公路隧道施工测量误差及精度保证措施

公路隧道施工测量误差及精度保证措施

张双慧

武汉锐进铁路发展有限公司 湖北 武汉 430062

摘要：近年来，隧道施工由原来的大包模式转变为劳务管理模式，所有的技术问题都出自项目部，工人以劳务形式存在，这需要项目管理人员的思想转变，尤其是隧道测量人员，由以前的只管隧道控制点复核转变为各道工序的放样，测量人员的放样及监控量测工作直接影响着工程的成本及安全。因此，公路工程隧道施工过程中的测量误差与精度控制显得尤为重要。

关键词：公路隧道；施工测量；精度

1 公路施工测量概述

1.1 基本特点

伴随公路工程发展，隧道长度不断增加，建设规模持续扩大，各类新型设备工艺也在逐步实用化，再加上复杂的地上、地下施工环境，需有更高精度、更高可靠性的施工测量技术作为支撑，方可满足公路施工测量精度及安全要求，这不仅推动了精密导向测量技术的进步，还使得施工测量特点更为突出。一方面，为了满足公路建设要求，公路隧道多是以线带面进行分段、分期建设，工程复杂性更甚以往。在公路施工测量工作中，应有全局规划的意识，并充分保证近期施工进度，尤其要重视线路交叉点测量，做好规划线路段的衔接准备。另一方面，公路施工测量涉及内容多，从地面测量到地下测量，主要包含贯通测量、变形监测等，并且贯穿整个公路项目周期，从公路项目可研阶段、施工建设到公路运营环节，均离不开施工测量工作。

1.2 主要内容

通常而言，公路施工测量主要包括以下内容。

(1）地面控制网测量。在实际测量操作中，需沿规划线路搭建地面控制网，主要依靠GPS形成测量网络，在控制网搭建中会用到全站仪等设备，而且对于首级控制网络，通常会采取静态控制测量方法，并对其进行可靠加密。

(2）贯通测量。在完成地面坐标搭建后，需要借助竖井投点、传递高程测量等，将其引入公路隧道地下部分，以达到联系测量的目的，而且为保证区间隧道精准贯通，还会用到井下导线等测量方法，准确、高效地指引盾构前进。

(3）变形监测。由于公路隧道为地下开挖，其周围围岩、路面、建筑等可能受其影响而发生形变，而变形监测便是对地下支护、围岩、地表沉降等实施不间断的变形监测，以消除隧道施工危险因素，保障公路项目整体安全。

2 公路施工测量精度的影响因素

2.1 测量技术因素

在公路隧道贯通施工中，为了保证施工测量安全，应着重关注施工测量误差，主要包括地面控制测量、井下导线测量及联系测量等技术应用误差，其将直接影响公路施工测量安全。

(1）地面控制测量。在具体操作实践中，主要通过布设“三网”来实现，需在公路沿线地面布置，并依据相应技术规范开展，进而为公路施工提供测量基准。但在实际公路施工中，无论是GPS网、水准网还是导线网，因其所布设的测量点可能受公路施工影响，进而产生点位及方位误差，影响公路测量精度。

(2）井下导线测量。盾构前进过程中，要求测量导线也随之跟进，但受井下条件限制，无法保证导线测量精度，并且测量误差会形成积累，使得用于盾构指向的导线精度不足，威胁隧道施工测量安全。

(3）联系测量。在盾构掘进的过程中，为了精确指导其工作，应及时统一地面与井下测量坐标体系，可利用传递高程及定向测量来实现，但其通常是由地面传递至井下，这一过程也伴随点位误差的传递与放大，必须严格控制联系测量误差，以免妨碍公路施工测量。

2.2 测量管理因素

结合隧道施工测量管理现状，传统施工测量模式弊端凸显。测量基本涉及三级单位，实际参与公路施工测量及复测，并形成了严格测量管理制度，但在实际施工测量管理中却暴露出多种问题。一方面，公路施工测量误差并非单一误差，通常是由地面控制测量、井下导线测量及联系测量等三方面误差积累而成的，而施工测量管理人员却忽视误差的综合分析，致使测量误差管控不力。另一方面，施工测量效率低，出于对测量精度的高度重视，公路项目常引入多方测量队伍，耗费大量人力与精力，并且报检环节过于繁琐，带来多方重复测量问题，影响整个公路工程的施工进度。

3 公路隧道施工测量精度保证措施

3.1 工程控制网的复测、洞内导线加密测量及复测

首先进场后进行设计院交接桩，进行邻标联测及各洞口局部控制网点的加密埋设工作，联测时与邻标沟通好，采用某个控制点作为永久点控制点不参与平差。洞口利用双导线布网形式进行控制点加密和测量，采用全站仪进行导线边角测量，测角精度和测回数严格按照要求施测，对不满足要求的必须重测，平差后结果及精度符合测量要求。按照仪器精度及施工现场情况，在进洞口、有仰供地段埋设了永久控制点，约150～200 m设置1个永久控制点。

3.2 隧道断面开挖放样

采用设计图纸，考虑预留沉降量、喷射厚度、钢拱架大小放出开挖轮廓线。对于开挖按照围岩情况，随时调整开挖轮廓线，以更改爆破参数、装药量、周边眼间距控制超挖。掌子面开挖放线等同于Ш级围岩光爆，点位间距在40～50 cm之间，在掌子面画出轮廓线。一般采用后方交会放样，控制点在已完初支断面上，由于开挖放炮、施工机械破坏、沉降及收敛等原因，必须两个循环后进行复测后再使用。后方交会设站时考虑两控制点离仪器距离大致相同，且夹角控制在30～120°之间。

3.3 隧道初期支护放样

初期支护放样前按照设计图纸围岩类别加工钢拱架，充分考虑预留沉降量、喷射混凝土厚度、二衬台车外放5 cm等情况，加工完的钢拱架再进行试拼，试拼完毕断面轮廓满足要求才可以再生产。按照开挖支护方式加工钢拱架，支护放样同样采用后方交会法，两交点角度≮30°且≯120°,每隔10～15 m按照洞内永久控制点支导线测设。支护放样时固定一个高度在已经支护好的拱架上和掌子面喷点，一般离拱脚1 m(按照仪器通视情况可调节)的位置，以方便工人操作，然后在钢架连接板下20～30 cm的位置左右各放1组控制点，最后在隧道中心放1个内弧控制点。

拱架位置放完点后，计算出点位的超欠挖(+超，-欠),用喷漆喷在点位旁边，然后在掌子面放跟拱架点位同样偏距的点位，两两对应连接就是拱架内弧。拱架必须坐实牢固，不可随意抬高拱架致使断面轮廓扩大。按照测设里程，调整拱架间距，如是从大里程往小里程施工，选取桩号最大点或者平均桩号点为基准点。

随时注意机电设施预留预埋设计图纸，在本循环有没有预留预埋，有些预埋件由于二衬设计厚度，必须侵入初支，在喷锚时留出此位置。安全问题，测量人员放线时必须是机械已经排完险，开挖台车已就位，人工排完险，由于测量仪器精度、洞内粉尘多、掌子面岩石颜色等原因，有时激光无法显示数据，需测量人员去掌子面用反光片进行测量。

4结语

公路隧道工程施工测量技术占有举足轻重的地位，因此必须加强测量专业技术人员的培训。测量是一项要求严格的工作，对工作人员的耐心、专业技术水平的要求高。该领域的人员还要具备及时处理问题能力，只有具备了这些条件，公路隧道施工质量才能得到保障。

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