浅谈隧道工程中的测量方法.doc

1、浅谈隧道工程中的测量方法摘要：隧道工程测量的目地是保证隧道相向开挖时能按规定的精度正确的贯通，并使各项建筑物按设计位置修建。隧道工程测量的主要内容包括洞外、洞内施工控制测量、隧道贯通误差的测定及调整、辅助坑道的测量。 关键词:隧道工程；控制测量；测量方法 Abstract: the goal is to ensure each tunnel excavation tunnel engineering measurement when can properly according to the accuracy of the rules, and according to the positio

2、n of design to build the building. Tunnel engineering survey mainly includes hole, the hole construction control survey, tunnel breakthrough error of measurement and adjustment, auxiliary tunnel measurement. Key words: tunnel engineering; Control survey; Method of measurement 中图分类号：U452.1+1 文献标识码：A

3、文章编号：2095-2104(2013) 引言 隧道建设过程中，测绘工作占有很重要的地位。勘测设计阶段，为正确选择隧道位置和设计其几何形状，须在地面上进行地形测量取得地形图；施工阶段，为保证相向开挖面正确贯通和各部位按设计施工，须进行定线放样测量；运营阶段，对隧道本身及其附近地面进行变形观测，是保证隧道本身安全，并使地面建筑物免受影响的必要措施。隧道工程测量是地下工程测量不可缺少的一部分，是重要的技术部门，对地下工程的施工和建设起着保证和监督作用，对安全生产起指导性作用。隧道工程测量是随着地下工程的发展而发展起来的。 本文对隧道工程中最重要的施工测量方法进行阐述，以供同行参考。一、洞外控制测量

4、 洞外控制测量首先应根据控制网进行洞口的引测投点，以利施工时据以进行洞内控制测量。投点时应结合地形地物，力求图形刚强简单，在确保精度的前提下，充分考虑观测条件，测站稳定程度，便于引测进洞，避免施工干扰。每个洞口应设两个测点，并应纳入控制网中。洞外平面控制测量常用的方法有：中线法、精密导线法、三角锁法。 1.中线法 中线法是在隧道洞顶地面上用直接定线的方法，把隧道的中线每隔一定的距离用控制桩精确地标定在地面上，作为隧道施工引测进洞的依据。适用于中、短长度的直线隧道。如图 1-1 所示。 图 1-1 直接定线法确定隧道中线 如图 1-1 所示：A、E 为定测时的路线中线（也是洞口控制桩） ，B、C

5、、D 为洞顶的中线控制桩点，由于 A、E 是不通视的，通常采用正倒镜或拨 180角分中去平均点位置的方法，从一端洞口的控制点向另一端洞口控制点延长直线。 2.精密导线法 一般有下列四种形式：单导线、主副导线环、导线网、附和导线。 （1）单导线。直线隧道将定测中线作为导线点，曲线隧道则将两端洞口切线转点、副交点等作为导线点，测量导线的转角和边长。导线的测量方法同一般导线的测量。导线的测量必须独立测量两次以上，确保测量结果的可靠性。导线应尽量布设成直伸式，因为直伸式导线测距误差只影响隧道的长度，而对横向贯通误差影响很小。 （2）主副导线环。将隧道洞外平面控制网布设成主副两条并行导线，在隧道两端连接

6、形成一个导线闭合环。主导现测量角度和边长，副导线只测角不测边，形成一个多边形角度闭合条件。根据需要还可以在中部增加连接边形成若干个导线闭合环，用简易平查法进行平差。进洞联系方向选用主导线做进洞联系方向。主副导线环适用于较长隧道的控制。 （3）导线网。适用于线路形状复杂或辅助坑道（横洞、斜井、竖井）较多的长隧道，需测所有的角和边。 （4）附合导线。当隧道两端有已建立的高级控制点，其精度高于隧道控制测量所需的精度时，可在两相向开挖的洞口间建立附合导线，导线应尽量布设成直伸式，以尽量减少横向贯通误差的影响。 3.三角锁法 如果仅从横向贯通精度来考虑，三角锁是最理想的方案。可以布设为测角网、测边网和边

