海底隧道工程测量技术应用分析.doc

1、1海底隧道工程测量技术应用分析【摘要】依据青岛海底隧道第三施工合同段的工程测量实践，简要介绍了海底隧道施工测量技术的特点，施工控制测量及施工放样方法，以及测量软件应用在控制超欠挖方面取的成果，为以后海底隧道的施工提供了参考。 【关键词】青岛海底隧道、施工测量、施工放样、断面测量 中图分类号：U45 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）03-（页码）-页数 1.工程概况 青岛胶州湾隧道工程是连接青岛市与辅城的一条重要通道，南接薛家岛，北连团岛。是以城市道路功能为主的隧道，设双向双洞六车道，设计时速 80km/h，隧道总长约 6.17 km。隧道采用钻爆法施工，是中国大陆地区第

2、二座大断面海底隧道。青岛海底隧道于 2007 年 8 月开工。 本标段施工主要包括主隧道左线土建工程及洞口工程，路基、混凝土路面工程、三号风井、地下风机房土建工程，车行横洞、人行横洞等各项配套设施。 2.施工测量技术特点及难点 2.1 工程平面位置 该标段隧道为平曲线与直线相结合的隧道，有两段圆曲线，半径分别为 2000m，6500m，分为陆域段和海域段施工，其曲线段较长，分洞室2较多，需要进行超欠挖检测和断面测量很多，传统的测量方法，由于需要很多繁杂的计算，这给测量工作增加很大的工作量和难度，同时还影响了其他工作的及时实施。 2.2 高程 海底隧道为了保证车辆行驶安全，纵坡设计时同意考虑综合

3、设置坡度。本工程为城市快速路，设计时速 80km/h。控制最大纵坡不大于 4%，本标段纵坡从薛家岛陆上开挖陆域段隧道下坡 4%进入，分别以2.47%、3.9%、2.88%、0.3%下至海底最低，这就需要分多次进行坡度线的控制工作。 2.3 施工 工程设计为钻爆法施工。陆域段采用三心圆拱形断面，、围岩断面设仰拱，、级围岩不设仰拱。设仰拱这就要求工程多道施工工序，点位坐标和高程需多次引测，给施工测量提出了更高的要求。 3.施工控制测量 3.1 测量仪器的选择 该标段要求平面控制网等级（二等）测量精度要求执行（测距中误差15mm，测角中误差8，导线全长相对闭合差1/10000） ，水准测量等级（四级

4、）测量精度要求执行（每公里高差中数偶然中误差5mm，每公里高差中数的全中误差10mm。 ）. 因此选择徕卡全站仪 TCRM1201（测角中误差 m?=1，测距中误差m?=2+210-6）和苏一光水准仪 DSZ2（如图 1）进行控制测量，完全满足隧道施工测量精度要求。 33.2 施工平面控制测量 洞内控制测量采用导线网法，利用业主采用 GPS 静态定位技术提供的 SD01、SD02、SD03 的导线网。以洞口投点为起点，向洞内延伸。导线布置采用多变形闭合导线或主副导线闭合环，建立与地面控制测量统一的坐标系统。 施工导线：随着开挖面的向前推进，用以进行测量放样来指导隧道开挖及去定衬砌位置，边长为

5、2550m。 基本导线：掘进 100300m 时，为检查隧道方向是否与设计相符，选择一部分施工导线敷设 50100m 精度较高的基本导线。 主要导线：当隧道掘进大于 1000m 时，基本导线已不能满足测量精度要求，因此需敷设主要导线。采用主副导线闭合环布置隧道主控网，平均边长 190m。测量主控制网布置如图 2 所示。 导线水平角采用徕卡全站仪 TCRM1201 来进行测量，角度测回数为 6个，测角精度为 1，边长取 4 次测量平均值，往返 4 个测回测定，该导线利用南方测绘公司提供的平差易 2005 计算软件进行严密平差，完全能够满足测量规范要求。 3.3 施工高程控制测量 将精密导线点同时

6、作为施工高程控制点与已知高程控制点 SD03（下）组成支水准路线。高程 控制测量采用带有平板测微器的 DSZ2 水准仪和铟钢尺按四等水准要求施测，每公里高差中数偶然中误差5mm 和每公里高差中数的全中误差10mm。 44.施工放样 测量放样工作控制着隧道开挖的平面、高程和断面几何尺寸，关系到隧道的贯通，如何保证施工测量按设计准确放样是测量工作的重中之重。 4.1 掌子面轮廓线开挖放线 本隧道设计采用三心圆拱形断面，根据围岩的不同，划分为不同的断面类型，尺寸也各不相同。在以前，往往是根据设计图纸利用 AutoCAD绘制相应的断面图，按照垂直于测设中线方向每 0.5 米一个尺寸确定开挖宽度。这种方

