高速公路隧道施工测量关键技术

高速公路隧道施工测量关键技术
发布时间：2022-09-14T06:04:35.549Z 来源：《建筑创作》2022年2月4期作者：喻洪波
[导读] 高速公路隧道施工因受地质、地形、施工环境等一系列不确定因素的影响
喻洪波
（中交一公局厦门工程有限公司，福建厦门 361000）
摘要：高速公路隧道施工因受地质、地形、施工环境等一系列不确定因素的影响，使施工难度加大，具有一定的复杂性，这就对施工测量技术提出了新的要求，需要做好隧道施工的测量工作是整个工程中较为关键的一环，通过专业的测量技术获得精准的测量结果，为整体施工提供有力的保障。

因此，本文以恩施至广元国家高速公路隧道施工为例，重点分析了施工测量的关键技术，希望为隧道施工建设提供一定参考意见。

关键词：高速公路隧道；施工测量；技术
引言：高速公路隧道施工对专业技能要求甚高，因为施工测量的结果的准确性、专业性对隧道的整体质量起着至关重要的作用，在具体的施工中，每一环都紧紧相扣，不容每一个环节出现错误，否则会造成安全隐患问题，不断提升施工测量的技术水平是当下尤为需要重视的话题。

1.工程概述
恩施至广元国际高速重庆新田至高峰段，为中国国家高速G5012恩广高速中的一部分，为G四十二沪蓉高速和G六十九银百高速之间的重要连接，为万州区“一环八射”高速公路网“一环”工程中的主要部分。

为万州环线二分部，工区道路总长约四点八km，主要包括新田长江大桥（南岸）、怡安寺大桥、主线道路、钟家院子隧道、冯家码头大桥、大院子大桥、蒋家湾中桥、大坪湾大桥、新田港互通。

其隧道左右二个洞口都处在R=1650m的水平曲线上。

其左洞口总长为1070米，右洞口为1095米，其纵坡度均采用+0.6%。

但由于该隧洞地质状况复杂，大多为细砂石与泥石相互交织，并具有浅埋层，最浅处仅有四米左右，尤其是隧洞内多为天然气管线相互交叉，安全危险性极高，施工困难大。

因此在具体的建设中采取了以下的技术。

2.高速公路隧道施工测量关键技术
2.1建立隧道测量坐标系统
针对直径在五百米以上、直线总长在一千米以上的曲线隧道而言，通常都必须按照横线贯通精度的标准，完成独立于平面坐标系的建设。

建设时必须充分考虑到施工放样的便捷性，及其与隧道二端线路间的连接问题等各种因素。

由于恩广高速隧道建设时属于长隧洞，因此对建立的坐标体系必须更加准确，并形成了属于自身的独特坐标体系，以保证施工测量的准确度和工程的安全性。

2.2布设隧道控制网
第一，在布设方案制定前，工程人员首先要收集关于该高速公路隧道工程现场的相关资料，把上述所搜集到的资源和数据用作控制网络布设的基础；第二，在控制网络确定的过程中，专业技术人员还需要考虑检测仪器设备的具体种类，并分析在使用这些检测仪器设备进行检测工作时受外部各种因素的影响状况，从而在此状况下做出对控制网络布置方法的优选和调整，并由此方法来提升监控网络的准确度，使监控网络布置方法能够满足公路隧道施工的具体需要；其三，在实际的检测过程中，在每个隧道口要设置至少3个标准点；第四，为了不控的便捷性，需要在洞内三百米以外做好中线放样等测量。

2.3贯通误差预计
贯通误差主要表现在隧道相向开挖时，由于贯通面的中线点并不能完全重合而导致的误差。

误差基本都是在隧道贯通后才能够确定，根据这一特点，工程工作人员必须先根据现场的实际情况，做好对贯通偏差的估计工作，并按照其事先估算结果，再指导整个隧洞的贯通开挖作业，同时根据贯通偏差形成方向的不同，其中包括了纵向、横向、地平面、高程等多方面的偏差，如果出现了偏差，对整个隧洞正常的工期都将形成不好的影响。

2.4洞内控制测量
2.4.1洞内导线测量
左洞采用交叉双导线控制，右洞采用单导线控制，在人行横洞或者车行通道位置把左右洞联测，保证其导线复测精度。

隧道施工时，100m点设置临时导线点，200m 设置永久控制点，导线点与水准点共用。

2.4.2洞内水准测量
首先，隧道施工高程采用三角高程测量成果为往测成果，水准测量成果为反测成果的方法，确保观测成果质量；其次，高程控制网原则上每季度进行复测，可根据施工进度调整高差控制网频次，多次成果进行对比，及时发现偏差；最后，由于隧道施工扰动大、环境恶劣、光线不足，观测过程中，尽量选择少干扰，避免施工区域烟雾和灰尘影响。

