隧道测量范文

导语：如何才能写好一篇隧道测量，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

隧道施工测量首先是在地面上进行控制测量，以确定各个入口的相对位置。由于隧道一般要穿过高山或水域，量距困难，其平面控制测量过去主要采用三角测量法，辅之以横基线尺视差导线测量。近年来，已逐步应用短程电磁波测距仪进行导线测量，代替了旧的测量方法。高程控制测量，一般均采用水准测量方法。也有人采用空间网来建立隧道施工的地面控制网。

隧道测量在隧道工程的设计、施工和运营管理阶段所进行的测量工作。隧道施工测量首先是在地面上进行控制测量，以确定各个入口的相对位置。

（来源：文章屋网 ）

篇2

关键词 GPS技术，隧道测量，隧道控制网，Ashtech Solutions

1.1 引言

随着我国高速公路以及道路建设迅猛发展，传统勘探技术和隧道测量控制系统已经无法满足现有发展需求，需要引入新的技术实现测量的准确以及加速施工进度。而GPS技术在测量控制中应用解决以上难题，尤其是在测量精度上有了很大的提升。经实践证明，通过建设高精度GPS控制网，测量误差只有2厘米，同时可以满足所有传统测量要求，具有很大的应用前景。本论文就是在这样的背景下展开论述，并以沈海高速公路中铁背山隧道贯通GPS网测量及数据处理为例，介绍GPS技术在平面隧道控制测量中的应用。

1.2 GPS隧道控制测量实例

1.2.1工程概况

论文以铁背山隧道是沈海高速公路作为研究实例悲剧，铁背山隧道分为一号和号两段，一号段总长1270m，二号段总长640m，高度都为7.8m，是国家重点高速公路支线。

1.2.2 GPS布网设计

我们以二号隧道控制测量为例，为了实现GPS控制点的稳定性，在隧道的一端设置一个高等级GPS控制点（图中的G210点），同时在进出口各设了3个GPS控制点，GP1，GP2，GP3，GP4，GP5，GP210，其中GP1、GP5分别是进洞和出洞桩。其测量示意图如图1所示。

1.2.3 GPS的外业测量

实际作业过程中，在使用正确的观测方法的情况下，进行同步观测的GPS测量数据，并进行数据记录（其中分三次同步观测，且每次观测时间都在60min以上）。

1.2.4 GPS测量的数据处理和精度分析

对于精度数据处理与分析上我们通过Ashtech Solutions工具进行基线解算及控制网的平差，下面就开始介绍通过该工具进行数据运行方法，其具体操作步骤为：

（1）建立项目

① 进入“Welcome to Locus”（欢迎）屏② 新项目一般信息，单击[Create a new project]（建立一个新项目）钮，进入“new project”（新项目）屏的“Gerneral”（一般信息）卡页。③ 选定坐标系，单击“new project”（新项目）屏的“Coordinate System”（坐标系统）卡页由“SystemType”（ 坐标系统类型）列表框中选“Grid”（标准平面直角坐标系）。由“Grid System”列表框中选“1954 Beijing coordinate”。由“Zone”（投影带）列表框中选“ZN_3”。由“Height System”（高程系）栏选“Orthometer Elevation”（正高系）；由“Geoid Model”（大地水准面模型）选“Geoid 96 model”。④ 设置其它参数，单击“new project”（新项目）屏的“Miscellaneous”（其它参数）卡页按卡页标注逐项填选。“new project”（新项目）进行相关数据填写，然后单击[OK]钮，弹出添加数据文件。

（2） 给项目添加数据

① 在上面“添加数据文件框”中上选[Add raw data files from disk]钮，由磁盘拷贝原始观测数据到项目文件。加载数据文件，然后点[OK]钮进入系统主屏幕。②通过Occupation属性进行原始数据查看。③然后进行GPS站点属性数据编写。

（3）求解基线向量（GPS原始观测数据处理）

①选定解算参考点，分别进行点击“Control Site”—>“Site ID”选取站点MISS。然后编辑修改该点的坐标（已知值）为：E 1868361.443；N 599700.170；H 7.900。确认右边“Fixed”栏为“Hor/ver”（平高固定）。②基线解算，逐项单击菜单“RUN”—Processing—All。然后进行网图刷新和添加解算结果。

a）解质量查看

通过基线中的”QA”状态来检查质量，若栏目中为空，则表示已经合格，若不为空则存在坏基线。对于坏的基线，尝试用基线优化进行处理；如果优化不了，则决定是删除该基线不让其参与平差还是进行补测。

b）逐日添加观测数据并解算新添加的基线

在菜单项“Project”下，选Add GPS Raw Data——From Disk（由磁盘添加数据）。选“Tutor Static ＼Day 98.273”子目下的全部数据文件。然后通过Processing—Unprocessed来增加新的GPS基线数据和未处理的数据。

（3）基线处理

1）步环闭合差

基线向量处理结果数据显示有9个同步环。相对误差最大为2.486×10—6m，最小为0.479×10—6m，小于允许值5×10—6m。2）异步环闭合差

数据中同时找到了代表整体精确度的6个异步环，相对误差最大为2.873×10—6m，最小为1.438×10—6m，小于允许值5×10—6m。

（4）GPS网自由网平差

这个环节我们把基线数据加载到WGS84系统中进行平差运算并计算出相应的改正数。在符合平差值要求规范基础上以G210控制坐标起点进行二维约束平差.

①做自由网平差计算

运行Run—Blunder detectin，做粗差检查。运行Run—Adjustment，做平差计算。②查看并分析自由网平差结果，将工作簿放到最大化。在“Tau Test”栏有两处出现“Failed”（失败），以及下方“Standard Error of Unit Weight”为 1.30716，它接近1，说明不存在明显粗差；其中还有“Chi—Square：Failed”说明向量误差尺度估计偏小。③调整基线向量误差尺度因子，在菜单项“Project”下选Setting，单击“Miscellaneous”卡页。将“Processed vector error scaling factor”设置为1.3。单击[OK]钮，返回主屏。④重新做自由网平差计算在χ2检验通过但“Tau Test“处于有两处失败状态，我们对其进行保留。其相对进度达到了预期结果。⑤ 自由网平差值就是GPS测量真实值。

a）无约束平差

在数据解算中无约束平差后，G210—GP05d的基线分量误差最大，其改正数绝对值Vz=0.015m、Vy=0.022m、Vx=0.017m，均小于3σ=0.165m，满足《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314—2009中E级要求。

b）约束平差

在所有约束平差后数据解算中GP02—GP06的基线分量的改正数与约束平差下的改正值误差最大，其改正数绝对值Vz=0.047m、Vy=0.028m、Vx=0.064m，均小于2σ=0.524m，满足满足《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T18314—2009中E级要求。

1.3 总结

通过以上数据分析，我们可以看出：

（1）所有数据已经满足GPS测量规范相关要求数值E级要求：同步环闭合差相对误差最大为2.486×10—6m，最小为0.479×10—6m，小于允许值5×10—6m；异步环闭合差相对误差最大为2.873×10—6m，最小为1.438×10—6m，小于允许值5×10—6m；无约束平差下的改正数绝对值为Vz=0.015m、Vy=0.022m、Vx=0.017m，均小于3σ=0.165m；约束平差后，基线分量的改正数与同一基线的无约束平差相应改正数间的差值的绝对值分别为：Vz=0.047m、Vy=0.028m、Vx=0.064m，均小于2σ=0.524m

（2）该GPS网布设方案总体结果都优于规范的规定，所以GPS应用在隧道贯通工作中，很大程度上提供稳定性，方便性等保障，比传统测量手段更具优越性。

参考文献

[1]张坤宜.交通土木工程测量[M].人民交通出版社，1999

[2]钟孝顺，聂让主.测量学[M].人民交通出版社，1998

[3]周建东.高速铁路施工测量[M].西安交通大学出版社，2011

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关键词：隧道；开挖；测量

Abstract: the tunnel excavation is in line with the standard requirements of the section, is mainly limited to the construction and excavation of the construction unit to control the amount of excavation, construction management of excavation section expands, so the measurement of tunnel excavation is very important, according to the tunnel measurement technique respectively expounds measuring techniques, namely manual measurement and automatic measurement, provide the theoretical basis for the future practical work.

