文平

摘要： 長大隧道對控制測量的要求非常高，尤其是山嶺隧道，受到洞外地形、通視邊較短等條件限制，要求更高;怎樣做好隧道的控制測量，使隧道順利貫通以及貫通的精度滿足規(guī)范要求，是大家一直關注的問題。本文以成貴客專玉京山隧道為例，談談隧道施工控制測量。

Abstract： The requirement of control survey in long tunnel is very high， especially in mountain tunnel， which is restricted by the topography outside the tunnel and the short viewing edge. How to do well the control survey of the tunnel and make the tunnel pass through smoothly and the accuracy of the tunnel to meet the standard requirements is a problem that everyone has been paying close attention to all the time. This paper takes the Yujingshan Tunnel of Chengdu-Guiyang as an example to talk about the tunnel construction control measurements.

關鍵詞： 隧道;控制測量;貫通

Key words： tunnel;control measurement;through

中圖分類號：U455 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）07-0115-06

1 工程概況

玉京山隧道位于新街～威信區(qū)間，進口里程D3K277+860，出口里程D1K284+164，全長6306.208m（出口斷鏈D3K284+152.208=D1K284+150長鏈2.208m），其中V級圍巖1656m，Ⅳ級圍巖1085m，Ⅲ級圍巖3565m。隧道進口接路基，出口緊接扎西1號大橋。全隧除進口段位于半徑為6000m的左偏曲線上外，其余地段均位于直線上，線路設計為30‰的單面上坡，隧道最大埋深約340m。隧道穿越巖層主要為泥質灰?guī)r、灰?guī)r、砂質泥巖、玄武巖及白云巖等，預測隧道平常期涌水量為41625m3/d，雨期最大涌水量為82520m3/d。不良地質主要有巖溶、煤層瓦斯、斷層破碎帶、高地應力及高地溫等，隧道位于巖溶水水平循環(huán)帶以內，為高瓦斯隧道。

玉京山隧道于線路前進方向右側35m設置輔助平導一座，起訖里程為：PDK277+730-PDK280+395，全長2665m，設置6個橫通道;橫洞交于線路DK280+700的位置，橫洞中線與DK280+700的切線方向（小里程）斜交66°，橫洞長度1460m。

2 洞外控制測量

2.1 洞外平面控制測量

玉京山隧道進、出口及橫洞都沒有設計院的控制點，洞外CPI復測合格后，需在各個洞口布設加密點。加密點采用GPS靜態(tài)相對定位測量，按照同精度擴展，邊聯式構網，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網。由于高鐵要求每公里投影變形值不超過10mm，為了減少邊長的變形對隧道貫通的影響，以隧道的平均高程面作為投影面建立了隧道獨立控制網。玉京山進口布設有JMCPI914、JMCPI915、XJMCPI916三個加密點，玉京山橫洞洞口布設有JMCPI917、JMCPI918、XJMCPI919三個加密點，玉京山隧道出口布設有JMCPI920、JMCPI921、XCPI166三個加密點。加密點采用天寶R8和5800測量，按照高鐵二等靜態(tài)測量的要求對其進行觀測，觀測完成后，采用LGO7.0對基線進行處理，采用5.2版本的科傻軟件進行平差，內業(yè)處理完成后，編制測量成果報告。

2.2 洞外高程控制測量

由于洞口沒有設計院的二等水準點，洞外二等水準復測合格后，需要在洞口布設加密點。玉京山進口布設有JMBM966、JMBM967兩個加密點，玉京山橫洞洞口布設有JMBM968、JMBM969、JMBM970三個加密點，玉京山隧道出口布設有JMBM971、JMBM972、JMBM973三個加密點。加密點采用天寶Dini03電子水準儀，按照二等水準的要求進行測量，閉合差、往返測不符值滿足要求后，采用科傻軟件進行嚴密平差，內業(yè)處理完成后，編制測量成果報告。

