陳 彬

(黔東南州水利投資有限責(zé)任公司，貴州凱里 556000)

1 隧洞施工測量

1.1 隧洞施工控制測量的特點

對于隧道施工的控制其主要是從隧道的開挖精度進行的，具體而言就是指對于隧道兩個相向開挖方向的控制，就是將隧道的開挖高度以及寬度都控制在一定的范圍以內(nèi)。對于隧道的外部控制測量工作應(yīng)當(dāng)在施工之前就完成，在施工之前相關(guān)的測量人員應(yīng)當(dāng)先對于隧道的周邊地形以及地貌加以測量，在得出數(shù)據(jù)以后再進行施工。實際施工時應(yīng)當(dāng)建立一個統(tǒng)一的平面，設(shè)定控制點對于隧道進行控制，但是由于隧道本身的特性，首位的控制點之間不一定能夠直接進行連接，這樣一來就可以在隧道中設(shè)定多個中間點，而后建立起互相間的聯(lián)系。全站儀發(fā)明之前，隧道中的平面測量工作還是通過三角高程測量以及水準(zhǔn)測量所完成的，但是實際的操作中也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這兩種測量方法測量時存在著諸多的不便之處，在隧道中測量時往往無法滿足測量的要求。伴隨著全站儀的問世，其能夠?qū)τ谒淼纼?nèi)外三維平面進行測量，其僅需要對于隧道的單邊進行透視，然后便能夠同計算機的處理得出相關(guān)的測量數(shù)據(jù)，相對于之前的測量方法具有明顯的優(yōu)越性[1]。

1.2 隧洞洞外三維控制導(dǎo)線測量方法

1.2.1 選點

選點的原則:相鄰兩點要相互通視，兩點間距離一般不超過600 m，總點數(shù)要盡量少。洞口附近的點要選在不容易被破壞的地方，其附近的兩點距離要控制在100 m左右

1.2.2 埋點

先用鋤頭在選好點的位置挖一個25×25 cm深度40～50 cm左右的坑，接著將拌好的混凝土倒入其中，搗實抹平，然后再將長約35 cm的Φ16鋼筋埋入混凝土中，并應(yīng)將有打“十”字叉的一端朝上，待混凝土凝固后用油漆寫上點的編號。如果選的點在巖石上，就用鋼釬和錘子在巖石上打個“十”字叉，并用油漆寫上點的編號[2]。

1.2.3 測量

測量天氣盡量選在陰天進行，采用支導(dǎo)線測量。導(dǎo)線點起點高程采用設(shè)計圖上給定值，也可以是假設(shè)高程或者套用1∶10 000陸軍地形圖上的特征高程點(近似值)，起點坐標(biāo)為假設(shè)坐標(biāo)。起始邊方位角用羅盤儀測定:先把羅盤儀放在儀器頂上，其側(cè)邊方向與望遠鏡軸線方向平行，水平轉(zhuǎn)動儀器直到羅盤儀指針白色那端指向“N”時，鎖緊水平制動螺旋，把全站儀水平度盤置零，再順時針轉(zhuǎn)動儀器瞄準(zhǔn)后視點，此時儀器顯示的水平角度就是測站點起始邊的方位角，根據(jù)測量要求及環(huán)境設(shè)置好儀器，就可以開始導(dǎo)線測量了。如果直線隧洞長度＜1 000 m，則直接用全站儀測量導(dǎo)線點的三維坐標(biāo)，每一測站要通過變動儀器高測3次坐標(biāo)，每次三維坐標(biāo)讀數(shù)差控制在5 mm以內(nèi)，最終坐標(biāo)取3次的平均值作為下一測站的原始數(shù)據(jù)。直線隧洞長度＞1 000 m，地形較復(fù)雜的，可結(jié)合GPS衛(wèi)星定位測量校核。

1.3 全站儀在開挖掘進細部放樣中的應(yīng)用

對于直線隧洞，建立以洞軸線(中線)樁號增加方向為坐標(biāo)系北方向的施工坐標(biāo)系統(tǒng)，這樣全站儀所顯示的三維坐標(biāo)即有明確的代表意義，E表示測點離開洞軸線的距離，N表示測點的隧洞樁號;對于曲線隧洞，利用小型程序計算器設(shè)計輔助計算也可瞬時計算出樁號和垂直洞軸線的距離。因此施工放樣就不必在軸線上設(shè)站了，可以直接利用導(dǎo)線點進行。每次放樣必須檢查校核條件以免數(shù)據(jù)輸入錯誤造成損失。開挖掘進細部放樣在每次開始鉆孔之前進行，周邊孔逐孔測量放樣。