Keywords: tunnel excavation; measurement

中图分类号：U45文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）

隧道工程由于面临地质条件难以事先探查完全掌握、施工环境恶劣及设计理论未完善等状况，为具高危险性的地下工程，而监测作业即是确保其施工安全的最大保障。地下开挖施工方法进展至以新奥工法(NATM)理念施工后，监测即为NATM 设计及施工的重要一环。面对山多、地形险峻且地质复杂，在不可避免与建隧道时，其工期、成本和品质均是一大挑战。隧道断面的开挖无论使用钻炸或机械工法，其开挖范围的管理值完全由隧道断面量测所控制。然而扩大断面导致的超挖量增加，更增加后续回填灌浆作业的数量；然而灌浆作业良好与否势必影响隧道的工程品质，而增加的混凝土数量，也使施工单位不易掌握其成本控制。故测量隧洞开挖的情况非常重要，了解开挖断面是否有超挖或是少挖的状况。且根据开挖数量，施工单位也可以快速掌握成本，期盼能提升隧道断面施工品质与水评，承包商能经济且快速达成开挖符合设计断面的目标。

1隧道断面测量原理

测量的意义为测定地球表面上及其附近各点间的相关位置，故测量的基本原理在于应用各种方法以求得“点”的关系位置，通常皆由地面上已设立且经确定相关位置的点测定出新点的位置。此等新点可作为定出其他新点的基点，如此不仅可求得欲测各点的相关位置，且可标示于图上，由图上各点连成线面，并绘成所需的图集。以下将各种定出新点的方法归纳为七种，分述如下：

(1)导线法(traversing)

若A、B两点为基点，求新点C的位置，可测量角CAB的角度及量AC的距离，定出C点，此法即为导线测量中所用的方法。

(2)偏角法(method of deflection angle)

以A、B两点为基点，C为新点，AC点间的距离无法量时，可测角CAB的角度在量BC距离也可定出C 点的位置，但此法可能产生C与C’两种结果，应参考实地情形，选择适用的一种，此法因有此顾虑，于测量上较少应用，仅见于细部测量及曲线测设的偏角法。

(3)支距法(offset method)

以A、B两点为基点，欲求新点C的位置，可由C点做垂直于AB线的直线CD并量其距离，称为支距(Offset)，再量AD或BD的距离，即可定出C 点的位置。此法常用于细部测量。

(4)前方交会法(forward intersection)

以A、B两点为基点，C为新点，亦可测量角CAB角CBA两角度，而定得C点的位置。如果B点或A点不能架设仪器，则可测量角CAB角ACB角CBA或角BCA等组角度，求得C点位置。此法即为三角测量中所使用的方法。

(5)后方交会法(resection)

以A、B、D三点为基点，C为新点，可测两角。即可求得C点。此法应用于三角测量及平板仪测量的后方交会法。

2隧道断面测量技术

2.1手动式

(1)经纬仪、电磁波测距或电子测距仪：一般而言，经纬仪负责测量角度，电磁波测距(EDM)用以测量距离，然而为了因应仪器的功能性，多将测角与测距功能结合在一起发展，如电子测距仪或是全测站仪。测量所得的点皆以x、y、z坐标表示，其测角的精度可达1秒，测距精度可到正负1至10mm。主要特性为在可在现场执行资料的收集与处理，潜在精度高。其缺点则是若要连到理想观测状况而逐点测量，将会花费大量的时间，故多取具代表性的测点做测量。

(2)光学测距：目前光学测距已被取代，但是其功能可以做为断面测量，精度依不同测量方法介于1：500～1：1000。主要特性为便宜、使用快速且坚固，可用于具危险性的环境。缺点为精度有限，劳力密集且由人工记录，被测体需要一定的照明。

(3)雷射测距：主要特性为便宜且操作简单，应用于不同的用途皆能有良好的精度。缺点为人工操作且须手动记录，必须遵守雷射安全规范。

(4)摄影测量：由于数值资讯的发展，摄影测量可由单相摄影或是双相摄影连成快速且非接触式的影像数值资料记录。运用非量测型照像机或是量测型照像机于现地快速取得照片，再由实验室做后置处理及分析。摄影测量的成果可提供一完整的档案资料库，在任何时间皆可调出档案视需要进行再次的测量，精度高且相片资料取得快速。其缺点为需要有专案的人具退行资料分析且需要昂贵的分析设备；在现场必须要有均匀的照明，而在建立测量标点时多需要昂贵的量测型照相机。

(5)光切法测量：近年来在摄影测量中最重要的发展便是光切法测量，光切法测量是以平面光投射至待测物体，受到投射的部位具有明显的亮带与暗带，可显示出待测物体的断面形状，利用各种形式的照相机做摄影，经过分析即可得知断面的数值资料。

2.2全自动式

（1）免反射棱镜电子测距仪：一般的电子测距仪受限于反射棱镜，因此无法测量断面上所有的点；而免棱镜电子测距仪由厂商的改良，增加自动化测量的设备并视需要可扩充，如伺服马达驱动定位装置可依照设定的角度自动旋转进行测量，以及附带后级处理系统，自动收集资料并做后处理，达到快速完成断面测量，且能测得以往受限于反射棱镜所无法测量到的断面点。操作简单，测量速度中等且全自动记录资料，非常适合隧道断面测量。主要的缺点为设备昂贵，且使用在隧道的外的场合其精度并不高。

（2）自动化经纬仪：将经纬仪的望远镜头改良为CCD (Charge Coupled Device，感光耦合元件)镜头，加上布置一系列可识别的标准，经由设定，经纬仪可以由标准至标准自动观测。优点为精度高且能够自动运作，缺点为测量速度相对较慢，需要设定，昂贵且不适合用于隧道测量。

（3）光学三角测量：将光学测距仪加以改良，使用CCD线性感应器，经由电眼系统，使得观测速度可连到每秒100点以上，精度可连到+/-2mm，超过隧道测量所要求的精度。测量速度快，可自动记录，坚固但是轻便，必须符合雷射使用安全规范。

（4）轨道测量率：于轨道载具上架设一定数量的相机以及仪器，一边移动一边测量，具有一定的照明。主要用途为检查隧道净空以及轨道周边的建筑界线是否符合标准，测量速度极快但只适用于特殊状况而且十分昂贵。

（5）数位摄影测量：数位摄影测量是一种简单又实用的量测技街，藉由现地所拍摄的相片可以获得监测标的物三维坐标，进而推算出被测物的位移量，因此常用以评估大坝、隧道、地下结构物、边坡与挡土结构物的安全性。本技术具有不妨碍工地施工，以及所需工作时间短暂的情况下，迅速完成况地量测，其简单且高效率的量测过程使得本技术特别适用于施工现场。

3总结

隧道测量是工程测量最困难的一项，在很多方面因受种种因素影响而与地面测量有所不同，由于在地下施工，隧道内受到施工的妨碍，空气浑浊致视线不良，隧道内温度较高等因素皆是。以致精度必受影响而降低，所以地面上的测量控制精度务必准确，以地面高华度的控制作为基础，引测至隧道内。本文针对隧道测量技术分别阐述了测量技术，即手动测量法和自动测量法，为以后的实际工作提供了理论依据。

参考文献：

[1]李哲伟.油气管道穿越工程隧道施工测量技术探索[J].石油天然气学报.2012年第11期

篇4

关键词：隧道；测量原理；测量技术

Abstract: the measurement of tunnel excavation and construction is a very complex process, the tunnel excavation section requirement is very strict, not only limited to the construction unit for controlling the overbreak quantity, but also pay attention to the control of construction management of excavation section, so the measurement work is also very important. The cross section measurement principle and measurement technique, two points are briefly discussed.

