水利水电工程中隧洞施工测量的设计方法探析

水利水电工程中隧洞施工测量的设计方法探析

发表时间：2018-01-26T14:58:55.483Z 来源：《防护工程》2017年第27期作者：吴泽龙杨帆[导读] 在水电站建设中有很多隧道工程，在隧道工程中难免会遇到隧洞渐变段，渐变段断面一般为方变圆或是圆变方。

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摘要：在水电站建设中有很多隧道工程，在隧道工程中难免会遇到隧洞渐变段，渐变段断面一般为方变圆或是圆变方，因此在渐变段施工过程中的测量工作就要比其他部位难的多。在水利水电工程建设中，隧洞工程施工是比较关键的环节。隧洞的施工控制测量格外重要。在隧洞工程测量中，精度是非常关键的因素，主要分析了隧洞施工控制测量规划与误差，隧洞洞内控制测量的实施以及增加贯通精度的方法等，以保证隧洞的贯通准确。

关键词：水利水电；隧洞；施工测量；方法

1导言

水利水电工程在国家的建筑工程体系中具有重要的位置，其中经常需要遇到的工作之一就是隧洞的开挖工作，基本上，工作的进行一般都是在地下，因此，需要加强对于施工的测量工作，还有就是需要研究隧洞施工测量的设计方法。 2工程简述

苗尾水电站位于云南省大理白族自治州云龙县苗尾傈僳族自治乡苗尾村附近澜沧江河段上，坝址距昆明544千米，距大理195千米，距云龙县成91千米。地处横断山脉澜沧江纵谷地区，是澜沧江干流水电基地中下游河段（古水至苗尾河段）一库七级开发方案中的最下游一个梯级电站，上游与大华桥水电站相衔接，下游接功果桥水电站。砾质土心墙堆石坝坝顶长576.68m，最大坝高139.8m，坝址控制流域面积9.39万平方千米，多年平均流量960立方米/秒。水库正常蓄水位1408.00m，相应库容6.6亿立方米，建设规模为4*325MW机组，总装机容量140万千瓦，保证出力346.9MW，多年平均发电量64.68亿kW.h，考虑古水调节后为70亿千瓦时以上。 3隧洞施工控制测量规划与误差

3.1平面控制测量规划与误差探析

在贯通之前，隧洞的平面控制测量工作都是支导线构成的。在开挖后，应该先规划支导线的工作流程，尤其是估算误差与施测级别。这些工作主要运用的施工方法都是洞内施工，而且需要在了解开挖尺寸与精度的前提下进行。这样有利于保证后续的测量计划顺利进行，同时便于选取有关设备。

在开始设计前应该保证两项工作。①需要展现贯通面与开挖平面的设计图纸；②按照具体施工的洞内条件，特别是通视条件与出渣情况，会对测量产生的影响，应该在工程图纸上明确标出导线点的坐标位置。横向贯通的误差大多数包含测角与导线边长。这两种误差会在很大程度上影响隧道的贯通准确度。具体的关于横向贯通产生的误差分析如下：根据有关的误差传播原理，导线的测角与侧边是各自独立的。因此，在分析横向贯通误差的过程中，可以将测角与侧边方面的两种误差分别探讨。

3.2标记掘进方向

水利水电工程中隧洞施工控制测量中的横向误差取决于对隧洞内中线指向的测量准确度。因此，标记掘进方向的工作非常关键。在标记掘进方向的过程中，应该在洞口设计多个固定点，然后再把中线的方向标记在地表，以此作为掘进工作的初始证据，掘进工作与洞内控制点的持续测量根据。

3.3高程控制测量规划与误差

在探究容易影响横向贯通产生误差的因素后，应该继续探究竖向贯通产生的误差原因。这种误差受隧洞内高程控制测量准确度的影响。也就是说，通常情况下，高程控制测量误差级别都取决于竖向贯通中产生的误差。从而导致竖向贯通产生误差的有水准测量结果误差或者三角高程测量等。一般情况下，可以通过公式来估算出竖向贯通中的误差。因此，还可以通过固定公式计算出每km中高差中数的偶然中误差，然后对比所得数据和相关的规定误差级别，选择符合规定的等级指数，选择的原则是所选级别中要求的标准值应该大于计算值。 4水利水电工程中隧洞施工测量的设计方法

