李哲偉 (中石油西氣東輸管道公司,上海200122)
在油氣管道穿越工程中,隧道施工測量采用 《工程測量規(guī)范》(GB50026-2007)。建立三級控制網(wǎng)測量復核制度,對于地面控制網(wǎng)要定期復測,洞內控制網(wǎng)在每掘進100mm左右進行復測。
在進場和交接樁以后,組織測量技術力量對設計單位提供的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)進行復測,洞口點準確設置。外業(yè)工作完成以后,對觀測數(shù)據(jù)進行初步處理,并按要求進行平差計算和進洞關系計算,然后報監(jiān)理工程師批準后使用,以確保隧道的施工精度。
洞內平面控制測量主要采用導線測量。洞內放樣使用的置鏡點每50m設置一個。
1)洞內平面控制點的選點、埋石 洞內控制點應選在通視良好,頂板或底板巖石堅固的地方,以使工作安全和控制點便于保存。洞內導線點兼作水準點使用,埋石方法、要求與洞外導線點相同。由于洞內施工和運輸特別繁忙,光線較差,露出地面的標志易被破壞,因此導線點應選擇在中線的一側,標石頂面應埋入地下10~20cm處,以堅固穩(wěn)定、便于利用為原則,上面蓋上鐵板或厚木板,并注意不要壓在金屬標志上。埋石后,在邊墻上以紅油漆作為標志,標明點號、里程等,并以箭頭指明埋點位置。
2)洞內導線測量 洞內導線測量全部由全站儀完成,其施測方法與洞外相同。但由于洞內測量條件惡劣,為了減少折光誤差的影響,應盡量選擇在較涼爽的夜間和陰天進行。測站和目標都要嚴格對中,同時可以采用2次照準、2次讀數(shù)的方法,減弱儀器、覘標置中和照準讀數(shù)誤差。
1)洞內水準測量精度 地面與地下要控制測量對貫通誤差的影響,采取等影響分配原則。公路隧道的貫通限差為70mm,其中誤差為35mm,則洞內高程貫通中誤差=0.71×35=24.85mm。由于水準線路小于5km,采用等外水準測量即可滿足精度要求。
2)洞內水準測量施測 洞內水準測量利用平面控制點、主要導線點設置為永久水準點,施工導線點設置為臨時水準點。洞內水準點在隧道未貫通之前,只能布設支水準線路,為增加檢核條件,必須進行多次觀測和往返觀測。隨著隧道的掘進和水準點的延長,為滿足施工放樣和貫通精度的要求,先設置較低精度的水準點在施工導線點上,然后設置精度較高的水準點在主要導線點上。由于洞內通視條件差,儀器到水準尺的距離不應超過50m。洞內測距三角高程測量在全站儀導線測量時一并完成,即導線水平角測量、導線邊長測量和導線高差測量一并完成。為了減少測量誤差積累,導線點高程的傳遞通過主導線進行,施工導線點高程則由其附近的主導線點對其觀測求得。
在隧道開挖初期,以洞口控制點為依據(jù),放樣臨時隧道中線,指導隧道的開挖方向。當隧道掘進到一定距離,洞內控制點逐步建立以后,再測設正式中線點,指導隧道的襯砌施工。由于隧道位于平曲線上,臨時中線點每5~10m設一點,正式中線點每50m設一點。中線的測設可用極坐標法進行,為防止錯誤和提高精度,應以分中法測設中樁樁位。
洞內水平橫洞、排水溝及其他結構物的測量放樣,可根據(jù)這些結構物與中線的相對位置和設計高程進行測設。
當隧道相向開挖到貫通面時,由于受到測角、量距、水準測量等誤差的聯(lián)合影響,線路在中線與高程兩方面均會產(chǎn)生實際貫通誤差。為了保證線路中線平順、斷面尺寸與襯砌準確以及行車安全,必須進行貫通誤差調整。
在隧道貫通面任取一臨時點E,分別由相向的2條導線附近的控制點測定該點坐標,得2組坐標值(xE1,yE1)和(xE2,yE2);由兩邊水準點測定E點高程為HE1、HE2。則ΔS = [(xE2-xE1)2+(yE2-yE1)2]1/2為平面實際貫通誤差。設貫通面的方位角為αF,則實際橫向貫通誤差為│ΔScosΔα│,實際縱向貫通誤差為 │ΔSsinΔα│,其中Δα=αF-arctg[(yE2-yE1)/(xE2-xE1)]。而HE2-HE1為實際豎向貫通誤差。
1)平面位置調整 由曲線兩端向貫通面按長度比例進行調整。由于調整只能在未2次襯砌段進行,調整長度將由未襯砌段長度確定,一般取100m。
2)高程調整 隧道貫通點附近水準點高程,采用由進出口分別引測的高程平均值作為調整后的高程;其他各點按水準線路的長度比例分配,調整后作為施工放樣的依據(jù)。
光爆、錨噴、量測是新奧法施工的核心,為驗證初期支護設計的合理性,指示施作二次襯砌設計參數(shù)及提供安全信息處理等。進行監(jiān)控量測十分必要。必測項目的施測、資料整理、信息傳遞等由專人負責。選測項目則根據(jù)工程實際需要隨時安排。量測的重點以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類圍巖段為主。
1)地表下沉觀測 在隧道埋深小于30m的范圍內,于開挖掌子面前方30m處,每10m布置一個檢測橫斷面。每一橫斷面內按4m間距,從隧道中心開始每側各測7點。
2)凈空變形量測 量測斷面按Ⅰ類圍巖1個/10m;Ⅱ類圍巖每1個/15m;Ⅲ類圍巖每1個/20m;Ⅳ類圍巖1個/50m。必要時適當加密。其測點布置視施工方法而定,臺階法開挖于拱頂、拱腰、墻部共測5點 (即拱頂下沉1點,水平收斂2對)。
3)量測頻率 視量測斷面距開挖作業(yè)面的距離S而定,即:S<15m,2次/d;S<30m,1次/d;S<75m,1次/2d;S>75m,1次/周。
4)量測起始時間 地表下沉觀測必須在洞內開挖作業(yè)面前方30m的相應里程開始;凈空變形量測應在開挖爆破后設點,于24h之內量取初始讀數(shù)。
5)量測終止時間 地表下沉觀測,到仰拱施作完畢為止;凈空變形量測到施作二次襯砌時為止。
6)量測方法 地表下沉及拱頂下沉,用精密水準儀取絕對或相對高程,記錄每次成果以作比較;水平收斂量測,用收斂儀測取每對測點之間的相對距離,根據(jù)每次測得結果,把信息反饋給技術主管工程師進行比較。