Keywords: tunnel; measurement; measuring techniques

中图分类号：U452.1+7文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012

现阶段，我国隧道工程技术面临着巨大的挑战，例如，施工环境的恶劣或者设计理论的不完善都会影响到测量工作的正常实施。隧道断面的开挖无论使用钻炸或机械工法，其开挖范围的管理值完全由隧道断面测量所控制。然而扩大断面导致的超挖量增加，更增加后续回填灌浆作业的数量；然而灌浆作业良好与否势必影响隧道的工程品质，而增加的混凝土数量，也使施工单位不易掌握其成本控制。故测量隧洞开挖的情况非常重要，了解开挖断面是否有超挖或是少挖的状况。且根据开挖数量，施工单位也可以快速掌握成本，期盼能提升隧道断面施工品质与水平，承包商能经济且快速达成开挖符合设计断面的目标。

一、隧道断面测量原理

测量的意义为测定地球表面上及其附近各点间的相关位置，故测量的基本原理在于应用各种方法以求得“点”的关系位置，通常皆由地面上已设立且经确定相关位置的点测定出新点的位置。此等新点可作为定出其他新点的基点，如此不仅可求得欲测各点的相关位置，且可标示于图上，由图上各点连成线面，并绘成所需的图集。以下将各种定出新点的方法归纳为五种，分述如下：

(1)导线法(traversing)

若A、B 两点为基点，求新点C 的位置，可测量角CAB 的角度及量AC 的距离，定出C 点，此法即为导线测量中所用的方法。

偏角法(method of deflection angle)

以A、B 两点为基点，C 为新点，AC 点间的距离无法量时，可测角CAB 的角度再量BC 距离也可定出C 点的位置，但此法可能产生C 与C’两种结果，应参考实地情形，选择适用的一种，此法因有此顾虑，于测量上较少应用，仅见于细部测量及曲线测设的偏角法。

(3)支距法(offset method)

以A、B 两点为基点，欲求新点C 的位置，可由C 点做垂直于AB 线的直线CD 并量其距离，称为支距(Offset)，再量AD 或BD 的距离，即可定出C 点的位置。此法常用于细部测量。

(4)前方交会法(forward intersection)

以A、B 两点为基点，C 为新点，亦可测量角CAB 角CBA 两角度，而定得C 点的位置。如果B 点或A 点不能架设仪器，则可测量角CAB 角ACB 角CBA 或角BCA 等组角度，求得C 点位置。此法即为三角测量中所使用的方法。

(5)后方交会法(resection)

以A、B、D 三点为基点，C 为新点，可测两角。即可求得C点。此法应用于三角测量及平板仪测量的后方交会法。

二、隧道断面测量技术

2.1 手动式

(1)经纬仪、电磁波测距或电子测距仪：一般而言，经纬仪负责测量角度，电磁波测距(EDM)用以测量距离，然而为了因仪器的功能性，多将测角与测距功能结合在一起发展，如电子测距仪或是全测站仪。测量所得的点皆以x、y、z 坐标表示，其测角的精度可达1 秒，测距精度可到正负1 至10mm。主要特性为可在现场执行资料的收集与处理，潜在精度高。其缺点则是若要达到理想观测状况而逐点测量，将会花费大量的时间，故多取具代表性的测点做测量。

(2)光学测距：目前光学测距已被取代，但是其功能可以做断面测量，精度依不同测量方法介于1：500～1：1000。主要优点为便宜、使用快速且坚固，可用于具危险性的环境。缺点为精度有限，劳力密集且由人工记录，被测体需要一定的照明。

(3)雷射测距：主要特性为便宜且操作简单，应用于不同的用途皆能有良好的精度。缺点为人工操作且须手动记录，必须遵守雷射安全规范。

(4)摄影测量：由于数值资讯的发展，摄影测量可由单相摄影或是双相摄影连成快速且非接触式的影像数值资料记录。运用非量测型照像机或是量测型照像机于现地快速取得照片，再由实验室做后置处理及分析。摄影测量的成果可提供一完整的档案资料库，在任何时间皆可调出档案视需要进行再次的测量，精度高且相片资料取得快速。其缺点为需要有专案的人具进行资料分析且需要昂贵的分析设备；在现场必须要有均匀的照明，而在建立测量标点时多需要昂贵的量测型照相机。

(5)光切法测量：近年来在摄影测量中最重要的发展便是光切法测量，光切法测量是以平面光投射至待测物体，受到投射的部位具有明显的亮带与暗带，可显示出待测物体的断面形状，利用各种形式的照相机做摄影，经过分析即可得知断面的数值资料。

2.2 全自动式

（1）免反射棱镜电子测距仪：一般的电子测距仪受限于反射棱镜，因此无法测量断面上所有的点；而免棱镜电子测距仪由厂商的改良，增加自动化测量的设备并视需要可扩充，如伺服马达驱动定位装置可依照设定的角度自动旋转进行测量，以及附带后级处理系统，自动收集资料并做后处理，达到快速完成断面测量，且能测得以往受限于反射棱镜所无法测量到的断面点。操作简单，测量速度中等且全自动记录资料，非常适合隧道断面测量。主要的缺点为设备昂贵，且使用在隧道以外的场合其精度并不高。

（2）自动化经纬仪：将经纬仪的望远镜头改良为CCD(Charge Coupled Device，感光耦合元件)镜头，加上布置一系列可识别的标准，经由设定，经纬仪可以由标准至标准自动观测。优点为精度高且能够自动运作，缺点为测量速度相对较慢，需要设定，昂贵且不适合用于隧道测量。

（3）光学三角测量：将光学测距仪加以改良，使用CCD 线性感应器，经由电眼系统，使得观测速度可达到每秒100 点以上，精度可达到±2mm，超过隧道测量所要求的精度。测量速度快，可自动记录，坚固但是轻便，必须符合雷射使用安全规范。

（4）轨道测量率：于轨道载具上架设一定数量的相机以及仪器，一边移动一边测量，具有一定的照明。主要用途为检查隧道净空以及轨道周边的建筑界线是否符合标准，测量速度极快但只适用于特殊状况而且十分昂贵。

（5）数位摄影测量：数位摄影测量是一种简单又实用的量测技术，即由现地所拍摄的相片可以获得监测标的物三维坐标，进而推算出被测物的位移量，因此常用以评估大坝、隧道、地下结构物、边坡与挡土结构物的安全性。本技术具有不妨碍工地施工，以及所需工作时间短暂的情况下，迅速完成况地量测，其简单且高效率的量测过程使得本技术特别适用于施工现场。

三、总结

隧道测量是工程测量最困难的一项，在很多方面因受种种因素影响而与地面测量有所不同，由于在地下施工，隧道内测量受到施工的妨碍，空气浑浊致视线不良，隧道内温度较高等因素的影响以致精度降低，所以地面上的测量精度务必保证，即以地面高精度的控制作为基础，引测至隧道内。本文针对隧道测量技术分别阐述了测量技术，即手动测量法和自动测量法，为以后的实际工作提供了理论依据。

参考文献：

[1]李哲伟.油气管道穿越工程隧道施工测量技术探索[J].石油天然气学报.2012 年第11 期

篇5

关键词： 岩石隧道， 施工技术测量技术，

1隧道工程测量

隧道施工测量是在隧道工程的规划、勘测设计、施工建造和运营管理的各个阶段进行的测量。为保证隧道能按规定的精度正确贯通及相关的建筑物与构筑物的位置正确，从而要求：规划阶段，提供隧道选线用的地形图和地质填图所需的测绘资料；勘测设计阶段，在隧道沿线布测测图控制网，测绘带状地形图，实地进行隧道的洞口点、中线控制桩和中线转折点的测设，绘制隧道线路平面图、纵断面图、洞身工程地质横断面图、正洞口和辅助洞口的纵断面图等工程设计图；施工建造阶段，根据隧道施工要求的精度和施工顺序进行相应的测量，首先根据隧道线路的形状和主洞口、辅助洞口、转折点的位置进行洞外施工控制网和洞口控制网的布没及施测，再进行中线进洞关系的计算及测量，随隧道向前延伸而阶段性地将洞内基本控制网向前延伸，并不断进行施工控制导线的布测和中线的施工放样，指导并保证不同工作面之间以预定的精度贯通，贯通后进行实际贯通误差的测定和线路中线的调整，施工过程中进行隧道纵横断面测量和相关建筑物的放样，以及进行竣工测量；在施工建造和运营管理阶段，定期进行地表、隧道洞身各部位及其相关建筑物的沉降观测和位移观测。

2 隧道的概念

隧道通常指用作地下通道的工程建筑物。一般可分为两大类，一类是修建在岩层中的，称为岩石隧道；一类是修建在土层中的，称为软土隧道。

3 围岩情况

隧道是穿越山岭修建的工程结构物，它与周围的岩(土) 体 (一般简称为围岩) 有密切关系，互相影响、互相作用。不同的围岩在修建隧道时会有不同的地质现象，会表现出不同的稳定性。导流泄洪洞位于右岸，进出口基岩，岸坡较陡，边坡稳定。隧洞围岩多位于基岩裂隙水位以上，围岩主要为黑云母斜长片麻岩和黑云母花岗岩。导流泄洪洞洞线围岩以Ⅱ类为主，Ⅲ类次之。Ⅱ类围岩坚固系数．厂=8，单位抗力系数 忌 o =6 0 MP a／c m。I I I 类 围岩坚固系数厂=5，单位抗力系数晟 o =4 0 MP a／c m。

