Key Technology of Construction Survy of High-speed Tunnel
王刚 WANG Gang；赵蕊蕊 ZHAO Rui-rui
（中建交通建设集团有限公司河南分公司，郑州450000）
（China Construction Communication Engrg. Group Corp.，Ltd. Henan Branch，Zhengzhou 450000，China）
摘要：施工测量是高速隧道建设中非常关键的一个施工环节，对专业性的要求是极强的。当下在高速隧道的建设中开展施工测量还是有诸多的问题存在，本文则是结合施工测量中的一些步骤，阐述施工测量中的一些关键技术，希望对隧道建设中开展高质量的施工测量是有促进作用的。
Abstract: Construction survey is a very important construction link in the construction of high-speed tunnels. The requirements for professionalism are extremely strong. There are still many problems in the construction survey of high-speed tunnels. This paper combines some steps in construction surveying to illustrate some of the key technologies in construction surveys, and hopes to promote high-quality construction surveys in tunnel construction.
关键词：高速公路；隧道施工；测量关键技术
Key words: expressway；tunnel construction；key measurement technology
中图分类号：U455 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2019）35-0085-02
0 引言
在隧道建设中开展施工测量，是公路工程中非常关键的部分，高速公路建设中隧道施工测量，是非常强调专业性的，施工测量取得的数据是否准确，关系到隧道建设的质量，这就需要企业加强对施工测量的重视，对施工测量进行严格落实，依据相关的规范，保证施工测量的专业性以及准确性。在施工测量中，涉及到控制网布设以及坐标系统建立等诸多的问题，这些关键技术的应用关系到施工测量数据是否准确，也关系到工程质量以及效益，那么就要提升施工测量专业性，不断改善施工测量的技术水平。
1 建立隧道测量坐标系统
在高速公路的实际建设中，很多曲线隧道长度超过五百米，直线长度超过一千米，这种情况下则是要依据贯通精度的相关要求，对坐标系统进行确定。
在对坐标系统进行确定的时候，要考虑到施工方案的便捷性，另外还要考虑到与两端线路是否能合理衔接这个关键性的问题。任意经度中央子午线高斯平面坐标系统，或国家高斯平面坐标系统，要结合实际情况进行选择。一般情况下是独立建设坐标系统，为了让隧道施工更加方便，运用常规测量网，将隧道主轴从进口到出口作为坐标系统中的x轴，将隧道内的线路中线里程作为起算值，然后向右旋转九十度，这样可以得到坐标系统中的y轴，从而建立一个平面坐标系统，便于展开测量工作。
在坐标系统的设计方案中，隧道的贯通位置高程面可以成为投影面，同时将隧道的中心线设置为中央子午线。
2 布设隧道控制网
2.1 布设原则
在隧道建设中，布设的控制网是非常关键的步骤，主要的环节包括：在制定布设的控制网的方案之前，相关人员要对场地的各类资料进行收集，比如施工场地的一些地势地形情况以及水文地质情况，隧道的斜井、竖井等。这些是隧道建设中的重要辅助设施，具体的布置要进行明确。为了保证布设的控制网方案足够合理，这些数据是要提前进行收集的，从而作为布设的控制网的依据。其次是对布设的控制网进行确定的时候，技术人员要结合测量仪器的种类以及性能，掌握更多的外部因素以及干扰情况，提升布设的控制网精度。最后是在隧道测量的实际开展中，要保证每个洞口都是有三个及以上的水准点，作为施工测量的重要参照物。为了布设的控制网更加方便，在隧道建设中，有助于中线放样以及内外控制点联测，合理设置导线。为了对布设的控制网检查以及定向，需要注意控制点之间要做到可以通视。
2.2 精度要求
布设的控制网的主要建设意义，就是保证在隧道的建设中，两侧相向施工可以顺利开展，让隧道可以顺利贯通，这样布设的控制网精度就是至关重要，精确程度关系到贯通的状况，那么在布设的控制网中，要注重精度方面的严格要求。贯通长度以及操作方法涉及到诸多方面，提升控制网精度，对保证隧道顺利贯通是至关重要的。如今比较常用的布设的控制网形式，就是三角网、导线网以及GPS网。在这些布设的控制网的类型中，GPS网精度要更高一些，同时受到限制也比较少，是国内隧道建设中，运用最广泛的一种类型。而在一些地形复杂以及起伏较大的地区，三角网是比较有优势的，导线网比较适合在一些地势平坦以及通视状况好的地方展开应用。
在布设的控制网中，若是采用GPS网，为了让布设的控制网精度达到相关的要求，测量人员可以结合隧道的长度以及现场地形，还有各洞口位置，合理运用测量基线长度，对布设的控制网方案展开检验，借助长度不同的基线长度，运用矩阵来对精度进行确定。
