1、谈长大隧道控制测量方法【摘 要】本文主要通过一些具体的工程测量方法来对隧道控制测量其方案进行了相关论述，得出一套有效方法来提高测量精度，用以同类工程的参考。用其理论和实践使工程得以顺利完成，提高经济效益。 【关键词】控制测量；隧道；施工测量 中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号： 引言 一般长大隧道会穿越两个地质较活跃的断裂带，地质情况比较复杂,地下水涌出量多,施工的难度大。因此必须制定合理有效的施工测量计划及控制测量方案，才能确保特长大隧道的准确贯通。编制依据为：新建铁路测量规范 （TB 10101-99） 、 精密工程测量规范 （GB/T 15314-94）等；测量作业的主要的任务
2、：1、对隧道施工进行首级控制测量；2、对施工平面和高程控制网进行加密测量。参考资料为该工程技术要求标准、线路平面总图、隧道洞口布置计划图、设计水准基点表、平面控制桩表等。 1.洞外控制网 对首级洞外控制网进出口联测和加密时采用 GPS。首先复测设计水准点和导线点，无误后，对施工控制网进行加密；在其施工的隧道进出口增设 GPS 控制点和精密导线点、水准点，来满足测量精度的要求。施工控制网的加密分两方面：1、施工高程控制网加密测量：施工高程控制网加密测量采用精密水准仪按二等水准测量的要求施测；2、施工平面控制网加密：施工平面控制网采用 GPS 按 B 级网的精度要求进行施测。 1.1 洞外控制点数
3、量及控制点选点要求 设计长大隧道控制网的网型之前，首先要进行隧道地形图资料的收集，和原始地貌勘察。当隧道为直线时，应在隧道进出口周围的中线上进行洞口点的选择，此外设置两个或以上定向点，为提高联系进洞测试方位的准确性，消除或降低来自垂线偏差的影响，洞口点和定向点必须通视，定向点之间不通视，定向点与洞口点之间的距离应大于 400m ，并且所有定向点的高（程）度选择应大概相等。当隧道为曲线时，还应在网中包含曲线的主点、切线上两点等主要控制点。为安置 GPS 接收机和接收卫星信号， 控制点应选择在视野开阔、大于 15 度的高度截止角处无障碍物，并且无强电磁源，无大面积反射面的地方。 1.2 隧道进出口
4、洞外平面控制网施测 利用四台精度为土(5mm+1ppm)的 GPS 接收机，型号为 R8 GNSS （美国天宝）双频测量型施测洞外的 GPS 的平面控制网。 利用静态测量观察和测量 GPS 外业，构网时在利用边联接或者网联接的方法进行控制点包括进出洞口和洞口之间的联测，构成较多大地四边形的同时，要达到卫星的高度角高于等于 15 度、观测到大于等于 5 颗的有效卫星、任一卫星的有效观察和测量时间大于等于半小时、任一时段的观察和测量时间大一等于一个半小时以及 GDOP 或 PDOP 值小于等于 6 等外业观察和测量的技术要求，确保观测时接收机开机和关机能够同步。 为保证解算基线的质量，当天采用 T
5、rimble Geomatics Ofice 软件对采集的数据解算基线，并且利用软件的基本质量数据，和检查基线的方差、中误差和周跳数等，与此同时，根据 GPS 解算软件（Power ADJ）进行其复核计算。 1.3 全站仪三角网测量 测量首级的 GPS 点边起 ，包含洞口处的三角网点，检测已知的 GPS 点边，确定无误后，延伸至洞内。按照二等精密导线网测设。 1.3.1 外业成果的整理 对外业成果必须及时检查是否超限，超限的必须重测。 1.3.2 观测成果的计算 测区的平均高程面上边长度即测距长度，计算公式如下： 式中 D测区平均高程面上的测距边长度（m） ； D0测距两端点间平均高程面的水平