4 隧道施工测量技术

4 ． 1 一般规定

1 ) 控制测量的精度应以中误差衡量，最大误差( 极限误差)规定为中误差(每一测量组中各误差的平方之和的平均值再开方)的两倍。

2 ) 隧道施工时应做好下列工作：

a ．长隧道设置的精密三角网或精密导线网，应定期对基准点 和水准点进行校核；b 、 洞外水准点、中线点应根据隧道平纵面、隧道长度等定期进行复核洞内控制点应根据施工进度设定。例如：涧峪水库导流洞输水洞工程：洞外控制分别在导流泄洪洞及输水洞进出口布设G P S C级控制网，共计控制点 15个： 其中平面控制点 8个( Ⅲo l， Ⅲo 3，Ⅲo 5，I l l o ~，Ⅲo 7，I I I o 6，I l l l o，I l l 1 1 ) ； 水准控制点 5个( ⅢS 吆，Ⅲ ， Ⅲ ，Ⅲs l 0，ⅢS t 1 )， 施测时按相关规范要求进行。 在洞进出口依据设计坐标以三等 G P S控制网为基础建立进出口控制网，其控制点尽量纳入G P S 控制网内。进出口附近控制点布设时应依照有利于施工放样及测设洞口点的原则进行。用三级网点及洞口的四等网点组成附合导线， 对隧洞分别进行横向贯通中误差的计算，以求得洞外控制点因测角误差和测边误差所产生在横向贯通面上的中误差。

3 ) 洞内施工隧道测量，桩点必须稳定、可靠，且通视良好。水准点应设于不易损坏处， 并加以妥善保护。测量仪器、工具在使用前应作检校，保证仪器具的技术状态符合使用要求。

4 ) 隧道平面控制测量的精度、隧道内两相向施工中线在贯通面上的极限误差、由洞外和洞口内控制测量误差引起在贯通面产生的贯通误差影响值、洞内导线测角、量距的精度以及两洞口水准点间往返测高差不符值，均应符合规范规定。

4 ． 2 洞内控制的布设

洞内控制分为基本导线和施工导线，基本导线边长100m，用来传递坐标；施工导线起于基本导线，用来指导掘进方向。基本导线精度为四等，施工导线精度为五等，施测时按规范要求进行。基本导线和施工导线要转化为以洞轴线为 y轴的轴系坐标系( 三度带坐标系用X，y表示，轴系坐标用X ，y表示， 轴系坐标中的x 值为控制点偏离轴线值，y 为点的设计桩号)。以进行洞轴线纠偏值的计算，然后转换成三度带坐标，再利用统计回归的办法( f x 一4 5 0 0 p计算机内程序) 对其进行直线的拟合计算，使6位6位其相关数满足±1．o o o o o o 及 ±0、9 9 9 9 9 9的精度要求，来证明洞轴线的正确性。施工过程中随时利用计算结果对洞轴线进行纠偏，以确保隧道的贯通精度。

4 ． 3 高程控制

洞内高程控制路线按四等水准精度作业。每两个标石为一 个测段， 每个测段往返观测， 并计算往返高差，再取均值，直到贯通。施测时采用徕卡 ~' 7 0 2全站仪高程往返测量，北光 D 6 3自动安平水准仪按闭合式水准路线复核，施测采用三丝法读数，以便校核。

4 ． 4 纵横断面的施测

洞口明挖部分每 5 m测设横断面一个，测设时沿洞轴方向每5 m布设基点一个，再在基点位置沿垂直于洞轴方向测量原始地貌，并绘制成图，最后套上设计断面计算开挖方量。洞内横断面按相关技术规范及监理部要求，每 5 m测量一个断面( 进出口断面变化频繁的部位可依据实际情况而定)，并提供测量成果，测量 时采用 J 2经纬仪定向，DS 3水准仪进行顶部及底部高程测量，侧向用5 m塔尺配合钢卷尺丈量，并认真详实记录成果资料，最后绘制成图。纵断面以单元工程( 5 0m) 为一个测绘区段，沿轴线方向每 5 m用D 63 水准测设一组高程( 上下各一个)，并测绘成图。

4 ． 5 贯通后的竣工测量

隧道竣工后应提交贯通测量技术成果书、贯通误差的实测成果和说明、净空断面测量和永久中线点、水准点的实测成果。例如：导流泄洪洞横向、纵向贯通误差计算：1 ) 已知： D A~D B的方位角为 3 7。 1 74 O．5 3， D A的坐标 X：3 8 0 37 3 3．0 0 0 ；Y：3 7 83 7 3．5 0 0 。2 ) 轴系坐标的建立。以D A为原点旋转 一5 2。 4 21 9． 4 5( 即旋转角Z=一5 2。 4 21 9． 4 5 )， 建立以洞轴线为 y轴的轴系坐标。设 D A的桩号为 0 +0 0 0。3 ) 横向、纵向贯通误差计算。

篇6

关键词：隧道工程、测量方法、检测技术、误差

中图分类号：U45 文献标识码： A 文章编号：

随着隧道工程领域的日趋完善，测量与检测工作也变得异常重要，其中测量能够保证整个工程施工的质量与进度，检测则对整个隧道工程的安全至关重要。横向贯通误差是测量中最重要的一个技术指标，工程测量的精度其实也就是指横向贯通误差的程度。其中，地表控制测量、联系测量及地下导线测量产生的误差是造成横向贯通误差的重要因素。而检测的重要指标则是衬砌混凝土的强度和内部质量。

地表控制测量精度分析

隧道施工的第一步就是进行地表控制测量，在这一过程中，影响测量精度的主要原因有两部分：

近井点坐标的误差。这个误差将被地下导线与联系测量传递到贯通面。严格来讲，它对贯通误差在数值上的影响相当于在同一个隧道中开挖段洞口点相对误差的椭圆在贯通面上面的投影。对贯通误差造成影响不是绝对误差，而是控制网的相对误差。如果把这个问题简化来讲就是，把隧道的一个洞口看作是固定的点，另一个洞口相对于这个点的误差不大于控制网中最弱的那个点的点位误差。所以，最弱点的点位误差在一定情况下，可以当做控制网点的坐标误差对贯通误差造成的影响。

地面控制网边方向的误差。这种误差是通过地下支导线或者联系测量来表现出来的。不管采用什么方式进行联系测量，地面控制网边起始的方位误差造成的影响对于贯通误差来说都是一样的。在控制网中，某一边的方向误差，可以当做是这一边在垂直方向上的控制网的边长误差，如果用相对误差来计算，这个数值小于等于控制网最弱边的相对误差，所以能够对控制网最弱变上的相对误差进行精度要求。

联系测量精度分析

在隧道的施工过程中，如果地下导线的长度增加，起始方位角对于贯通误差的影响也会增加。若开挖的方式是平洞或者斜井，地面控制方位角就是地下导线的起始位置，这个误差会对贯通误差造成一定影响。若开挖的方式是竖井，，需要通过测量才能得到地下导线的起始方位角与始点坐标。联系测量对横向贯通误差的影响具体表现为：

如图，这是一个进行联系测量的竖井。在测量过程中，需要在井筒里悬挂两根钢丝O1、O2，在地面上测出角度ω和联系三角形AO1O2的边长及夹角α，再通过计算就可以得到A1的坐标和方位角的大小，这个数值就是地下导线的起始点和其实方向。

根据几何知识，也就能够确定A1坐标和里面的误差。这个误差和地面控制点误差对隧道贯通的影响相同。

地下导线测量精度分析

地下导线测量误差主要是由地下导线转角和地下导线边长度的误差造成的。在隧道贯通之前，支导线就为地下导线，如此，可以用公式表示：

在直线型的隧道中，通常还会设有等边直伸导线，这个贯通误差则完全是由测角误差决定的。在曲线型的隧道中，测距和测角的误差都会对贯通误差造成影响。然而不管是直线型还是曲线形，导线边长的测量误差对于贯通误差的影响都是独立的，这个数值和这条边在贯通面上面的投影成正比关系，和这条边在导线上的位置没有关系。导线转角所处位置的测量误差对于贯通误差的影响是有规律的，与贯通面的距离越大，转角的测量误差产生的影响就变大，这个数值和角顶点与贯通面的垂直距离是正比关系。提高导线转角测量精度和导线边长度，可以使贯通误差减小。