2.4.3导线数据检核与平差处理
通过严密平差法进行三等导线的测量，平差后最弱相邻点边长相对中误差、符合导线角度闭合差等重要精度指标满足精度要求。

因洞口控制点高差过大，导致往返较差偏大，根据工程测量规范中的测距边规划要求进行距离改化。

通过静态测量坐标成果与全站仪实测成果与改化后距离进行对比，总体距离可行性高，往返的距离较弱，一定程度上能够满足导线限差的要求。

2.5洞外控制测量
为保证洞内测量的有效性，进行洞外测量时，则要将洞口的引测投点确认完善，按照相关制度标准，以隧道工程现状为主，隧道专用控制网的建网以及复测等级均为三等控制网，严格根据施工设计的标准去测设控制网。

严格按照规定的要求去规范、融合实际施工现状，利用水准高程测量方式联测三等已知点，测量的精度以三等水准测量精度进行。

选用精度 ±0.3mm/km 的电子水准仪作为水准测量仪器，在
仪器使用前期进行检校标准的测定，测量设备利用配套 3m 铟瓦条码尺、尺垫来进行测量工作，测量结果详见下方图示。

（洞外高程控制测量示意图）
2.5.1三角锁法
三角锁法主要作为对该项工程中横向贯通精度的检测方法，与洞口连线相同方向布置三角锁，以三角点作为洞口投点，并尽量减少所需的三角数量，保证三角数量在十二以内，具体布置情况见图。

2.5.2中线法
利用洞顶直接定线，并通过间隔设置控制桩精确标定中线，再根据中线进行隧道洞内勘测，中点B、C和D为隧道洞口顶部的中线或控制桩节点，点A与节点E的共线为定测线路的中线。

2.5.3精密导线法
该工程因为其是复杂线路较多的隧道，所有边和角都需要进行测量，结合单导线、主辅导线环等不同的精密导线法进行测量，使测量数据更加准确。

2.6隧道施工测量
2.6.1施工放线
施工放线是测量工作中非常重要的一个关键环节，因为施工放线可以使平面、竖面的挖掘方向有一定保障，确保施工的安全系数有所提升。

具体操作是：在洞内控制网设置好的基础上，运用支导线的方式，对临时控制点进行测量，然后借助后方交会的方式，展开施工放线测量。

在20米对线路上的中线复位做到指引施工方向，为了后续方便施工，将放线比洞底的地坪面高出1m的高度，同时在每 5米到10米隧道施工中要选择合适的测量设备工具，如测量仪器优先选择带红外线全站仪、道路测设大师等测量专业软件配套使用，可以利用手机和电脑数据进行相互转换，构成实物图，对提高施工精度有很大帮助。

2.6.2超欠挖检测
根据断面对比的方式进行检测，但是在利用全站仪断面法时，由于断面间距较大，同时还有一部分欠挖不能进行检测，恩施至广元国家高速公路隧道进行检测的方式是通过三维激光扫描仪对开挖面检测通过扫描构成点云图。

三维激光扫描仪具有高精度、高分辨率、双扫描模式、可以自定位等优势，使得超欠挖的控制水平得到了有效地提升，为整个施工质量的完善程度贡献了自己的力量。

2.6.3断面测量
该隧道断面测量同样采用具有很大优势的三维激光测量方法进行测量，使测量的点云数据更加丰富，更加高密度。

2.7监控量测
高速隧道工程施工流程中，以新奥法施工方式比较普遍，最明显的特点便是施工中的监视量计，这一方法可以极大地提高隧洞施工的稳定性。

在高速隧洞施工作业中，要确保施工安全性，就必须对围岩实施监视量计，以了解围岩稳定性状况、支护构造的合理性，从而在施工中优选施工方法以及为施工技术提供了重要依据。

该方案给隧道施工安全带来了最大程度的保护。

监控量测利用信息化技术手段，自动收集大数据分析，通过自动成图分析监测数据，自动预警，使施工效率大大提升，并减少了误差。

结束语：施工测量在高速公路隧道建设中占据着独一无二的位置，为了保证高速公路隧道的整体施工质量及安全性，就需要对测量技术不断提高和升级，要求保证测量结果的精准性和可实施性，避免出现误差影响施工进度和施工质量。

不断创新和提升测量技术的水平，为高速公路隧道等工程能够更加高效、更加安全、更加科学地开展施工。

参考文献：
[1]韦伟松.高速公路隧道施工测量技术要点分析[J].工程技术研究,2021,6(14):114-115.
[2]何松.高速公路隧道施工技术及控制关键点探究[J].建材与装饰,2017(44):233-234.
作者简介：喻洪波（1991.10-），男，土家族，贵州思南人，大专，助理工程师，主要研究方向：高速公路（桥梁、隧道）工程测量。