7、交网。三角锁布设时应满足以下要求： （1）三角锁应沿两洞口连线方向设置，三角形以近似等边三角形为佳，见图 1-2-A 所示。 （2）组成三角锁的三角形个数以少为好，起时边至最弱边的三角形个数不宜超过六个，否则应增设起始边。全隧道的三角形个数不宜超过十二个，见图 1-2-B 所示。 （3）洞口投点应是三角锁中的三角点，其他三角点应尽可能靠近中线，见图 1-2-C 所示。 三角锁布设如下图 1-2 所示： A BC 图 1-2 二、洞内控制测量 洞内观测的特殊性主要是施工干扰大，环境条件差，明亮度较差，边长较短，必须采用两次照准，当施工通风不好，烟尘严重时，不宜进行测角工作。洞内导线应尽量选择长边

8、。根据总的贯通精度要求及洞外导线对贯通精度的影响值，确定洞内控制测量所需的精度和方法。 1.洞内导线应根据洞口投点向洞内作引伸测量，洞口投点应纳入控制网中，导线点应尽量沿路线中线布设。洞口投点是洞外与洞内联系的主要点位，应反复测设，并经常加以校核（防止破坏）且加以保护。 2.洞内导线应设成闭合导线或主副导线环。对于有平行导坑的隧道，正洞内设闭合导线， ，平行导坑内设单导线，当导坑延伸至 23 倍洞内导线边长时，利用横通道与正洞导线组成一个闭合环，做一次导线引伸测量。 3.采用上、下导坑法施工的隧道，上导坑每引伸一定的距离后，应与下导坑的中线联测一次，用以校核上导坑的中线点或向上导坑引点。 4.

9、洞内高程点为了施工及复测方便，设置密度应较大。每次施测前应最少检测两个以上的点。 三、掘进中隧道断面的测量 每次断面掘进前，应根据设计的断面类型和尺寸放样出断面。常用的方法有：五寸台阶法（断面支距法） 、大样法、三角高程法等。 1.五寸台阶法（断面支距法） 根据中线及拱顶外线高程，从上而下每 0.5m(拱部和曲线地段)和1.0m（直墙地段）向中线左右量出两侧的横向支距（量测支距时，应考虑隧道中心与路线中心的偏移值和施工的预留宽度） ，所有支距端点的连线即为断面开挖的轮廓线，用以指导开挖及检查断面，并作为安装拱架的依据。遇有仰拱的隧道，仰拱断面应由中线起向左右每隔 0.5m 量出路面高程向下的开

10、挖深度。此种方法最常用，适用于全断面开挖或上下导坑开挖施工的隧道。 2.放大样法 对于一种类型尺寸的开挖断面，提前在地面上放出大样（1：1） ，用木板或金属条作出大样，测量时放出拱顶中点及两侧起拱点的位置，往上套上大样，在周边画点即可，此种方法是用于全断面开挖或上下导坑开挖及预留核心土的施工的隧道。 3.三角高程法 将仪器至于里程处的中线上，一次放样出掌子面的各个轮廓线。此方法特点是：速度快、要求的条件高。计算量大，放样前须提前计算出所有须放样点的数据。且对掌子面的平整度有较高要求，对于有激光导向及免棱镜的仪器尤为方便，但受掌子面平整度精度影响较大。现在免棱镜技术仪器较为普遍，这样就可以采用一