隧道工程的检测技术

1、检测技术指标

衬砌与喷锚支护是隧道支护结构的重要组成，喷锚支护主要是指喷射混凝土支护与锚杆支护。锚杆的施工是十分隐蔽的，场地条件、施工工艺、底层结构和施工现场的管理水平都会对此造成影响，所以，对施工锚杆的质量检测是十分必要的；在喷射混凝土的过程、外加剂和拌和料的拌匀、称量、水灰比的配比方面、洒水养护和喷射作业过程都是随机进行的，强度差异往往会非常大，所以，检测喷射混凝土的强度也是检测施工质量的必要步骤。综合这些因素，喷射混凝土强度、衬砌混凝土内部质量和强度、砂浆的饱满度和锚杆的长度，都是检测隧道工程质量过程中的重要指标。

检测方法与手段

如今一般都采用无损技术对工程质量进行检测。这种检测技术是指在不损害构件性能与工程结构的条件下，通过对某些物理量的测试，半段结构或者构件是否达到标准。无损检测技术与常规检测方法相比，有随机性、现场检测、没有破坏、远距离探测等许多优势，而且通过此种方法的得到的结果可以连续采集，最后运用数学和物理的方法进行分析，推断的结果比较精确，弥补了传统方法上的不足。

法测锚杆质量的检测

当锚杆的形状为直径远远小于锚杆长度的柱体时，可以使用一维杆件理论这种弹性波中的方法对锚杆进行分析。混凝土与锚杆是混合在一起的，和周围的岩石相比，弹性波阻抗有非常大的差异。在对锚杆进行无损检测时候，可以吧锚杆当做是一件一维弹性杆件，。在这种理论基础上，检测时候，就会在锚杆的底部部位发射一种高频的应力波，这种波会随着杆体传输到锚杆末端，并且渗透到周围的岩石和砂浆之中，在遇到锚杆末端波阻抗变化界面和注浆密度差的时候将会产生反射信号，这个信号被接收器接受，接收装置通过对入射信号、反射信号的分析，得出砂浆密实度、锚杆长度、缺浆部位等多方面的具体信息。

（2）喷射混凝土质量的检测

喷射混凝土的表面都是很粗糙的，通常使用应用贯入法，测定喷射混凝土的强度。这种方法是在恒定的压力下把有特殊记号的射钉打入需要被检测的混凝土中，根据射钉进入的深度计算喷射混凝土的强度。这种方法还能都对砌体水泥砂浆的强度进行检测。

这种检测方法的实验原理是这样的：发射枪对混凝土表面发射钢钉，在推力的作用下，钢钉以很高的速度进入混凝土中，在这个过程中，钢钉与混凝土的摩擦消耗掉了一部分能量，另一部分能量则拥有与对混凝土进行积压破坏，到钢钉停止运动，所有的动能都被吸收，由于这个动能是固定的钢钉的大小和机械性能也不会发生改变，根据力学知识，可以通过抗压强度与贯入深度的关系式来衡量混凝土的强度。

衬砌混凝土质量的检测

对于衬砌混凝土，一般使用地址雷达进行检测。雷达发出的电磁波在介质中间传播时，电磁波强度、波形特征和路径都会根据介质本身的性质而发生变化，通过接收器对输出波的幅度、形态和传播时间进行分析，就可以确定衬砌混凝土的强度了。

总结

隧道工程的测量和检测对隧道能否被应用十分重要。在实际的施工过程当中，选择合适的测量方法，不仅能够节省时间物力，还能够保证隧道质量。当然，隧道工程的每一项项目，也都要严密准确的检测之后才能投入使用。也正是测量技术与检测技术的有机结合，才能保证每一座隧道工程安全顺利实施。

参考文献：

[1]韩静玉.隧道工程洞内测量控制方法及精度控制方法分析[J].铁道勘测.2010（11）:4―7.

[2]陈廷华.隧道工程无损检测技术理论与方法研究[J].工程质量.2007（5）:16―19.

[3]张业锋.探地雷达在隧道工程检测中的应用分析[J].科学之友.2010（1）:66―67.

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Abstract： That based on the measuring method of GPS has the advantages of high precision， fast observation speed， complete functions， easy operation and all-weather and global observation. Meanwhile， it has the merits of choosing site flexibility； netting distributed conveniently without the limitation of visibility， so it having been wide applied to the survey project of super-long tunnel. Citing the tunnel of Wushui-yangjiao in Xingyu， this paper introduces application of plain control survey and the requirement of technology outside the Yangjiao tunnel by static technology of GPS， demonstrating the practical application of super-long tunnel with GPS. Lastly， from the conclusion the beneficial reference meaning to some workers in this walk can be obtained.

关键词： 精度高；隧道；GPS；控制测量

Key words： high precision；tunnel；GPS；control survey

中图分类号：U452.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）15-0206-03

0 引言

GPS是全球定位系统（Global Positioning System）的英文缩写，是以卫星为基础的无线电定位系统，是目前世界上最先进、最完善的卫星导航与定位系统，它不仅具有全球性、全天候、实时精密三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。在测量领域，GPS测量系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。隧道一般在山区，地形复杂，常规方法难以施测，而GPS静态定位技术拥有不受通视条件限制和网形要求较低等优势，因此目前在隧道测量中采用GPS静态定位技术是一种通用方法。

1 工程概况

羊角隧道地处重庆至长沙公路武隆至水江段工程内，是国家重点干线公路宁波至樟木公路的重要组成部分，也是重庆市“二环八射”，主骨架公路网中的重要射线之一，位于重庆市东南部武隆县白马镇境内，该隧道为特长双洞单向行车隧道，右线全长6676m，起止里程为YK21+500-YK27+835，左线全长6655m，起止里程为ZK21+068-ZK27+723。隧道穿越山脉呈脊状，受构造控制多沿南北向展布，一般地面标高为500-1200m，相对高差多在200-800m。山上树木茂盛，地形复杂，植被丰富，行走不便，常规测量布网困难，通视条件极差。经必选，决定采用GPS测量系统进行控制测量。

2 GPS测量

2.1 作业依据和设备 作业依据和执行技术标准为：①《全球定位系统（GPS）测量规范》GB/T 18314-2001。②《公路全球定位系统（GPS）测量规范》JTJ/T066-98（简称《公路（GPS）规范》。③《公路勘测规范》JTJ061-99。④羊角隧道平面图，进出口场地布置图。

采用设备：四台套Smart2001AS GPS单频接收机，笔记本电脑1台，对讲机4部。GPS接收机在作业前均在仪器检查中心进行了检测，其性能和精度均符合标称精度（平面5mm+1ppm，高程10mm+1ppm）和规范要求。

2.2 布网方案 根据羊角隧道的走向及隧道洞口投点的要求和实际情况，先在已有平面图上进行选点并作优化设计，经实地踏勘，最终确定点位（羊角隧道GPS控制网布设图见图1）。

根据JTJ/T066-98的规定和实际情况：①每个洞口至少布设3个控制点，各三点控制点的间距不少于500m，并且至少有个通视方向，以便检核。②控制点应尽量沿洞口连线方向布设，以减少横向贯通误差。

根据GB/T 18314-2001的规定和实际情况：①应远离大功率的无线电发射装置，其距离不应小于200米，以避免电磁场对GPS信号的干扰。②附近不应有大面积水或者强烈干扰卫星信号接收的物体，已减弱多路径效应的影响。③点位应设在便于安装接收设备，视野开阔的较高点上。目标要显著，视线周围15度以上不应有障碍物的遮挡，以减少信号被遮挡或者障碍物吸收。故控制网布设如图1所示大地四边形网内插三角形网。

2.3 具体施测 根据GPS卫星星历预报制定GPS外业观测计划，进而进行作业调度。以外业观测计划。测区的近似纬度，作业日期为依据分别计算出各时段内的可见卫星直方图和精度因子图，选择最佳的观测时段，避开不利的观测时段。采用四台套Smart2100AS单频接受机进行同步静态观测，观测历元间隔15°卫星高度截止角>15°PDOP值

