高速公路隧道施工测量关键技术

高速公路隧道施工测量关键技术

刘志起

中铁北京工程局第六工程有限公司 辽宁沈阳 110000

摘要：在对高速公路施工作业中，隧道工程是其中重要的施工环节，由于隧道路段这一环境较为复杂恶劣，在实际施工作业中，还隐藏着较多的安全隐患，因此，要想保证整个高速公路隧道的建设完成，则要通过更先进的测量工艺，全面系统地对隧道进行实时监测，才能够确保隧道施工的安全运行以及大众出行的安全保证。基于此，本文以眉县至太白高速公路太白山隧道工程为案例，研究分析在实际施工测量中的关键技术。

关键词：高速公路；隧道施工；测量；关键技术

1建立隧道测量坐标系统

因为本文所开展属于特长隧道，东西方向跨度大，施工现场的条件复杂，贯通误差控制难度大，因此对于施工控制测量的要做到更加严格、更加精准。经计算，中央子午线选定设计中央子午线，实际投影面正常高为622m，在以隧道中间部位的经度为中央子午线进行计算，投影面正常高为 846m，隧道段投影变形与设计相比为 -8.8mm/km，满足规范要求。但由于隧道设计线形设置有平曲线，因此，选用隧道中间部位的经度为中央子午线，投影抵偿高程面选择隧道底部的平均高程面，建立了独立坐标系，以确保施工测量精度和工程质量可靠。

2布设隧道控制网原则

隧道控制网的布设对于隧道测量极为重要，其布设需遵循以下的流程。（1）在控制网方案制定之前，相关工程人员需要收集高速公路隧道工程现场的相关资料，比如，需进行现场水文情况、地形地势资料的调查与收集，将这些所收集到的资料、数据作为控制网布设的依据 ；（2）控制网确定的过程中，专业人员需考虑测量仪器的具体类型，分析在应用此种测量仪器进行测量时受到外界因素的影响情况，进而在此情况下进行控制网布设方案的优化与调整，以此来提高控制网的精度，使得控制网布设可以符合高速公路隧道工程的具体要求； （3）在实际的测量过程中，需保障在隧道的每个洞口，都需要布设 3 个或者 3 个以上的水准点 ；（4）为保障布设洞口投点的便捷性，需做好中线放样测量、洞外控制点联测、洞内导线测设，在洞内传算的过程中，必须要使得起算边长在 300m 以上。

3洞外控制测量

为保证洞内测量的有效性，进行洞外测量时，则要将洞口的引测投点确认完善，按照相关制度标准，以隧道工程现状为主，隧道专用控制网的建网以及复测等级均为三等控制网，严格根据施工设计的标准去测设控制网。

3.1 洞外平面控制测量

3.1.1GPS 静态观测方法

在测量洞外平面控制时，采用的方式是 GPS 同步静态观测模式，观测布网通过大地四边形同步图形扩展方式展开，再通过边联式对同步环进行搭接工艺，测量期间，选择距离远、稳定、观测角度佳的两个控制点GB135、GP38、GB41、GB42 作为计算起点，根据标准制定精度指标执行。

3.1.2已知点检核

根据相关公路勘测制度要求，控制最小相邻点相对点位误差，保持在不大于 3cm，除此之外，三等平面控制网的误差不大于 1/70000，根据检验分析，得出的坐标差精度要求如表 1。

图1 隧道独立网GPS网形图

3.2 洞外高程控制测量

严格按照规定的要求去规范、融合实际施工现状，利用水准高程测量方式联测三等已知点，测量的精度以三等水准测量精度进行。选用精度 ±0.3mm/km 的电子水准仪作为水准测量仪器，在仪器使用前期进行检校标准的测定，测量设备利用配套 3m 铟瓦条码尺、尺垫。

4洞内控制测量

4.1 洞内导线测量

通常洞内导线测量的方式为精密导线法进行布设，太白山隧道每个洞口控制点保证三个控制点，长度大于500m 以上作为起算边。左洞采用交叉双导线控制，右洞采用单导线控制，在人行横洞或者车行通道位置把左右洞联测，保证其导线复测精度。隧道施工时，120m点设置临时导线点，250m 设置永久控制点，导线点与水准点共用。

4.2 导线数据检核与平差处理

通过严密平差法进行三等导线的测量，平差后最弱相邻点边长相对中误差、附（闭）合导线角度闭合差等重要精度指标满足精度要求。因洞口控制点高差过大，导致往返较差偏大，根据工程测量规范中的测距边规划要求进行距离改化。通过静态测量坐标成果与全站仪实测成果与改化后距离进行对比，总体距离可行性高，往返的距离较弱，一定程度上能够满足导线限差的要求。

4.3 洞内水准测量

①隧道施工高程采用三角高程测量成果为往测成果，水准测量成果为反测成果的方法，确保观测成果质量。②高程控制网原则上每季度进行复测，可根据施工进度调整高差控制网频次，多次成果进行对比，及时发现偏差。③由于隧道施工扰动大、环境恶劣、光线不足，观测过程中，尽量选择少干扰，避免施工区域烟雾和灰尘影响。

5隧道施工测量

5.1 施工放样

开展隧道测量作业期间，测量作业人员要根据施工情况，每 20m 对线路上的中线复位做到指引施工方向。每 5~10m 测设比洞底地坪高 1m 的标高线，方便施工。隧道施工中工作线狭小、灰尘大、烟雾多、光线差，选择合适的测量设备工具。在实际工作中测量仪器优先使用带红外线全站仪和道路测设大师等测量专业软件配套使用，可以利用手机和电脑数据进行相互转换，构成实物图，对提高施工精度有较大帮助。

5.2 超欠挖检测

超欠挖检测通常是根据断面对比的方式进行检测，但是在利用全站仪断面法时，断面间距比较大，同时还有一部分欠挖不能进行检测，此次的太白山隧道进行检测的方式是通过三维激光扫描仪对开挖面检测。三维激光扫描仪具有高分辨率、极高精度、自动多分辨率、双扫描模式、自定位等特点，构成点云图，在面域检测的条件下，使得超欠挖的控制水平逐渐提升，一定程度上也保证了施工质量的完善。

5.3 断面测量

隧道断面测量采用三维激光测量方法进行测量，点云数据丰富，密度更高。生成断面如图 2。

图2 隧道扫断面

6结语

综上所述，高速公路作为我国交通系统中的重要构成，对社会经济发展起着促进的作用。在高速公路隧道施工的过程中，施工测量极为关键，必须结合隧道现场的情况、施工要求，选择恰当的测量方法，做好各个环节的测量质量控制，避免因测量误差对施工造成不利影响，使得高速公路隧道工程能够安全、高效开展。

参考文献

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