3 洞內控制測量

3.1 控制網布設

針對本隧道的施工特點，洞內平面控制網采用分級布網：首級控制網、次級控制網。

首級控制網：首級控制網是為建立高精度的控制網，確保全隧道施工精度和貫通精度的關鍵，布設成雙導線閉合環(huán)圖形，邊長為250-400m。

次級控制網（施工控制網）：次級控制網是在首級控制網基礎上布設加密導線，用以指導隧道的施工放樣，邊長為100-150m。endprint

3.1.1 首級控制網

正洞：洞外GPS控制網已知邊作為起算邊，分別從進口向大里程和明挖段向兩端布設閉合導線控制網。

平導：洞外GPS控制網已知邊作為起算邊，從平導洞口向大里程延伸，布設閉合導線控制網。經橫通道進入正線的，采取投點的方式進入正洞，與正洞貫通后，以正洞導線網延伸為準。

橫洞：洞外GPS控制網已知邊作為起算邊從橫洞洞口進入，布設成閉合導線控制網。

首級控制網布設形式如圖1、圖2所示。

3.1.2 次級控制網

次級控制網布設于首級控制點之間，對首級控制網進行加密或內插;邊長100-150m，延伸次級網閉合成環(huán)，形成檢核條件。其布設形如圖3所示。

3.1.3 高程控制網

通過洞外復測與加密工作，把高程點引至洞口，洞內高程控制網采用二等水準進行測量，點位與平面控制導線點共用，采用附和水準路線向前延伸，形成附合水準線路。

洞內高程向前延伸時，必須聯測兩個以上水準控制樁點，其差值在規(guī)范規(guī)定范圍內時，方可向前引測，洞內外水準控制點要定期進行聯測，確保點位未發(fā)生位移及沉降。

3.2 控制點的埋設

控制點埋設時，在確保視線清晰的條件下，應盡量將導線邊長延長，以減少洞內測站數，削弱誤差的積累;導線點應沿中線附近布設，以削弱旁折光對水平角測量精度的影響;導線點應成對埋設，埋設時成對的兩個導線點應在里程方向前后錯開5-10m，左右錯開1m，以便于觀測和防止導線點在使用過程產生混淆;導線點的埋設位置應在隧道邊墻上用紅噴漆進行標記，并注明距邊墻的距離，做好記錄，以便于尋找。洞內導線點的埋石頂面應比仰拱填充面低10-20cm，采用PVC管套住，以免施工中遭受破壞。

3.3 洞內導線測量

3.3.1 洞內導線點的編號原則

導線點埋設時應前后錯開，為避免導線點編號重復，編號如下：

玉京山隧道進口：YJ01Z、YJ01Y、YJ02Z、YJ02Y…，玉京山隧道進口平導：YJP01Z、YJP01Y、 YJP02Z 、YJP02Y…，玉京山隧道出口：YC01Z、YC01Y、YC02Z、YC02Y…，玉京山隧道橫洞：YH01Z、YH01Y YH02Z、YH01Y…。字母“Z、Y”區(qū)別一對點的左右，如導線點遭到破壞，第一次補設的導線點在點名后增加字母A，如補設點繼續(xù)被破壞在點名后再冠以字母B，依次類推。

3.3.2 測量儀器要求

鑒于洞內導線測量環(huán)境差、施工干擾大、占用時間長而精度要求高的特點，洞內導線測量采用高精度、穩(wěn)定性好的全站儀進行導線網的觀測，全站儀標稱測角精度不應低于±1″，測距標稱測角精度不應低于1mm+1ppm。

3.3.3 導線測量技術要求

洞內導線測角的基本方法是方向觀測法。方向觀測法的測回數，應符合《高速鐵路工程測量規(guī)范》TB10601-2009的規(guī)定，距離測量時要注意進行氣象改正、加乘常數改正，內業(yè)處理時，還要進行高程歸化、高斯投影改正。

3.3.4 導線平差計算

外業(yè)觀測完成后，對原始數據進行分離，并進行兩化改正，準備好平差文件，采用2套以上并經過認證的軟件進行嚴密平差計算，直接生成各種報表，裝訂成冊，報審后存檔。

3.3.5 導線測量的注意要點

①洞內測量是在施工條件下進行的，因此防水排水、通風排煙和照明等因素對測量的影響十分重要，在測量時確保無水霧、無灰塵、無光線影響。

②洞內導線宜布設成多邊形導線環(huán)，導線點應布設在施工干擾小、穩(wěn)固可靠的地方，點間視線應離開洞內設施0.2m以上，洞內高程控制點應每隔200-500m設置一對。