野外观测时，天线安置严格整平、对中、在天线板上互隔120°的三处量取天线高，互差少于3mm，并在观测前后各量一次取中数。同步观测时确保接收机开机和关机时间的同步，及时的填写观测手簿。观测过程中，注意数据的接收情况，如卫星个数、信噪比、精度因子变化等。

每天测量完成后，应及时的将观测数据传输到笔记本电脑里，并进行基线的平差计算和同步环闭合差的检查，以确保数据的安全性。

3 GPS数据处理

羊角隧道GPS观测共搜索到最小独立同步环15个，最小独立异步环16个，重复基线7条。

3.1 基线向量的质量检核

3.1.1 同步环闭合差检核 基线自动组成15个同步环，各闭合环的X，Y，Z方向和全长绝对闭合差和相对闭合差均小于相应的限差要求。同步环各分量闭合差Wx，WX，WY，WZ？燮±■？滓，全长坐标闭合差W？燮±■？滓。

其中，n―同步环的边数；σ―相应等级规定的精度即弦长标准差（mm），？滓=■；a―固定误差（mm）；b―比例误差（ppm）；d―相邻点间的距离（km）。

经分析计算15个同步环中最大相对闭合差为2.87ppm，即1/348432。该同步环由：G4─GPS17─G5─G4基线边组成，总长10872.7647m。经计算该同步环Wx、Wy、Wz均小于■？滓，全长坐标闭合差W=10.40mm，小于限差12.42mm。

3.1.2 异步环闭合检核 共组成16个异步环，各闭合环X、Y、Z方向和全长绝对闭合差和相对闭合差均小于相应的限差要求。异步环各分量闭合差VX；VY；VZ？燮3■×？滓，全长标闭合差V？燮3■×？滓。

经分析计算，16个异步环中，最大相对闭合差为6.96ppm即1/143678。该异步环由G5─GPS16─G4─G5基线边组成，总环长为6360.7967m，经计算该异步环全长坐标闭合差V=14.76mm，小于限差131.13mm。

3.1.3 重复边较差检核 全网共有6条重复基线，重复基线长度较差ds均小于相应允许较差，即ds？燮2■？滓 6条重复基线中相对误差最大值为8.18ppm，SW409-SW408边长为759.557m。

经计算SW409-SW408重复边长较差允许值2■？滓=30.26mm，即ds=6.21mm

从以上几次检核可知，GPS外业数据质量可靠，同步环，异步环坐标闭合差，重复边较差均满足《公路GPS规定》规定的限差要求。

3.2 GPS控制网平差及精度分析

在各项质量检查符合技术要求后，进行WGS-84坐标系中的三维无约束平差。在无约束平差中，应先检验观测值中误差，单位权中误差，观测值改正数，确定异常观测值，并对其进行检查和分析，决定弃舍。

以三维无约束平差确定的有效测量值为基础，以GPS14，GPS16，GPS17等3点作为基准点，进行二位约束平差，平差结果统计见表1。

从表1知：GPS网二维约束平差结果，说明GPS网复测精度达到二级以上GPS网的精度要求，满足《规范》要求。

4 贯通误差初步分析

隧道总的贯通误差主要有两个方面，即洞外控制测量和洞内导线测量引起的误差，在工程实践中，常常将地下两相向开挖的导线测量误差及洞外GPS测量误差均作为独立因素。

由于GPS定位技术能够直接测定控制点的相对位置，而不是依靠传统的测量角度和边长来算坐标，所以采用GPS定位技术做隧道的洞外控制测量，其隧道的贯通误差主要是定位点坐标引起的测角误差和测边误差。

因为设计的隧道长为6676m，所以横向贯通误差为 45mm，另外边长相对中误差为1/3500，因此由公式：

mq=±■（1）

可得到mβ=±3.39″>2.0″，结果表明按精度指标进行施测可满足贯通要求。其中，mq为隧道洞外贯通误差，l为隧道长度，mβ为洞外测角精度，ml为测边误差，ρ为206265（表2）。

5 结束语

GPS具有很高的相对定位精度，观测速度快，功能齐全，操作简便，全天候、全球性作业等显著特点。另外GPS控制网选点灵活，布网方便，对GPS网的几何图形也没有严格要求，基本不受通视、网形的限制，特别是在地形复杂、通视困难的测区，更显其优越性。应用于隧道控制测量具有较大的经济效益和社会效益，特别是在长达隧道平面控制测量中用GPS代替常规测量方法是必然趋势。

羊角隧道洞外控制测量采用GPS静态等位技术，从踏勘选点、布网埋石、野外观测到内业计算仅历时4天。与常规控制网测量方法相比较，效果显著，精度可靠，为隧道的提前进洞提供了有力的保障，为GPS在等级隧道控制测量的推广运用累积了经验。

参考文献：

[1]聂让.高等级公路控制测量[M].人民交通出版社，2001（10）.

[2]聂让，许金良，邓云潮.公路施工测量手册[M].人民交通出版社，2003（4）.

[3]胡伍生，高成发.GPS测量原理及其应用[M].人民交通出版社， 2004（7）.

[4]中华人民共和国交通部.JTJ 061-99，公路勘测规范[S].2003（8）.

[5]中华人民共和国交通部.JTJ/T 066-98，公路全球定位系统（GPS）测量规范[S].2001（2）.

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关键词：隧道 监控测量

0 引言

隧道监控测量是新奥法施工的重要技术控制手段之一，其结果主要用于对隧道施工方法的可行性、设计参数的合理性进行评价，帮助施工技术人员全面了解隧道施工实际围岩级别和变形特性，从而达到对隧道二次衬砌的施作时间的正确选择，隧道监控测量是保障隧道建设成功必不可少的手段。本文结合重庆路岳家沟隧道实例，对隧道监控测量的布设、方法和频率进行了介绍，并对测量结果和信息反馈进行了分析。

1 工程概况

四川“5.12”大地震后，重庆市对口支援崇州市灾后重建工程——重庆路岳家沟隧道，位于崇州市怀远镇宝峰村至道明镇斜阳村之间，为一座单洞公路短隧道，其全长480m。该隧道平面位置部分处于直线段上，部分处于曲线段上，属浅埋隧道，最大埋深仅为102.5m。

地质方面，该隧道穿越地层主要为白垩系上统灌口组泥岩、强风化岩、强风化泥岩，层间结合较差，隧道穿越老场正断层及羊角背斜，主要为V、Ⅳ级围岩，地下水贫乏，无岩溶等不良地质，但该隧道受地震影响，内部情况不明确，且进出口存在顺层坍塌等不利因素。

2 隧道监控测量的目的

隧道监控测量的主要目的是提高隧道自身及其施工的安全性、修正设计参数、指导施工、积累建设经验。

3 岳家沟隧道必测项目测点布置、测量方法及测量频率

3.1 测点布置和测量方法

3.1.1 必测项目

3.1.1.1 施工地质及支护状况观察与描述 在隧道掌子面爆破后和初喷之后，施工人员须要进行肉眼观察、使用地质罗盘和锤击检查，同时对其进行描述和填表，记录下围岩中的地质情况：岩性、岩层产状、裂隙、地下水情况、围岩完整性与稳定性。现场可以判断围岩级别是否和设计情况吻合，有条件的应采用拍照摄像，同时测量出地下水的流量；并监控围岩的支护效果。5～10m填写一张围岩施工地质记录卡片。

3.1.1.2 拱顶下沉测量 拱顶下沉测量是在隧道开挖毛洞的拱顶及轴线左右各2～3m共设3个带挂钩的锚桩，测桩埋设深度30cm，钻孔直径φ42，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头需设保护罩。该测量通过一个测量相对基准点，用精密水准仪和测微器、配合铟瓦合金尺用倒尺法测量拱顶下沉。岳家沟隧道在洞顶K0+165、K0+385两断面（隧道里程）附近分别布设15个测量点。

3.1.1.3 周边收敛位移测量 隧道开挖以后，在预设点的断面，沿隧道周边部位分别埋设测线、测桩，测桩埋设深度30cm，钻孔直径φ42，用快凝水泥或早强锚固剂固定，测桩头设保护罩。测线每断面布设上下2条、测桩每断面2对共4根。采用钢尺式周边收敛仪来测量周边收敛变形。