6、距离（m） ； HP测区平均高程（m） ； Hm测距两端平均高程（m） ； RA参考椭球体位于测距边方向截弧的曲率半径（m） 。 1.3.3 平面控制质量检查 利用附合导线的技术对平面控制测量的质量进行检查，以保证施工过程中控制网测量的精度。在实际检测过程中，观测的仪器为全站仪徕卡 TCA1800，观测时间应避开早上及中午，水平角观测 6 测回；观测左角时奇测回，观测右角时偶测回，左右角的中数之和较圆周角之差为 2之内，在方向观测时任一项的限差均应满足新建铁路测量规范 （TB 10101-99）要求；距离利用对向观测的方法，观测 2 测回；在测量开始前，测定温度，测量开始后，测量气压。水平距离
7、则利用仪器的加或乘常数以及改正气象、倾斜化算成。 2.洞内平面控制测量 2.1 导线布设 严格根据二等光电测距导线的所有标准要求和精度各项指标要求布测洞内加密控制点。 2.1.1 洞内基本导线网的布设与施测 通过对长大隧道进行平面线形的研究，总结出两种布点形式：利用对称的交叉导线网布设直道， （图 1a） ；利用单侧的交叉导线网布设弯道（图 1b） 。 观测洞内的基本导线网角度时，利用左右角的观测法观测方向数为2 个的角度；利用全圆的观测法观测方向数大于等于 3 个的角度；利用对向观测边长，气象元素要进行测量，而且要改正气象、改正乘常数和加常数和改正倾斜；要利用检定过的钢尺测量对称点间距。 2
8、.1.2 洞内基本导线网的计算与检核 利用严密平差计算洞内的基本导线网。 计算以及检核是随着基本导线网的向前伸展而同时进行的，其进行一个环节，计算和检核也进行一次。 2.1.3 提高洞内控制测量精度的措施 为消除仪器对于中误差的影响，控制洞口投点于隧道进出口的平面网之中，提高其控制精度，建议在长大隧道的进出口布设强制观测墩，布设的数量3 个；施测过程中应严格按照设计的相关技术要求，尽可能的使用强制对中观测墩的方法和三联脚架的方法。如果出现各基座和棱镜以及仪器有隙动、气泡有偏离、对中偏离较大等情况，则须检修校正仪器。计算边长的投影要严格，计算各点的平面坐标要正确；附合两条相向开挖的导线，而且分配
9、贯通误差或者处理平差，以确保正确的洞内的二次衬砌形体。 在洞内大约 30m 设置洞口点位，来降低来自该测站上由于观测时洞内或外光线对比度的影响；在距洞口大约 300400m 处设置洞内的第二排点位，这是为了避免由于洞内外不同的气象条件而导致在观测洞口点的时候模糊而选定的。利用直伸型的导线锁布设沿隧道中线的导线，洞内导线的平均边长不小于 500m，相邻的导线边的长度差不能太大(较差小于 13)；利用边联式或者附合导线的方式对洞内导线锁和洞外插网进行衔接。 严格按照国家一、二等水准测量规范的相关要求进行洞内外的高程控制的测量，与隧道平面的控制网点上布设高程点。 3.贯通测量 隧道贯通之后，采用徕卡
10、 TCR1800 和 DNA03 电子水准仪进行隧道的贯通误差包括纵向的、横向的和高程的误差测量。平差计算时，要求横向贯通的误差低于新建铁路测量规范 （TB 10101-99）所要求的贯通精度，依据平差结果调整中线以及高程，利用隧道断面的测量系统施测竣工断面，根据相应规范要求，上交相应的测量资料以及相关图表。 5.总结 工程施工的顺利进行与完成的前提都是需要控制测量检测工作来指导和保障的。在施工过程和反馈工程可靠度的信息中,工程需要将综合使用多个参数和多种手段。但总的说来，加强过程的控制、操作规程的严格遵守是控制测量成败之关键，根据现场地形特点来合理地布设导线网是隧道的控制与测量技术之关键,与此同时要准确估算导线网的误差。 【参考文献】 1铁道部第二勘测设计院，铁路测量手册M，北京:中国铁道出版社,2000 2TB 10101-99,新建铁路工程测量规范S. 3周厚斌，距离导线边测对隧洞横向贯通误差的影响J，山西建筑,2006,32(21):
