浅谈高速铁路长大隧道施工控制测量技术(何虎)

浅谈高速铁路长大隧道施工控制测量技术

南岳公路项目部：何虎

【摘要】长大高铁隧道对测量的精度要求较高，隧道的贯通误差直接影响着整个工程的质量。本文通过就长昆客专五标磨把公隧道控制测量经验,对长大隧道的洞内导线布网、埋点、施测方法等一一进行阐述。

【关键词】高铁隧道控制测量

高速铁路的速度均在250千米/时以上，对线性、地形的要求较高,因此隧道在山领地区的比例很大,且长大隧道较多。为确保贯通精度,隧道内外施工测量控制网的建立是非常有必要的,测量控制网布设的好坏，精度的高低,直接影响到贯通精度能否满足设计要求。对于高速铁路施工,隧道的贯通起着至关重要的作用，下面就对磨把公隧道的洞内外控制测量谈一点体会。

1、工程概况

磨把公隧道位于湖南省隆回县境内,线路于鸭田镇福合村西侧约50０米处进入隧道,出口位于刘塘村东北方向。隧道进口里程DK226+81２，出口里程DK229+960，隧道全长３1４８m，为单洞双线隧道；隧道内最大埋深２70m,最小埋深2４m。

隧道进口至DK２２7+45９．4２8199段位于半径为1１０0０的左偏曲线上,ＤＫ227+459．４２８19９~出口段位于直线上；隧道内纵坡为人字坡,进口至DK229＋60０段为１9.95‰的上坡,DK229＋６０0

至出口段为3.６‰的下坡。

2、控制测量的基本情况

2.1工具（见表1)

表１

序号名称型号备注

１GPＳ接收机

2 全站仪徕卡TCRP1201+ 测角精度1″

3 水准仪DINI03 0．３mm/ｋm

４温湿表

5 气压表

２.2控制测量项目(见表２)

表2

序号监控量测项目量测仪器精度备注

１洞外独立控制网ＧPS接收机１ｍm

２洞内平面控制网全站仪１mｍ

３洞内高程控制网水准仪0．１ｍm

2.3测点埋设及要求

2.３.1洞外独立控制网,根据高速铁路测量规范,按ＧPS二等加密点埋设,如下图所示：

标石断面图

２.3.2洞内控制网，根据现场实际情况，将导线点埋设在仰拱填充面上,如下图所示：

洞内导线点断面图

3、洞外控制测量

3.1 洞外平面控制测量

平面控制网测量采用GＰS静态测量模式，GPＳ接收机的标称精度指标符合±（5mm＋１pｐm×Ｄ）。隧道洞外ＧPS平面控制测量等级应符合表３的要求。

表3 平面控制测量设计要求

3.1.１GＰS洞外控制网布设

洞外平面控制网原则上沿隧道进出口连线方向布设,控制线路中m线，平面控制网由洞口子控制网和洞口子网间的联系网组成，同时考虑GPS观测对控制点的要求。

根据现场实际踏勘，磨把公隧道进出口ＧＰS点由两个大地四边

形网形构成，网形图如下图所示:

3.1.2 选点和埋石

控制点考虑满足GPS观测的要求，又要考虑适合隧道控制测量对控制点的要求。在磨把公隧道左侧10０米山脊处埋设一个GPSJＭ5009，用于往洞内投点。再增设2个ＧPSJM５006、JＭ５007点与之通视，且距离大于5０0米作为方向线。磨把公隧道出口GPS布点如下图所示:

JM5009洞内投点

方向边1

JM5006

方向边2

洞内投点方向

JM5009洞内投点

磨把公隧道出口

方向边2

方向边1

隧道控制点标心钉为金属标志制作材料,上部为不锈钢,下部采用普通钢筋焊接而成。控制点采用现场灌注混凝土的方式埋设。埋设深度大于1．2 ｍ。如下图所示:

磨把公隧道共布设8个ＧＰS点,保证每个洞口有两个洞口投点，每个洞口投点有两个后视方向,联测精测网ＣPI点4个。

３.1.３观测数据采集

GPS控制网采用Triｍble双频GPS接收机,静态作业模式作业,接收机标称精度应不低于±（5mm+1ppm×D)，且检定合格。作业前应按规范要求进行相关检测，作业过程中应保持接收设备工作状态良好。

观测前，应按设计的控制网网形、卫星可见预报表、GPＳ接收机数量、交通情况编制GPＳ观测计划；并根据确定的作业模式,配置预置作业任务参数;作业中应通过报话机和移动电话及时沟通信息。

观测应按设计控制网网形进行,洞口子网和联系网可统一观测,每条基线应观测2个时段，时段长度应大于９0分钟。观测时，为减小对中及相位中心误差,应对GPＳ天线进行统一定向,第一时段指北定向，第二时段指南定向。

GPS观测应选择卫星数目多、卫星升降少、ＧDＯP值较小且稳定的观测窗口施测,观测符合表４要求。

表4 GPS测量作业技术要求表

3.1.4数据处理

以同步观测区为单位进行独立基线解算和质量检核。以无约束平

差确定有效观测量为基础，进行三维无约束平差和二维约束平差。

基线解算采用Lei ｃa 公司的“ Le ｉca Ge ｏ Offi ｃe Com ｂｉned ”软件进行解算,解算结果应满足软件规定的指标要求，基线观测值均应按规范的要求进行重复基线检核和异步环闭合差检核。

G ＰS 外业观测后应对观测数据进行计算;检核观测成果的质量,应用基线处理软件进行基线解算，基线向量的质量应满足下列规定。 (１）由独立基线构成的异步环各坐标分量及全长闭合差应满足以下各式的要求:

σn W x 3≤ σn W y 3≤

σn W z 3≤ σn W 33≤

式中：x W 、y W 、z W ——坐标分量闭合差；

W ——环的全长闭合差； n ——闭合环的边数;

σ——标准差，σ=()22d b a ⨯+,其中a 取

5ｍm,b 取1ｐpm,ｄ按环平均边长计算。

当闭合环中长、短边的长度相差较大时，宜按边长和等级规定的精度计算每条边的σ，并按误差传播定律计算环闭合差的限差。 （2)重复观测的基线较差(s d )应满足下式要求：

σ22≤s d 式中：σ——标准差，d 按基线长度计算。