3.1.2 选测项目 隧道选测项目监控测量断面布置

3.1.2.1 锚杆轴力测量 锚杆轴力计安装与拱架应力计安装基本相同，在锚杆待测部位并联焊接钢筋计，焊接时应对轴力计采取降温措施。

3.1.2.2 隧道洞口浅埋段的地表下沉测量 根据岳家沟隧道施工现状，隧道进出口浅埋段各布测1个地表下沉测量断面，每个断面各布置9个地表下沉测量点，采用精密水准仪和测微器进行观察。其观测结果与拱顶下沉对比，间接反映隧道的稳定及隧道拱部以上围岩的运动状况。

3.1.2.3 围岩内部位移测量 该测量是用具有3～5点钻孔伸长计的多点位移计进行测量，每一测量断面布设3～5组测点。其目的是了解隧道围岩的松弛区、位移量及围岩应力分布，为准确判断围岩的变化发展提供数据。

3.1.2.4 围岩压力的测量 围岩压力测量主要是把压力盒布设在围岩与初支中间，为了测围岩压力；另外把压力盒布设在初支与二衬之间，为了测两层支护间的压力。

在测点布设实践中要把测点分别布设在具有代表性的断面的关键部位上，同时对各测点逐一进行编号。在埋设压力盒时，应该使压力盒的受压面朝着围岩方向。在隧道壁面，如果测围岩施加给喷砼层的径向压力时，可以用水泥砂浆把压力盒固定在岩石面上，然后施作喷砼层，注意请不要使压力盒和喷砼之间存在间隙，使得压力盒与围岩受压面在一起贴紧。

围岩压力测试的主要是为了判断复合式衬砌中围岩载荷的大小，为了判断初期支护与二次衬砌各自分担围岩压力的情况。

3.1.2.5 支护混凝土内应力测量 支护混凝土内应力测量是为了了解支护衬砌内的受力状态。在衬砌的内外层钢筋中成对布设。安装前要在主筋待测部位将钢弦式应力计并联焊接上，施工中应注意在焊接中对应力计淋水降温，同时对应力计编号并记录下应力计型号，使用透明胶布将写在纸上的编号粘贴在导线上。

3.2 测量频率 岳家沟隧道每个测点测取读数的频率如表1

4 测量结果

隧道监控测量中选测项目可根据工程实际情况选择性的测量，而必测项目是为了确保在施工过程中的围岩稳定和施工安全而进行的经常性测量工作，测量密度大，测量信息直观可靠，它贯穿在施工过程中，对监测围岩稳定、指导设计和施工有着巨大的作用。岳家沟隧道在每个洞口各布设地表下沉测线1条；周边收敛在Ⅳ、Ⅴ级围岩中测量断面的间距为20～30m；在围岩变化和各类围岩的起始地段适当加密，当发生较大涌水时，V、IV、Ⅲ级围岩测量断面的间距缩小至5～10m。该工程中拱顶下沉每断面为3个测点、周边收敛每断面为上下2条测线。因其它测量项目都较易理解和操作，测量结果也较直观，因此下面只对拱顶下沉监测和周边收敛监测重点说明。

4.1 拱顶下沉监测 从监测实测数据来看，拱顶下沉量均未超出规范值。在新奥法施工中，拱顶下沉初期增速较快，一周后增速有所缓慢，随后慢慢出现基本稳定趋势，拱顶下沉累计值与时间的关系变化曲线主要是抛物线

4.2 周边收敛监测 从监测的情况来看，周边收敛量基本上都比较稳定，变形稳定时间一般在1~2周内，周边收敛变化曲线主要是抛物线见图3。

5 结语

隧道的监控测量是保障隧道建设成功的重要手段。目前隧道的监控测量技术得到了很大发展，监测内容也逐渐丰富，但是因为隧道施工的未知性和不确定性，也存在许多有待改进的地方值得我们不断探索与改进。

参考文献

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关 键 词：隧道；施工；测量；监控量测

中图分类号： 文献标识码：

1 施工测量

隧道施工测量是隧道施工过程中不可缺少的一环，这项工作进行的好坏，直接影响到隧道能否按规定精度贯通和施工放样的准确程度。

1.1 洞外控制测量

首先组织测量技术力量对设计单位提供的平面控制网和高程控制网进行复测，洞口点准确设置。外业工作完成以后，对观测数据进行初步处理，并按要求进行平差计算和进洞关系计算，然后报监理工程师批准后使用，以确保隧道的施工精度。

1.2 洞内控制测量

洞内平面控制测量主要采用导线测量。由于隧道很短，洞内不考虑设置导线点，放样使用的置镜点每50m设置一个。

（1）洞内平面控制点的选点、埋设

洞内控制点应选在通视良好，顶板或底板岩石坚固的地方，以使工作安全和控制点便于保存。洞内导线点兼作水准点使用，埋石方法、要求与洞外导线点相同。由于洞内施工和运输特别繁忙，光线较差，露出地面的标志易被破坏，导线点选择在中线的一侧，标石顶面应埋入地下10~20cm处，以坚固稳定、便于利用为原则，上面盖上铁板或厚木板，并注意不要压在金属标志上。埋设后，在边墙上以红油漆作为标志，标明点号、里程等，并以箭头指明埋点位置。

（2）洞内导线测量

洞内导线测量全部由全站仪完成，其施测方法与洞外相同，但由于洞内测量条件恶劣，为了减少折光误差的影响，应尽量选择在较凉爽的夜间和阴天进行，测站和目标都要严格对中，同时可以采用两次照准，两次读数的方法，减弱仪器、觇标置中和照准读数误差。

（3）控制测量

① 洞内水准测量精度

地面与地下控制测量对贯通误差的影响，采取等影响分配原则，公路隧道的贯通限差为70mm，其中误差为35mm，则洞内高程贯通中误差为mh=0.71×35=24.8mm，由于水准线路小于5Km，采用等外水准测量即满足精度要求。

② 洞内水准测量施测

洞内水准测量利用平面控制点、主要导线点设置为永久水准点，施工导线点设置为临时水准点。

洞内水准点在隧道未贯通之前，只能布设支水准线路，为增加检核条件必须进行多次观测和往返观测。随着隧道的掘进和水准点的延长，为满足施工放样和贯通精度的要求，先设置较低精度的水准点在施工导线点上，然后设置精度较高的水准点在主要导线点上。由于洞内通视条件差，仪器到水准尺的距离不应超过50m。

③ 洞内测距三角高程测量

洞内测距三角高程测量在全站仪导线测量时一并完成，即导线水平角测量，导线边长测量和导线高差测量一并完成。为了减少测量误差积累，导线点高程的传递通过主导线进行，施工导线点高程则由其附近的主导线点对其观测求得。

（3）洞内中线测设

在隧道开挖初期，以洞口控制点为依据，放样临时隧道中线，指导隧道的开挖方向。当隧道掘进到一定距离，洞内控制点逐步建立以后，再测设正式中线点指导隧道的衬砌施工。由于隧道位于平曲线上，临时中线点每5-10m设一点；正式中线点每50m设一点。

1.3 隧道贯通误差的测定与调整

当隧道相向开挖到贯通面时，由于受到测角、量距、水准测量等误差的联合影响，线路在中线与高程两方面均会产生实际贯通误差。

（1）隧道贯通误差的测定

在隧道贯通面任取一临时点E，分别由相向的两条导线附近的控制点测定该点的坐标，得两组坐标值（XE1，YE1），（XE2，YE2），由两边水准点测定E点高程为HE1，HE2。由此S=[（XE2-XE1）2+（YE2-YE1）2]1/2即为平面实际贯通误差。

设贯通面的方位角为αF，则实际横向贯通误差为│S.Cosα│,实际纵向贯通误差为│S.Sinα│,其中α=αF-arctg[(YE2-YE1)/(XE2-XE1)],而HE2-HE1为实际竖向贯通误差。

（2）隧道贯通误差的调整

① 平面位置调整

青山隧道位于平曲线上，因此，由曲线两端向贯通面按长度比例进行调整。由于调整只能在未二次衬砌段进行，调整长度将由未衬砌段长度确定,一般取100m。

② 高程调整

隧道贯通点附近水准点高程，采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程，其它各点按水准线路的长度比例分配，调整后作为施工放样的依据。

2 监控量测

光爆、锚喷、量测是新奥法施工的核心，为验证初期支护设计的合理性，指示施作二次衬砌设计参数及提供安全信息处理等。进行监控量测十分必要。必测项目的施测、资料整理、信息传递等由专人负责。

