收和反射影响的金属和其它物体。

3、隧道洞内控制测量

为使测量误差对贯通误差影响最小，隧道内导线布设尽量沿隧道中线布设成等边直伸菱形多环闭合导线锁，每个导线环边数为6条，并将进洞边布设成两个三角形。洞内线按二等导线布设，测角中误差±1″，测边相对中误差1/10万。施工测量仪器采用全站仪进行测量，测角精度±2″，测距2+2ppm。

4、高程控制测量

4.1洞外高程测量

洞外高程控制测量的任务，是按照设计精度施测两相向开挖洞口附近水准点之间的高差，以便将整个隧道的统一高程系统引入洞内，保证按规定精度在高程方面正确贯通，并使隧道工程在高程方面按要求的精度正确修建。高程控制采用四等水准测量，当山势陡峻采用水准测量困难时，亦可采用光电测距仪三角高程的方法测定各洞口高程。每一个洞口应埋设不少于2个水准点，两水准点之间的高差，以安置一次水准仪即可测出为宜。

4.2洞内高程测量

洞内高程测量应采用水准测量或光电测距三角高程测量的方法。洞内高程应由洞外高程控制点向洞内测量传算，结合洞内施工特点，每隔200m至500m设立两个高程点以便检核；为便于施工使用，每隔100m应在拱部边墙上设立一个水准点。采用水准测量时，应往返观测，视线长度不宜大于50m；采用光电测距三角高程测量时，应进行对向观测，注意洞内的除尘、通风排烟和水气的影响。限差要求与洞外高程测量的要求相同。洞内高程点作为施工高程的依据，必须定期复测。当隧道贯通之后，求出相向两支水准的高程贯通误差，并在未衬砌地段进行调整，所有开挖、衬砌工程应以调整后的高程指导施工。

4.3水准测量的精度

由上述各种方法比较看出，中线法控制形式最简单，但由于方向控制较差，故只能用于较短的隧道；三角测量方法其方向控制精度最高，故在光电测距仪未广泛使用之前，是隧道控制最主要的形式，但其三角点的布设要受到地形、地物条件的限制，而且基线边要求精度高，使测量工作复杂，平差计算工作量大；精密导线法，在光电测距仪的测程和精度不断提高的今天，由于布设简单、灵活、地形适应性强、外业工作量少，因而逐渐成为隧道控制的主要形式，只要在水平角测量时适当增加测回数，就可弥补其方向控制不如三角测量之不足。而且光电测距导线和光电测距三角高程可以同时进行，大大减少了野外工作量，是今后隧道控制中应首选的方案；GPS测量是目前正处于试验阶段的一种全新控制形式，随着其价格的降低、精度的提高、理论的完善，势必成为将来最有前途的控制形式。

5、上下导坑的联测

采用上、下导坑开挖时，每前进一段距离后，上部的临时中线点和下部的临时中线点、导线点应通过漏斗联测一次，用以改正上部的中线点或向上部导坑引点。移设三个点之后，应复核其准确性；测量一段距离之后及筑拱前，应再引至下导坑核对，并尽早与洞口外引入的中线闭合。以保证平面坐标与高程的准确。

6、隧道贯通误差

贯通误差，主要是指隧道的横向贯通误差。隧道施工进度慢，往往成为控制工期的工程。为了加快施工进度，除了进、出口两个开挖面外，还常采用横洞、斜井、竖井、平行导坑等来增加开挖面。因此，不管是直线隧道还是曲线隧道，开挖总是沿线路中线不断向洞内延伸，洞内线路中线位置测设的误差，就逐步随着开挖的延伸而逐渐积累；另一方面，隧道施工时基本上都是采用边开挖、边衬砌的方法，等到隧道贯通时，未衬砌部分也所剩不多，故可进行中线调整的地段有限。于是，如何保证隧道在贯通时（包括横向、纵向、高程方向），两向开挖施工中线的相对错位不超过规定的限值，是隧道施工测量的关键问题。

崤山隧道设进、出口两个工区：以崤山隧道进、出口测设控制点联测为保证进洞精度的情况下，线型分解控制是保证崤山隧道顺利贯通的重要保证。

7、结论

结合崤山隧道的工程实际情况着重研究长大隧道的贯通测量经验，同时运用理论公式，根据地面导线测量的平面误差，大致预计隧道平面测量误差，采用有效的测量手段减少测量误差，确保隧道贯通测量精度要求。

参考文献

[1]《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）.北京：人民交通出版社，2009.

[2]《工程测量规范》(GB50026—2007).北京：人民交通出版社，2007.

[3]《公路勘测规范》(JTC/TC10—2007).北京：人民交通出版社，2007.

[4]郑绍灼.特长公路隧道施工控制测量技术．公路与汽运．2006．4（2）.