摘要：測(cè)量技術(shù)在隧道工程施工中占據(jù)著重要地位，加強(qiáng)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，能有效保證隧道工程施工質(zhì)量。由此，本文以某隧道工程為例，首先分析隧道工程施工測(cè)量的特點(diǎn)，然后闡述隧道貫通的測(cè)量誤差，最后提出隧道洞外控制測(cè)量和洞內(nèi)控制測(cè)量的有效方式，以期為隧道工程測(cè)量提供借鑒。
關(guān)鍵詞：隧道工程；隧道施工；測(cè)量技術(shù)
隨著技術(shù)的進(jìn)步，各種新型的測(cè)量技術(shù)逐步被應(yīng)用于隧道工程建設(shè)中，突破了傳統(tǒng)測(cè)量方式的局限性。新型測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用，不易受到各方面因素的干擾，有效提升了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，保障了隧道工程建設(shè)的順利進(jìn)行。
1工程概述
以某隧道工程為例，該隧道工程全長(zhǎng)14.085km，進(jìn)口里程與出口里程分別為DK239+915、DK254+000。隧道為雙線(xiàn)隧道，在此隧道工程項(xiàng)目中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級(jí)圍巖分別為5630m（39.97%）、7720m（54.81%）、735m（5.22%）。在整個(gè)隧道工程中，處理隧道進(jìn)口段與隧道出口段的有關(guān)區(qū)段位于曲線(xiàn)上，其余的地段都為直線(xiàn)，其曲線(xiàn)段包含了隧道進(jìn)口DK240+608.872～DK241+664.568段，該段處于半徑在R=2.8km的左偏曲線(xiàn)上，還包含了隧道出口DK251+808.465～DK254+000段，該段處于半徑在R=3km的左偏曲線(xiàn)上。本隧道工程主要包含了正洞與輔助坑道，輔助坑道包含一道斜井、進(jìn)口、出口、平導(dǎo)。在此隧道工程中，為了保證工程在合同規(guī)定的工期范圍內(nèi)順利交付，需要在工程施工中有效進(jìn)行工程排水、通風(fēng)、工程場(chǎng)地等的相關(guān)布局，設(shè)置進(jìn)口、斜井與出口三個(gè)工區(qū)加以施工。
2隧道工程施工測(cè)量的特點(diǎn)
2.1隧道施工的特殊環(huán)境對(duì)控制點(diǎn)布設(shè)的特殊要求
隧道工程施工中需要充分考慮施工環(huán)境的特殊性，保護(hù)隧道工程區(qū)域內(nèi)巖石結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性［1-2］。隧道工程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，需要充分結(jié)合隧道特殊的地理環(huán)境，科學(xué)地進(jìn)行有關(guān)控制點(diǎn)的布設(shè)，以提升測(cè)量結(jié)果有效性，保證測(cè)量精度，使測(cè)量結(jié)果可以為隧道工程施工提供重要的數(shù)據(jù)參考。
2.2測(cè)量方式受開(kāi)挖方式影響
隧道工程施工中，測(cè)量方式常常受到開(kāi)挖方式的影響。隧道開(kāi)挖應(yīng)用最普遍的方式是全斷面開(kāi)挖法與先導(dǎo)坑后擴(kuò)大成型法。從開(kāi)挖效果來(lái)看，全斷面開(kāi)挖可以實(shí)現(xiàn)一次成型，而先導(dǎo)坑后擴(kuò)大的開(kāi)挖方式使得在開(kāi)挖過(guò)程中就實(shí)現(xiàn)了逐步成型，為隧道工程糾偏等預(yù)留了一定的空間。對(duì)于不同的開(kāi)挖方式，所采用的測(cè)量方式也存在一定差異，在全斷面開(kāi)挖方式下，必須保證測(cè)量能一步完成，而先導(dǎo)坑后擴(kuò)大的開(kāi)挖方式要求在測(cè)量時(shí)可以遵循先粗后精的測(cè)量原則。
2.3洞內(nèi)分級(jí)控制