（1）地表下沉观测：在隧道埋深小于30m的范围内，于开挖掌子面前方30m处，每10m布置一个检测横断面。每一横断面内按4m间距，从隧道中心开始每侧各测7点。

（2）净空变形量测：量测断面按I类围岩每10米一个；II类围岩每15米一个；III类围岩每20米一个；IV类围岩每50米一个。必要时适当加密。其测点布置视施工方法而定，台阶法开挖于拱顶、拱腰、墙部共测五点（即拱顶下沉1点，水平收敛2对）。

（3）量测频率：视量测断面距开挖作业面的距离S而定，即S

（4）量测起始时间：地表下沉观测必须在洞内开挖作业面前方30m的相应里程开始；净空变形量测应在开挖爆破后设点，于24小时之内量取初始读数。

（5）量测终止时间：地表下沉观测，到仰拱施作完毕为止；净空变形量测到施作二次衬砌时为止。

（6）量测方法：地表下沉及拱顶下沉，用精密水准仪取绝对或相对高程，记录每次成果以作比较；水平收敛量测，用收敛仪测取每对测点之间的相对距离，根据每次测得结果,把信息反馈给技术主办工程师进行比较。

参考文献

[1] 孙伟、谢飞鸿.监控量测在地铁施工工程中的应用[J].河南建材,2007(6).

[2] 周慧,孙伟,霍如桃.地铁隧道施工监控量测技术的应用.科学技术与工程[J].2010.4(12).

篇10

摘要：隧道的顺利贯通，洞内控制测量至关重要，本文作者结合工作经验，对隧道洞内控制测量进行了论述，引发思考。

关键词 ：隧道贯通洞内控制测量测量方案

1 概述

隧道贯通时，贯通误差的影响值，由洞外和洞内控制测量两部分组成。由于洞外控制测量现如今多采用gps 静态观测控制网，精度高，且观测条件不利影响因素对测量精度的影响较小，易于控制，本文主要对洞内控制测量方案进行论述、分析。本文以作者主持施测的G314 国道奥依塔克镇至布伦口段公格尔隧道工程为例进行论述、分析。

2 测量方案的要求及精度

2.1 洞内导线测量。根据《工程测量规范》（GB50026-2007）规定，洞内的平面控制网宜采用导线形式，并以洞口投点（插点）为起始点沿隧道中线或隧道两侧布设成直伸的长边导线或狭长多环导线。导线的边长宜近似相等，直线段不宜短于200m，曲线段不宜短于70m，导线边距离洞内设施不小于0.2m。当双线隧道或其他辅助坑道同时掘进时，应分别布设导线，并通过横洞连成闭合环。

本次论述、分析的实例公格尔隧道全长为2.3km，根据测量规范要求，本次洞内导线测量的等级应为四等。2.2 洞内水准测量。根据《工程测量规范》（GB50026-2007）规定，洞内的高程控制测量宜采用水准测量方法。隧道两端的洞口水准点、相关洞口水准点（含竖井和平洞口）和必要的洞外水准点，应组成闭合或往返水准路线。洞内水准测量应往返进行，且每隔200~500m 应设立一个水准点。

本次论述、分析的实例公格尔隧道全长为2.3km，根据测量规范要求，本次洞内高程控制测量的等级同样分为四等。

3 测量方案的设计对比及选定

3.1 隧道洞内平面控制网布设方案设计。由于隧道内施工场地狭小，控制网布设难度较大，为了提高导线端点的精度，在不增加较多工作量的前提下，提出以下两个方案。方案一：支导线法（单导线）。传统的支导线布设方案（如下图）简单，观测工作量少，布设灵活，但由于没有多余观测和其他约束条件，在实际工作中即使发生错误也无法检查，同时随着导线长度的增加，端头点横向误差随机迅速变大。

支导线法控制点布置对隧道贯通误差预计的影响计算如下：结合洞内施工条件，洞内导线平均边长200m，从洞口至贯通面设7 个导线点，按四等导线测量技术要求，测角中误差2.5义，导线全长相对闭合差1/35000。

①测角中误差对贯通的影响：

②测边中误差对贯通的影响：因为支导线控制点基本在隧道中线附近布置，测边中误差对贯通误差的影响极小，故将测边中误差对贯通的影响忽略不计。

所以公格尔隧道支导线法布置控制点洞内测量对贯通误差的影响为±45mm。

方案二：双导线法（主副导线法）。沿洞内布置控制点形成闭合导线环，沿隧道中线布设主导线，在主导线旁靠隧道边布设副导线，构成主、副导线环，组成一个闭合导线环。观测闭合环的所有内角，进行角度检核，测量各条导线的边长，通过角度闭合差可以评定角度观测的质量和提高测角的精度，对提高导线端点的横向点位精度非常有利（主副导线网布置见下图）。

双导线法（主副导线法）控制点布置对隧道贯通的影响：

结合洞内施工条件，洞内导线平均边长200m，从洞口至贯通面设7 个导线点，按四等导线测量技术要求，测角中误差2.5义，导线全长相对闭合差1/35000。

①测角中误差对贯通的影响：

②测边中误差对贯通的影响：因为双导线导线控制点基本在隧道中线附近布置，测边中误差对贯通误差的影响极小，故将测边中误差对贯通的影响忽略不计。

所以公格尔隧道双导线法（主副导线法）布置控制点洞内测量对贯通误差的影响为±24mm。

根据以上综合分析可得出以下结论：①导线横向误差随导线延伸成递增趋势，导线越长增加速度越快，当采用双导线法方案时，横向误差精度明显提高。在上述两个方案中，支导线的精度最低，双导线法（主副导线法）精度较高。②在工作量方面，双导线法（主副导线法）较高，支导线法较低。结合以上两方面，按《工程测量规范》（GB50026-2007）中规定，本隧道洞内控制测量横向贯通中误差的限值为45mm，本隧道采用支导线法横向贯通中误差影响值已经达到45mm，故本隧道不可采用支导线法布置洞内控制点；本隧道采用双导线法（主副导线法）布置洞内控制点，经计算横向贯通中误差影响值为24mm，小于《工程测量规范》（GB50026-2007）中规定的45mm，故决定本隧道洞内应使用双导线法（主副导线法）布置洞内控制点。

3.2 隧道洞内高程控制网布设方案设计。为保证隧道竖向施工的精度，首先对隧道洞口附近至少2 个已知高程点进行附合测量，合格后方可进行后续高程测量。高程控制网布设直接利用双导线置的平面控制点，布置图见前文双导线法布置示意图。

本隧道高程测量设计为四等水准，每公里(km)高程测量高程中数中误差m塄=±5mm。

则m塄h=±m塄姨L =±5×姨2.4 =±7.7mm。

结合以上计算，按《工程测量规范》（GB50026-2007）中规定，本隧道洞内控制测量高程贯通中误差影响值的限值为25mm，本隧道采用四等水准高程测量设计经计算高程贯通中误差影响值为7.7mm，小于《工程测量规范》（GB50026-2007）中规定的25mm，故决定本隧道洞内高程测量采用四等水准。

4 技术总结及结束语

由于隧道洞内施工条件的限制，隧道洞内施工控制网在保证隧道顺利贯通有着重要的地位和起着相当关键的作用，而如何合理、严密的建立隧道洞内施工控制网，便成了决定工程质量和生产效益的必不可少的先决条件。因此，在国内外各种长大隧道施工中，测绘工作人员之间也对如何能够建立满足更高精度要求的施工控制网进行了各种论证研究。本着为工程服务的原则，本文以作者主持施测的公格尔隧道控制测量方案的研究简要归纳出以下提高隧道洞内工程控制测量精度的现场施测方案、方法。

通过对两种导线控制网方案的分析比较最终确定采用双导线法（主副导线法），因为此种方法在保证精度的同时又能检核测量成果。此种方法可以使长度在1000 米以上隧道的控制测量取得良好效果，可长期运用到隧道控制测量中。不过隧道工程洞内施工控制网的建立都大同小异，很难找到具有突破性质的新方法，但并不是说所有施工控制网的精度都一样，而相同的最佳布置形式在不同的情况下也不一定是最佳方案。因此，控制测量没有定论，如何选择更好的布置形式不单取决于外界等因素，也要依靠测量工作者长期的经验积累和大量的知识积累。

参考文献：

[1]GB50026-2007，工程测量规范[S].