探析隧道工程贯通测量措施

探析隧道工程贯通测量措施

一、隧道工程贯通测量

隧道贯通测量是对测量工作质量的检核，也是隧道工程质量控制的关键，隧道贯通前约200米左右要增加施工测量的次数，并进行洞内控制导线的全线复测，直至保证隧道贯通。

贯通测量是隧道施工中和贯通后的测量，包括平面贯通测量和高程贯通测量。平面贯通测量是测定实际的横向和纵向贯通误差，测量方法随洞内控制的形式而异：对于采用中线法施工的隧道贯通之后，应从相向测量的两个方向各自向贯通面延伸中线，并各钉一临时桩，量取两桩之间的距离，即得隧道的实际横向贯通误差，两临时桩的里程之差即为隧道的实际纵向贯通误差；采用单导线作为洞内控制时，贯通之后在贯通面上钉一临时桩，从相向测量的两个方向各自向临时桩进行支导线测量，分别测取临时桩点的平面坐标，将两组坐标的差值分别投影到贯通面上和隧道中线上，则贯通面上的投影即为横向贯通误差，在中线上的投影即为纵向贯通误差。其他类型的控制图形可据实际情况设计适合的方法。

高程贯通测量是测定实际的竖向贯通误差，通常采用水准测量方法，从隧道两端洞口附近的水准点开始，各自向洞内进行，分别测出贯通面上同一点的高程，即获此点的两个高程之差。

二、隧道工程贯通测量应注意的方法

（一）隧道贯通误差的测定与调整

隧道贯通后，应进行横向贯通误差，纵向贯通误差及高程贯通误差测量。贯通误差的测量可采用中线贯通法或导线法进行测量，其在贯通面上的测量误差不应大于规范允许值。在规范允许范围内的横向和高程贯通误差应在隧道未进行二次衬砌段逐段进行调整，不得积累在最后一段二衬上进行突变调整，以保证隧道二衬的线形平顺和隧道净空尺寸。贯通测量完成后，应编写贯通测量报告及对作业队及工班进行贯通误差调整的技术交底，并在剩余的二衬施工测量逐环将贯通误差予以消除。贯通误差的调整可以采用调整二衬结构或调整线路方式，由于施工要求较高，隧道不允許采取调整线路的方法进行贯通误差的调整，所以应在施工过程中加强测量精度控制，保证贯通误差在允许范围内。

隧道贯通后，应及时地进行贯通测量，测定实际的横向、纵向和竖向贯通误差。若贯通误差在容许范围之内，就可认为测量工作已达到预期目的。不过，由于存在着贯通误差，它将影响隧道断面扩大及衬砌工作的进行。因此，应该采用适当的方法将贯通误差加以调整，从而获得一个对行车没有不良影响的隧道中线，并作为扩大断面、修筑衬砌以及铺设道路的依据。

（二）贯通误差和控制测量精度

从工程全局出发，研究确定超长隧道横向贯通误差和高程贯通误差的允许值，在分析研究地面、隧洞、斜竖井等测量环节可能精度前提下，推算分配其地面控制网、隧洞导线、联系测量的精度指标，基于分项控制建立贯通误差总合模型，确定贯通精度要求和总体精度控制原则，为合理确定各级控制测量精度提供依据。

（三）贯通测量地面控制网优化与联合数据处理技术

在分析原地面控制测量方案和成果基础上，针对项目地形地貌特征，优化GPS控制网测量方案，研究长距离GPS网局部加密精密导线小网可行性及联合数据处理方法，实现最长相向开挖段洞口联系边方向中误差优于±1.0秒，保证重要开挖洞口控制点的密度和精度。

（四）复杂地形关键段地面高程测量

整体隧道高程控制测量的精度，影响高程贯通误差。因此项目的整体高程测量要针对穿越复杂地形关键段、水准测量直接对接困难、精密水准绕行路线超长，不能保证高程精度等问题，研究精密水准穿越路线及精密光电三角高程传递等关键技术，保证贯通高程精度。

三、隧道工程贯通测量应用

（一）工程概况

某市轨道交通五号线（A站--B站）区间采用盾构法施工，首先从地面向下明挖一个中间竖井，作为机械、人员、废弃物和材料的出入口，然后在井下安装

2套海瑞克盾构设备，分别由A站向B站开挖施工。整条线路全长1735m，历时13个月完成隧道贯通。

（二）贯通误差估计及误差分配

1、贯通误差的限差要求

按照铁路隧道测量规范规定，各项贯通误差的限差取为中误差的两倍。对于长度小于4km隧道的限差为100mm，高程贯通误差的限差为50mm。

2、洞内外横向贯通中误差的分配

平面控制测量误差对横向贯通误差的影响由三个方面因素组成：洞外控制导线的测量误差、洞内控制导线的测量误差和竖井的定向误差。因此，应将上述的容许误差加以适当分配。对于平面控制测量而言，地面上的条件要较洞内好，故对地面控制测量的精度要求较高些。按照“控制点误差不使放样误差产生显著影响”的原则，地面控制网误差的影响应为总的横向贯通误差的0.4倍。在此基础上制定出洞内、洞外控制测量误差对横向贯通精度的影响值，其分别为：总的横向中误差为m=50mm，洞外横向中误差为mw=30mm，洞内横向中误差mn=40mm。

3、高程贯通中误差的分配

高程贯通中误差为25mm。对于高程控制测量，洞内的水准路线短，高差变化小，这些条件比地面好；但洞内也有烟尘、水气、光亮度差等不利因素，所以将地面与地下按等影响分配，地上、地下高程贯通中误差均为15mm。

（三）地面控制测量

在该市二等三角网的基础上，建立GPS网，并由此测设精密导线，一共有9个点，其中2个为GPS点。要求GPS点的点位中误差不大于4mm，最弱边相对中误差不大于1180000。导线平均边长为350m，并要求测角中误差≤±2.5"；最弱点位中误差≤±5mm；相邻点的相对点位中误差≤±5mm。地面高程按国家二等水准测量标准控制。

（四）联系测量

平面联系测量时，采用全能自动陀螺仪进行定向测量，用逆转点法独立地进行三次定向，每次定向的中误差≤±3"，用精密投点仪把坐标导入地下。高程联系测量则是用悬挂钢尺法导入标高，复测三次相差小于3mm。近井点埋设镶入铜芯的钢板桩，要求埋设稳固。

（五）地下导线测量

地下导线分基本导线（边长120m）和施工导线（边长30～50m）两级布设，测角中误差≤±3"，导线全长相对闭合差≤1120000。每掘进300m进行一次联测。