1.4 開挖斷面測量

在進行開挖斷面測量時，全站儀架在測站上，瞄準(zhǔn)后視點，輸入方位角。啟動全站儀免棱鏡測量方式，照準(zhǔn)目標(biāo)，用白油漆(白油漆的光反射率較高)在待測斷面上標(biāo)出各測點。全站儀照準(zhǔn)白油漆點直接測出各點的坐標(biāo)或水平角、豎直角、斜距和高程，并將數(shù)據(jù)傳入計算機處理。測點間距要求為:直墻段50～70 cm 1個點，弧形段35～45 cm 1個點，拱及拱角上下15～25 cm 1個點。橫斷面測量一般要求直線洞室每5 m測量1個斷面，曲線洞室每3 m測1個斷面，由于施工現(xiàn)場條件限制，一個測站所測斷面的數(shù)據(jù)是有限的，當(dāng)無法進行下一個斷面測量時，就要遷站。在此之前，依次測出后面要用到的測站坐標(biāo)，然后搬到下一個測站，重復(fù)進行前面的工作。在施工現(xiàn)場完成測量之后將各測量數(shù)據(jù)存入計算機，通過編輯、整理及時將實測斷面數(shù)據(jù)反饋給施工人員。作業(yè)人員應(yīng)根據(jù)計算的超欠挖情況，及時調(diào)整開挖參數(shù)，以達到更好的開挖效果。

2 隧洞的沉降變形觀測

2.1 隧洞施工中變形的觀測

一般用觀察的方法或檢驗的方法，從開挖后表面的變形、支撐受力后的情況，可以大致判斷變形原因。必要時可設(shè)置變形觀測標(biāo)志進行觀測，取得變形的大小、方向和速度的定量量測數(shù)據(jù)資料，以便決定采取相應(yīng)的工程措施和防護措施。

2.2 隧洞襯砌完工后的觀測

在可能發(fā)生沉降及位移的地質(zhì)不良地段及變形區(qū)，設(shè)置變形觀測點，變形觀測標(biāo)志可設(shè)在隧洞的頂部、側(cè)壁和底板部位。一般每10～15 m在上下左右各設(shè)1個測標(biāo)，各測標(biāo)應(yīng)按里程統(tǒng)一編號，同時在變形區(qū)50 m以外設(shè)立穩(wěn)固的觀測控制點。檢測測標(biāo)高程變形和水平位移的方法如下:①檢測測標(biāo)高程變形，可采用水準(zhǔn)測量的方法進行測量計算;②檢測測標(biāo)水平位移可采用準(zhǔn)直法進行觀測，準(zhǔn)直法即將一排測標(biāo)都設(shè)在一條直線(準(zhǔn)直方向線)上，根據(jù)測標(biāo)偏離這條直線的垂直距離的大小，可求出測標(biāo)的橫向位移;根據(jù)測標(biāo)至直線上某控制點水平距離，可以求出測標(biāo)的縱向位移。這條準(zhǔn)直線(方向線)可以用經(jīng)緯儀或激光準(zhǔn)直儀設(shè)出，或在某固定兩端點間設(shè)置細弦線標(biāo)志，若某些測標(biāo)不能嚴(yán)格在直線上，可用小測微尺量出測標(biāo)到弦線的垂距，觀察該垂距的變化即可判斷位移的變化。

3 結(jié)論

在水工隧洞開挖測量放樣中，由于全站儀具有高效精確的特點，能夠促進工程進度和提高開挖質(zhì)量。轉(zhuǎn)彎、爬坡、變徑段隧洞放樣的數(shù)字化解析算法能大幅提高隧洞放樣的速度和準(zhǔn)確度，建議將此方法進行推廣，以取代過去粗放的模擬放樣方法，準(zhǔn)確的工程計量對于順利進行工程決算具有重要的意義。同時，變形觀測是為了掌握測標(biāo)隨時間變化而產(chǎn)生的變形規(guī)律，所以按期進行觀測記錄，變形觀測后，將觀測數(shù)據(jù)整理列入記錄表內(nèi)，必要時可對某些測標(biāo)繪制變形曲線或沉降曲線，以便于進行分析研究變形規(guī)律，及時采取相應(yīng)的工程措施。至此，可以充分說明隧洞工程施工測量和沉降變形觀測的重要性。

[1]吳煥通，崔永軍.隧洞施工及組織管理指南[M].北京:人民交通出版社，2007:15－17.

[2]李文濤.斜長小斷面隧洞施工貫通測量的實踐[J].東北水利水電，2008，26(04):24 －25.