隧道工程施工中，中線(xiàn)點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果直接影響隧道洞穴內(nèi)的襯砌施工等，因此，在測(cè)量過(guò)程中需要重視中線(xiàn)點(diǎn)的控制。在隧道洞穴內(nèi)形成分級(jí)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)洞穴控制點(diǎn)對(duì)中線(xiàn)點(diǎn)的控制，正視中線(xiàn)點(diǎn)控制掘進(jìn)的臨時(shí)中線(xiàn)點(diǎn)，保障隧道施工的順利進(jìn)行。
3隧道貫通的測(cè)量誤差
3.1隧道貫通誤差及其對(duì)隧道貫通的影響
隧道貫通測(cè)量是隧道工程測(cè)量的重點(diǎn)。貫通測(cè)量誤差主要是在相向兩條隧道的開(kāi)挖中心上，貫通面里程的中線(xiàn)點(diǎn)不重合的情況下兩點(diǎn)之間的空間距離。貫通測(cè)量誤差包含平面誤差與高程誤差兩種形式。在水平面中進(jìn)行平面誤差分解，可以獲得測(cè)量中所包含的橫向貫通誤差與縱向貫通誤差。其中，橫向貫通誤差與隧道的線(xiàn)路方向緊密相關(guān)，如果其超過(guò)了正常范圍，會(huì)加大隧道幾何變形發(fā)生的概率，最終使得在工程施工中相關(guān)洞內(nèi)設(shè)施被拆毀重建，對(duì)隧道工程施工的進(jìn)度與成本管理極為不利；縱向貫通誤差引發(fā)的最直接的后果是隧道線(xiàn)路設(shè)計(jì)坡度、中線(xiàn)長(zhǎng)度等與工程設(shè)計(jì)要求不相符。高程誤差直接影響著隧道線(xiàn)路的坡度。這些誤差的限制值如表1所示。隧道貫通誤差是由洞外平面控制測(cè)量等造成的，控制測(cè)量對(duì)貫通精度的影響存在一定的限制值，如表2所示。
3.2貫通誤差的估算
貫通誤差的估算主要是由控制網(wǎng)的形式所決定的，導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量誤差對(duì)貫通誤差有著極為重要的影響。在有關(guān)誤差計(jì)算上，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)計(jì)算方式，根據(jù)相關(guān)誤差參數(shù)，計(jì)算最終的貫通誤差值。
4隧道洞外控制測(cè)量
本文研究的隧道工程的直線(xiàn)與曲線(xiàn)隧道分別長(zhǎng)1km和0.5km，因此，在此情況下，必須進(jìn)行隧道平面控制測(cè)量。
4.1洞外平面控制測(cè)量
洞外平面控制測(cè)量主要包含直線(xiàn)隧道與曲線(xiàn)隧道兩種。其中，直線(xiàn)隧道測(cè)量主要是為了獲得引測(cè)進(jìn)洞的方位與精準(zhǔn)點(diǎn)的平面方位等隧道參數(shù)；而曲線(xiàn)隧道測(cè)量除了要獲得與直線(xiàn)隧道測(cè)量一樣的參數(shù)外，還要獲得一些其他工程指標(biāo)。洞外平面控制測(cè)量方式主要包含以下幾種。4.1.1中線(xiàn)法。中線(xiàn)測(cè)量先將洞內(nèi)線(xiàn)路中線(xiàn)點(diǎn)的平面位置測(cè)設(shè)于地面，經(jīng)檢核確認(rèn)該段中線(xiàn)與兩端相鄰線(xiàn)路中線(xiàn)能夠正確銜接后，方可以此作為依據(jù)，進(jìn)行引測(cè)進(jìn)洞和洞內(nèi)中線(xiàn)測(cè)設(shè)［3］。4.1.2精密導(dǎo)線(xiàn)法。在利用精密導(dǎo)線(xiàn)法進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，為保證測(cè)量結(jié)果的精確性，導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)應(yīng)沿著兩端洞口科學(xué)布設(shè)。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)隧道的長(zhǎng)度和輔助坑道的數(shù)量及分布情況，并結(jié)合地形條件和儀器測(cè)程選擇導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)位置。對(duì)于導(dǎo)線(xiàn)，其最短邊長(zhǎng)不應(yīng)小于300m，相鄰邊長(zhǎng)的比不應(yīng)小于1∶3，并盡量采用長(zhǎng)邊，以減小測(cè)角誤差對(duì)導(dǎo)線(xiàn)橫向誤差的影響。導(dǎo)線(xiàn)的水平角一般采用方向觀測(cè)法。