11、些仪器自带或别的软件来直接测量断面，给施工分析提供科学准确的数据。 四、隧道衬砌位置控制 隧道衬砌，不论何种类型均不得侵入隧道建筑界限，因此各个部位的衬砌放样都必须在线路中线、水平测量正确的基础上认真做好，使其位置正确，尺寸和高程符合设计要求。 中线两侧衬砌结构物的放样，是以中线点和水准点为依据，控制其平面位置和高程。放样建筑物的部位分别有边墙角、边墙基础、边墙身线、起拱线等位置。拱顶内沿、拱脚、边墙脚等设计高程均应用水准仪放出，并加以标注。拱部衬砌的放样是将拱架安装在正确的空间位置上，拱架定位并固定好后，即可铺设模板、灌注砼等。在灌注砼衬砌施工过程中，应经常检查拱架和模板的位置和稳定性。若位

12、移变形值超限，应及时加以纠正。 边墙衬砌的施工放样，若为直墙式衬砌，从校准的中线按规定尺寸放出支距，即可安装模板；若为曲墙式衬砌，则从中线按计算好的支距安设带有曲面的模板，并加以支撑固定，即可开始衬砌施工。 五、辅助坑道施工测量 1、经辅助坑道引入的中线及水准测量，应根据辅助坑道的类型、长度、方向和坡度等，按要求精度在坑道口附近设置洞外控制点。 2、平行导坑与横洞的引线方法和高程测量，均与正洞相同。 3、斜井中线的方向，应由斜井井口外直线引伸，可采用正倒镜分中法进洞；斜井量距应丈量斜距，测出桩顶高程，求出高差，按照斜距换算出水平距离。 4、竖井测量时，应根据竖井的大小、深度，必要的测量精度决定

13、测量方法，经竖井引入的中线的测量，可使用钢丝吊锤、激光、经纬仪等。经竖井的高程，可将钢卷尺直接调下测定。 六、隧道贯通误差的测定与调整 1、采用中线法测量时，应由测量的相向两方向分别向贯通面延伸，并取意临时点，量出两点的横向和纵向距离，得出的即为实际横向和纵向贯通误差。 2、采用导线法测量时，在贯通面附近定一临时点，由进测的两方向分别测量该点的坐标，所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上，得出的即为实际横向和纵向贯通误差。 3、水准路线由两端洞内进测，分别测至贯通面附近的同一水准点或中线点上，所测得的高差即为实际的高程贯通误差。 4、实际贯通误差的调整 隧道贯通以后，中线和高程的实际贯通

14、误差，应在未衬砌地段（调整地段）调整。调整地段的开挖和衬砌，均应以调整后的中线和高程进行放样。 直线隧道的贯通误差采用折线法调整。调整时应符合下列要求： 因调整而产生的转折角小于 5时，可视为直线线路； 转折角在 525时，应按顶点内移量确定线路及相应衬砌位置； 转折角大于 25时，应加设半径 4000m 的圆曲线。 曲线段隧道，根据实际贯通误差，由曲线的两端向贯通面按比例调整中线。 采用导线测量延伸中线时，贯通误差调整应符合下列要求： 方位角贯通误差分配在未衬砌地段的导线角上； 计算贯通点的坐标闭合差； 坐标闭合差在调线地段导线上，岸边长比例分配，闭合差小时，用坐标增量平差来调整； 采用调整

15、后的导线坐标作为未衬砌地段中线放样的依据。 进行高程贯通误差调整时，贯通点附近的水准点高程采用由进出口引测的高程平均值作为调整后的高程，按照高程贯通误差的一半，分别在两端未衬砌地段的高程点上按照路线长度的比例调整。未衬砌地段应以调整后的高程作为高程放样的依据。 结语 隧道测量工作的重点不仅仅是保证测量成果和桩位的准确，更重要的是进行施工过程的测量监控和复核，及时纠正施工误差，满足隧道净空、限界、标高、中线及预留沉降等的要求，及时反馈信息，测量工作是直接为现场施工和质量监控服务的，是控制工程质量最直接和明确的依据。 参考文献 1张正禄.工程测量学M，武汉：武汉大学出版社，2006 2赵吉先,吴良才,周世健.地下工程测量M.北京：测绘出版社,2005 3张保成.公路工程测量员实用读本.2006. 4李仕东.公路工程测量员必读.2004.