3 贯通误差预计
在隧道施工中，出现贯通误差，指的是在相向挖掘的过程中，贯通面中线点并未重合，这样就会导致隧道的贯通是有误差存在的。通常来说，隧道贯通误差是在贯通之后才能确定出来的，但是结合实际工作的需求，那么需要施工人员，对误差预先估算。这样可以更好地指导隧道施工顺利进行贯通，提升隧道建设的质量。结合误差产生的方式，误差可以出现在横向、纵向、高程以及平面。所谓的纵向误差，就是与贯通面垂直方向出现了分量误差，横向就是与贯通面平行分量的误差，高程就是在铅锤面上投影误差，平面就是在水平面上的投影误差，横向误差和高程误差会对线路造成严重影响，若是误差超过相应范畴，就会导致隧道的图形出现严重改变，甚至会入侵建筑界限，那么面临的问题就是重建，这样不仅会对工期造成延误，也会给企业造成十分严重的损失。
4 洞外控制测量
开展洞外控制测量，需要直线隧道的长度在一千米以上，曲线隧道的长度在五百米以上，结合贯通精度方面的要求，展开平面测量设计。在直线隧道的实际建设中，洞外的测量主要目标，是获取两端精密点以及平面位置，还有引测进洞方向，在曲线隧道的实际建设中，开展洞外测量，也是有一定的探测目的，但也间接求算曲线转向角以及两端控制桩相对位置，从而可以结合隧道设计，选择适当的曲线半径。
一般来说，在隧道建设中，结合隧道的等级以及当地的地理情况，可以运用精密导线法。精密导线法就是借助导线法，建立洞外的控制，在精密导线法中，导线点是沿着两端连线展开布置的。此外导线点位置则是需要结合场地以及坑道的数量，还有分布的具体情况，并借助仪器测量展开选择。在精密导线法中，导线最短的边长不能少于三百米，同时要尽量运用长边，减少测角误差给横向误差造成诸多影响。此外是精密导线法中的水平角，一般情况下是运用方向观测法，而水平角方向仅两个的时候，则是结合奇数以及偶数测回对导线左右角展开观察，从而检测仪器造成的误差，在对数据展开处理的时候，可以尽量减少误差造成的诸多影响。导线内业通常情况下，运用的是严密平差法，三四五等导线也能运用近似平差法展开计算。
5 施工放线
施工放线的目标，就是确定好隧道平面以及竖直的掘进方向，要结合隧道建设的图纸，保证隧道建设的各构筑点位置。施工放线是一种日常测量的工作，主要的特征就是重复和频繁。洞内控制点通常都是距离很长的，这样就无法满足日常开展施工放线的客观需求，对于这种情况，就需要在洞内控制网设置好的基础上，运用支导线的方式，对临时控制点展开测量，然后借助后方交会的方式，展开施工放线测量。开挖线测量以及拱架支护测量的实际开展中，要做到随时开展测量，测量的时间是非常短的，这样后方交会的运用就是相当关键的，可以减少工序之间衔接的时间，也可以为进度提供更加合理的保障。
在对后方交会展开运用的时候，要注意临时控制点的合理选择，要保证控制点稳定，为了便于展开运用，围岩稳定的情况下，临时点主要是在两侧壁合适位置进行，此外是两边夹角，需要控制在三十到五十度这个范围内，保证施工放线的精度。在施工放线的实际开展中，要注重各班组之间的及时沟通，为了便于隧道建设，要依据班组的要求，适当对腰线的高度做出调整。
6 监控量测
在隧道施工中展开监控量测，这是新奥法施工的精髓，也是安全施工的重要保障。在以往施工监测中，主要是运用钢尺收敛仪以及拱顶倒挂尺的方式，但是这些方法都是在当下的工程中体现出很多局限性，比如在现场操作比较困难，对施工也有诸多的影响。如今光电测距技术开始不断发展起来，在隧道建设中展开应用，运用无尺测量的方式，可以借助全站仪以及反光片，组成观测系统，这样监控量测的自动化程度比较高，整个施工操作的过程比较方便，减少了监控量测中的人工操作，避免诸多误差，提升监控量测精度，而且便于进行复测，另外是非接触测量，在隧道建设中还是有非常明显优势的。监控量测中对新技术展开应用，得到行业内的广泛认可。
依据设计的频率，做好对各类数据的监控量测，然后要对数据展开处理，其中涉及到收敛以及沉降的变化量，随时间推移的变化情况，然后制作出直观图表，结合其中数据的变化，可以对围岩是否稳定做出判断。
7 隧道测量的安全措施
为了让隧道测量保持一定的安全性，要在隧道测量中，采取适当的安全措施，对于隧道测量的工作人员，要展开严格安全教育。隧道建设本身是有一定危险性的，那么在隧道测量中展开安全控制至关重要。在隧道测量的实际开展中，要注重时刻观察仪器，避免出现仪器损害，对仪器进行架设的时候，要注意对仪器安装妥善，避免仪器摔倒。在选择洞内控制点的时候，要注意选择一些地质比较稳固的位置，这样可以避免出现塌方以及漏水，这些会给隧道测量人员造成一定的安全威胁，也容易造成仪器的损坏。展开洞内隧道测量的时候，要注意配备专业性的照明仪器，避免在隧道测量中出现漏电。隧道掘进是比较复杂的施工过程，在没有实现贯通的情况下，施工是依据中心线以及导线来指导掘进工作，需要注意仔细施测，时刻对点位进行复核。在隧道测量中，要对仪器进行熟练操作，隧道测量人员要具备极强的理论基础以及技能，保持严谨的工作作风。在隧道测量中所有的人员，都是要结合实际的情况，做到紧密配合，这样隧道测量的开展才会万无一失，避免在隧道测量中出现各类问题。
8 结论
总之，在高速隧道的建设中，施工测量是非常关键的工作环节，施工测量的质量直接关系到隧道建设是否顺利开展，尤其是隧道能否顺利贯通，施工测量的数据直接决定着贯通误差，需要加强对施工测量的重视和严格执行，避免在施工测量中出现严重的问题，给隧道施工造成质量缺陷。
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