4.1隧道渐变段施工测量的技术分析

一般情况下，无论道路或者建筑放样和验收，都是在平面上进行的，而隧道的放样和验收是在空间进行的，需要X,Y,H三个方向的坐标数据。实际工作时，我们以隧洞中轴线为X轴即里程，偏离隧洞轴线的距离为Y轴即偏距，以隧洞轴线前进方向（即里程变大方向）右侧为正，左侧为负，高程为H。利用全站仪在隧道的带坡渐变段中可以测量出任意一点的坐标，但如何利用所测数据把混凝土衬砌模板的位置放出来以及模板支护完成后验收模板位置是否正确，成为摆在面前的一个难题。以苗尾水电站冲沙兼放空洞为例，分析如下：苗尾水电站冲沙兼放空洞渐变段的施工测量采用的是截面法，其原理是利用全站仪测出任意点的三维坐标（X,Y,H）和其对应断面的理论圆心坐标(X,A,B （或C）)计算出实测半径I与理论设计半径R进行比较判断，然后指挥棱镜移动进行放样或验收。这种方法主要是找出任意点对应断面的理论圆心坐标和设计半径。

4.2水利水电隧洞施工中高程控制测量的设计方法

关于高程控制测量的设计工作。隧洞高程测量工作主要依据相应的设计精度对两个洞口控制点之间的高差，把高程系统运用在洞内施工中，提供高程依据，使隧洞在竖向方向上是贯通的。传统的高程控制测量方法是等级水准测量，效率有限，现代隧洞施工中一般是运用光电测距三角高程的方法，这是测距仪的使用与推广而产生的新方法。在具体的运用中使用全站仪得出具体的竖直角与斜距。然后再进行目标高与仪器高的测量工作，再采用数学中三角计算的方法得出具体的高差。

4.3掘进工程

1）掘进方向。因为隧洞内的工作面不大，光线很暗。因此在开挖时应该使用激光指向仪器。激光指向仪器能够实现直观操作，而且对其他工程造成的影响不大，控制操作简单。当掘进机器向前推进时，如果其走向不符合预设的方向，安装在掘进机上的激光指向仪器会自动发出激光束，能够为掘进机提供控制工作的自动化信息，调节工程进度。

2）在隧洞外进行联测。工作人员应该在温度条件稳定、晴天的时候进行。并且，还需要充分考虑到在不同的时间，从水平角度来观察、测量。应该运用方向观测方式，在测量竖直角的过程中，应该反复进行4次，测距的工作需要进行6次。另外，还需要在气象改正的前提下，计算边长，还需要保持投影面的高度与隧洞的中线平均高程保持一致。

4.4洞内腰线与中线的测定工作

在隧洞施工工作中的表示掘进方向的重要参考点是腰线与洞内中线位置。为了加强后期的保存工作，中桩线的位置一般位于隧洞的顶端位置。在具体的施工中利用洞口中线控制桩来进行中线桩的测设工作。首先在洞口的开挖面上进行中桩线的测设与开挖工作，逐渐地把其引向洞内，每隔二十米设置一个中线里程桩。在腰线的设置上每隔十米在隧洞的岩壁上设置一组腰线来加强隧洞横断面的放样与标高的标定，在腰线高程的测设上由高程控制点进行测设，应当注意，隧洞的纵断面是具有一定的设计坡度，随之腰线的高程也发生了相应的变化，变化与隧洞的地面高程线保持平行关系。

结束语

综上所述，在水利水电工程中，工作人员具备熟练技能可以确保有效控制测量精度。在具体的测量工作中，应该根据有关规定和标准来进行规范操作，落实工程设计方案，通过规范的工程流程来展开测量工作，以此保证测量工作的精确。文中所谈论的测量设计方法被广泛地应用于铁路与高速公路等隧洞的施工测量工作之中，能够促进经济效益与施工测量工作效率的提升，具有重要的现实意义。参考文献

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