周黎輝，朱海亞，周鳳才，高作宏，高鵬偉

（1.中國(guó)水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066；2.南水北調(diào)東線穿黃工程北區(qū)建管局，山東 聊城 252000）

1 工程概況

南水北調(diào)東線穿黃隧洞工程位于山東省東平和東阿兩縣境內(nèi)、黃河下游中段，地處魯中南山區(qū)與華北平原接壤帶中部的剝蝕堆積孤山和殘丘區(qū)。隧洞按100 m3/s進(jìn)行設(shè)計(jì)，為有壓圓形隧洞，內(nèi)徑7.50 m，洞長(zhǎng)585.38 m。隧洞包括南岸豎井、過(guò)河平洞、北岸斜井及進(jìn)、出口埋管，由 19.47 m 豎井段、31.36 m下彎段、307.17 m 平洞段、10.56 m 上彎段、155.47 m斜井段組成。隧洞起始樁號(hào)為6+534.807，終止樁號(hào)為 7+067.446。

2 施工控制測(cè)量方法

2.1 施工坐標(biāo)系建立

眾所周知，如果施工測(cè)量過(guò)程中運(yùn)用大地坐標(biāo)系，因其不直觀性，對(duì)于施工極為不便。為此，在東線穿黃隧洞工程施工測(cè)量時(shí)建立了直觀易懂、一目了然的施工測(cè)量坐標(biāo)系。施工坐標(biāo)系以隧洞出口K點(diǎn)為原點(diǎn)，以南、北方向?yàn)閄方向，以垂直于洞軸線方向?yàn)閅方向。

2.2 控制測(cè)量方法

穿黃隧洞工程施工測(cè)量導(dǎo)線的布置形式是以單定向支導(dǎo)線來(lái)布設(shè)的。

2.2.1 外業(yè)施測(cè)方法

（1）水平角觀測(cè)：用徠卡TCR702全站儀按方向觀測(cè)法進(jìn)行國(guó)家三、四等水平角觀測(cè)時(shí)，每一測(cè)回觀測(cè)的操作程序如下：①正鏡（盤(pán)左），轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)零方向目標(biāo)，依基本度盤(pán)位置表對(duì)好度盤(pán)和測(cè)微器；②順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部1～2周后，精確照準(zhǔn)零方向目標(biāo)，讀取水平度盤(pán)和測(cè)微器讀數(shù)（要求測(cè)微器兩次重合讀數(shù)，下同）；③順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部，依次精確照準(zhǔn)2、3、4…n方向觀測(cè)，最后閉合至零方向（n≤3時(shí)不必歸零）；④倒鏡（盤(pán)右），逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部1～2周后，精確照準(zhǔn)零方向目標(biāo)；⑤逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部，按上半測(cè)回觀測(cè)的相反順序，依次觀測(cè)至零方向。

表1 水平角方向觀測(cè)法技術(shù)要求 （＂）

（2）高程控制測(cè)量：高程控制測(cè)量包括水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量，本工程根據(jù)自身情況采取的是三角高程測(cè)量方法。①三角高程測(cè)量的原理是根據(jù)兩點(diǎn)的水平距離和豎直角來(lái)計(jì)算兩點(diǎn)的高差。若A點(diǎn)已知高程為HA,則由下式可求得B點(diǎn)的高程為：HB＝HA+hab＝ HA+D*tana+i-v。 當(dāng) a角為仰角時(shí)，相應(yīng)的D*tana為正值；當(dāng)a角為俯角時(shí)取負(fù)號(hào)，相應(yīng)的D*tana亦為負(fù)值。式中，D為平距；a為豎直角；i為儀器高；v為目標(biāo)高。②觀測(cè)要點(diǎn)如下：安置全站儀于測(cè)站，精確量取儀器高（i）和目標(biāo)高（v），用鋼卷尺丈量?jī)纱巫x至5 mm，其誤差不得大于1 cm，取平均值記入手簿；豎直角觀測(cè)測(cè)回?cái)?shù)與限差應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定，詳見(jiàn)表2；為了能盡量地消除地球曲率和大氣垂直折光對(duì)高差的影響，一般在三角高程測(cè)量作業(yè)中采取對(duì)向觀測(cè)豎直角以推算高差。改正數(shù)與邊長(zhǎng)成正比，此項(xiàng)為系統(tǒng)誤差，宜進(jìn)行改正。詳見(jiàn)表3。

表2 光電測(cè)距三角高程導(dǎo)線測(cè)量的技術(shù)要求

表3 按邊長(zhǎng)進(jìn)行球氣兩差影響改正數(shù)

2.2.2 內(nèi)業(yè)計(jì)算

（1）三角高程計(jì)算算例詳見(jiàn)表4。

表4 三角高程計(jì)算

（2）單定向支導(dǎo)線計(jì)算算例：?jiǎn)味ㄏ蛑?dǎo)線線路 如圖1所示，C、D為已知點(diǎn)，T1、T2、T3為待定點(diǎn)。導(dǎo)線起始方位角、起始點(diǎn)C的坐標(biāo)、導(dǎo)線的邊長(zhǎng)和左角觀測(cè)值如圖1中所示。①坐標(biāo)方位角的推算：一般公式（即左角公式）為：a（前）＝a（后）+B（左）±180°；即，從轉(zhuǎn)折點(diǎn)向前一點(diǎn)去的方位角等于從后一點(diǎn)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)來(lái)的方位角加上轉(zhuǎn)折點(diǎn)的左角，如果小于 180°則加 180°， 大于 180°則減 180°（在減去180°之后若還大于360°再減360°）。②計(jì)算公式：設(shè)x0、y0為起始點(diǎn)的坐標(biāo)，ai、si為各點(diǎn)的方位角和邊長(zhǎng)，則各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)推算的公式為：xi＝x（i-1）+sicosai，yi＝y(tǒng)（i-1）+sisinai。 詳見(jiàn)表 5。

表5 支導(dǎo)線計(jì)算