7、法能够控制一定的超欠挖，但是其利用全站仪所测坐标，必须经过编辑程序计算才能确定设计的高度和宽度，花费了大量的时间不仅工作效率低，而且超欠挖的控制也不是很理想，为后续的隧道衬砌等工作造成了许多的麻烦。随着科技的进步，全站仪在具体的放样工作中简化了放样工作程序，使得工作效率有了很大的提高。下面简述徕卡TCRM1201 全站仪隧道断面测量分析软件使用方法： 4.1.1 在电脑中打开工作界面（图 3） 4.1.2 根据隧道的平曲线、竖曲线数据和断面设计数据，输入软件中并保存到计算机。 4.1.3 利用存储卡把数据导入全站仪。 4.1.4 隧道内任意位置设站、定向完毕后，选定相应的平曲线、竖曲线和横断面

8、数据，即可检测隧道内壁任意点的超欠挖情况，检测结果实时显示。 4.2 隧道衬砌放样 5隧道衬砌，不论任何类型都不得侵入隧道建筑限界，因此各个部位的衬砌放样都必须在线路中线和水平测量正确的基础上认真做好，使其位置正确，尺寸和标高满足设计要求。 4.2.1 边墙衬砌放样 本工程为混凝土浇筑边墙衬砌，边墙型式有直线型和曲线型。因此要严格控制边墙模板边线，利用全站仪坐标测出设计净空宽并计算该位置模板高度，以保证浇筑混凝土边墙能够满足后续施工要求。 4.2.2拱部衬砌放样 拱部衬砌是在安装好的拱架模型板上完成的。本工程采用了轨道式大模板衬砌台车进行衬砌作业，因此衬砌台车的准确定位直接能够影响到衬砌的最后

9、效果。所以在施工放样时要用坐标准确的测定出隧道中线位置和衬砌台车的固定点（点 1、点 2、点 3 如图 4 所示） ，来保证衬砌能够满足设计要求。 4.2.3 仰拱及铺底施工放样 仰拱断面是与隧道拱圈成反方向弧型，检查断面开挖是否准确和仰拱模板时，可以路面设计高程为依据，利用 AutoCAD 绘制相应的断面图，按垂直于设计面基线方向每 1 米一个尺寸确定开挖和模板高度，并标出各段高度和宽度。这样就能准确检查开挖和衬砌，仰拱的高度是否满足设计要求。不设仰拱部分铺底时，应根据设计要求，依据坐标确定隧道中线两侧铺底的宽度和高度。 （如图 5） 5.断面测量 在海底隧道施工中，由于地质条件的不同，围岩

10、类别也不相同，造6成断面形式有多种类型，为了加强控制，提交竣工资料，需要进行净空断面的测量工作，以确定开挖满足设计要求。过去的施工中，都是利用全站仪测出隧道中线放样出需要测量断面的里程，最后记录并绘制成图，这样不尽费时费力，而且加重了测量人员负担。青岛胶州湾海底隧道采用徕卡 TCRM1201 全站仪，利用隧道断面测量分析软件，在隧道内任意位置设站定向完毕后，选择相应的平曲线、竖曲线和断面类型，可以快速采集断面数据，一次架站测定多个断面的数据，并且利用隧道断面分析软件可以分析超欠挖面积、工程量，图形和报表输出（图 6 所示） 。这样不仅省时省力，而且提高了生产效率。 6.结束语 目前青岛胶州湾海

11、底隧道正在紧张的施工当中，工程测量任务还能重，为了确保隧道的完全贯通，还需要更加重视以下几点： （1）根据工程规模和精度要求，确定工程测量的控制等级，配置相应的仪器设备，严格按照规范要求进行施测，确保工程能够保质保量。 （2）视工程具体情况，制定施工放样方法和校验方法，做到切实可行。 （3）充分利用计算机和全站仪的配套软件进行平差计算、放样计算、作图等内业工作，提高可靠性。 （4）严格执行三级测量复核制度，测量放样的有关数据及成果要专人保管，并记录完整、清晰，并及时上报。 参考文献 1青岛国信实业有限公司，胶州湾隧道施工技术规范Z. 2007 年78 月. （Qingdao Guoxin In

12、dustrial Co.， Ltd. ，Jiaozhou bay tunnel construction technical specificationsZ. August 2007.） 2公路隧道施工技术规范S.JTG-D70-2004，北京：人民交通出版社，2004 年.（ Highway tunnel construction technical specificationsS.JTG-D70-2004， Beijing： Peoples Traffic Press， 2004.） 3工程测量规范S.GB50026-2007，北京：中国计划出版社，2008年 4 月.（Engineering Surveying norms S. GB50026-2007， Beijing： China Planning Press， April 2008.） 作者简介：秦斌（1984-） ，男，2006 年毕业于湖北水利水电职业技术学院工程测量专业， 现任青岛地铁 2 号线中铁十八局五工区项目部测量负责人，主要从事地下工程与隧道工程施工测量。