當(dāng)水平角只有兩個(gè)方向時(shí)，可按奇數(shù)和偶數(shù)測(cè)回分別觀測(cè)導(dǎo)線(xiàn)的左角和右角，以檢查出測(cè)角儀器的帶動(dòng)誤差，數(shù)據(jù)處理時(shí)可以較大程度地消除此項(xiàng)誤差的影響［4］。4.1.3三角網(wǎng)法。三角網(wǎng)法在洞外控制測(cè)量中也發(fā)揮著重要作用。在實(shí)際應(yīng)用中，在隧道洞外布設(shè)單三角鎖。對(duì)于曲線(xiàn)隧道，三角點(diǎn)必須嚴(yán)格沿隧道兩個(gè)洞口的連線(xiàn)方向進(jìn)行布設(shè)，以有效避免邊長(zhǎng)誤差對(duì)隧道橫向貫通所產(chǎn)生的不利影響；對(duì)于直線(xiàn)隧道，三角點(diǎn)需要沿著線(xiàn)路中線(xiàn)布設(shè)。
4.2洞外高程控制測(cè)量
隧道洞外的高程測(cè)量控制也是隧道工程中的測(cè)量重點(diǎn)，其直接影響隧道工程的施工質(zhì)量。在隧道洞外高程控制測(cè)量中，首先要確定起測(cè)高程值，以隧道洞口附近的某個(gè)線(xiàn)路定測(cè)點(diǎn)高程值作為起測(cè)高程值，而隧道另一端口定測(cè)點(diǎn)高程值作為高程閉合點(diǎn)。當(dāng)高程閉合以后，需要根據(jù)工程要求對(duì)高程差值設(shè)置斷高，使在隧道工程測(cè)量中有相對(duì)統(tǒng)一的高程體系，使隧道工程測(cè)量中高程控制測(cè)量誤差可以在相對(duì)合理范圍內(nèi)。在隧道高程控制測(cè)量中，水準(zhǔn)測(cè)量、光電測(cè)距三角高程測(cè)量等方式的應(yīng)用較為普遍。
5隧道洞內(nèi)控制測(cè)量
5.1洞內(nèi)平面控制測(cè)量
在洞內(nèi)平面測(cè)量過(guò)程中，有關(guān)測(cè)量人員需要注意以下問(wèn)題：如果測(cè)量時(shí)發(fā)現(xiàn)工程中存在平面導(dǎo)坑，那么要盡量使用橫向通道，使正洞的導(dǎo)線(xiàn)與平行導(dǎo)坑的單導(dǎo)線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)測(cè)，從而為后期的工程測(cè)量奠定基礎(chǔ)。為提高測(cè)量精度，必須在洞內(nèi)建立多邊形主副導(dǎo)線(xiàn)環(huán)、閉合導(dǎo)線(xiàn)等。如果在測(cè)量過(guò)程中需要新增控制點(diǎn)，必須在已有導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)基礎(chǔ)上分析新增點(diǎn)布設(shè)的科學(xué)性與可行性。在隧道洞內(nèi)測(cè)量過(guò)程中，必須實(shí)施多次測(cè)量，將測(cè)量誤差控制在合理范圍內(nèi)，使測(cè)量結(jié)果能為工程施工提供重要參考。此外，工作人員要盡量選擇在地基穩(wěn)固、受其他因素干擾小的區(qū)域設(shè)置導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)，提高測(cè)量誤差［5］。
5.2洞內(nèi)高程控制測(cè)量
隧道洞穴高程控制測(cè)量過(guò)程中，需要將海拔高度從井眼高度控制點(diǎn)進(jìn)行傳遞，使之逐步傳遞到隧道洞穴內(nèi)。在進(jìn)行高程控制測(cè)量時(shí)，可將高程控制點(diǎn)布設(shè)在導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)，也可以設(shè)置于隧道頂板、側(cè)壁上，各個(gè)高程控制點(diǎn)的距離應(yīng)該保持在200～500m；同時(shí)，根據(jù)測(cè)量等級(jí)來(lái)選擇測(cè)量方式，將測(cè)量干擾控制在合理范圍內(nèi)。隧道工程施工難度大，測(cè)量技術(shù)對(duì)工程施工的順利進(jìn)行起著重要作用；因此，工程單位在隧道工程施工中，需要結(jié)合工程特點(diǎn)，嚴(yán)格進(jìn)行測(cè)量方式的選擇，盡量減小測(cè)量誤差，保證測(cè)量精度，提高測(cè)量結(jié)果的有效性，使測(cè)量結(jié)果可以為隧道工程建設(shè)提供重要參考，從而保證隧道工程建設(shè)的整體質(zhì)量。
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