③儀器進洞后為適應洞內的溫度和濕度必須晾露30分鐘后才能正常使用，并應擦干儀器和棱鏡鏡面的水氣后才宜觀測。

④受場地和觀測條件限制，導線邊長一般不可能較長，有時難免采用短邊和特殊短邊。平導轉正洞或正洞轉平導，橫洞內導線邊長非常短，可采用三聯腳架法測量或埋設強制對中裝置，一旦有條件時，須及時改善短邊條件并加以補測，以避免方位誤差過大的影響。

⑤導線需聯測必要的施工中線點，以利于及時檢查和定正中線。

⑥由于諸多施工因素影響，在利用已測導線點引伸前，必須先檢測判明已知點是否發(fā)生位移，平面控制點角度、邊長檢測較差的限差按下式計算：

⑦洞口投點通常距貫通點最遠，因此測角誤差對貫通的影響最大;同時，投點又是由洞外引向洞內的測角站，由于測角條件的諸多不利因素，為使洞口投點測角獲得較好成果，觀測時間宜選在夜間較穩(wěn)定后進行;夜間觀測有困難時，可選擇氣象穩(wěn)定的陰天觀測。進洞后第一對導線點向投點觀測時，也宜在相同的條件下進行。

⑧儀器、目標多次置中，因為洞內導線邊長較短，儀器和目標的對中誤差對水平角觀測的影響較大。為減少此項誤差影響，導線測角可采用在測回間將儀器和覘標多次重新置中的方法，或者采用三聯腳架法。

⑨在觀測時，應在所有觀測方向中選擇一個通視良好、成像清晰、豎直角較小和距離適中的方向作為零方向。當方向數較多，需分組觀測時，或觀測中遇某些方向目標暫時不清晰而分組觀測時，應采用同一零方向。endprint

3.4 洞內高程測量

3.4.1 測量儀器要求

洞內高程點延伸應采用天寶DINI03電子水準儀進行測量。

3.4.2 測量技術要求

3.4.3 高程平差計算

外業(yè)觀測完成后，對原始數據進行分離、統計，生成平差文件，采用2套以上并經過認證的軟件進行嚴密平差計算，直接生成各種報表，裝訂成冊，報審后存檔。

4 隧道貫通預計

4.1 洞外橫向貫通誤差

玉京山隧道全長6306.208m，按照《高速鐵路測量規(guī)范》（TB10601-2009）要求，需要對其進行貫通預計，玉京山進口與玉京山平導進口施工的貫通面位于DK278+530，橫洞與玉京山平導進口施工的貫通面位于DK280+415，橫洞與玉京山明挖段施工的貫通面位于DK282+625。按照《高速鐵路測量規(guī)范》的規(guī)定，玉京山進口與玉京山平導進口、橫洞與玉京山平導進口以及橫洞與明挖段，洞外橫向貫通中誤差為40mm，洞外高程貫通中誤差為18mm，洞內橫向貫通中誤差為50mm，洞內高程貫通中誤差為17mm，洞內外綜合貫通中誤差為65mm，貫通限差130mm，洞內外綜合高程貫通中誤差為25mm，貫通限差50mm。

由洞外GPS控制測量產生的橫向貫通誤差采用武漢大學《COSAGPS后處理軟件》中的貫通誤差影響值計算功能進行隧道貫通誤差計算。

隧道洞內平面控制測量采用隧道二等導線測量，導線測角中誤差mβ=±1.3″，邊長精度1/100000。由于隧道較長，為防止進行洞內導線引測時出現粗差，減小隧道的貫通誤差，現設計洞內導線布設為雙導線，邊長約為250m，進行洞內橫向貫通中誤差預計。

①玉京山進口與玉京山進口平導洞外GPS控制測量對橫向貫通誤差的影響計算。

采用武漢大學《COSAGPS后處理軟件》中的貫通誤差影響值計算功能進行隧道貫通誤差計算，玉京山隧道進口進洞點為XJMCPI916，定向點為JMCPI914;平導進洞點為JMCPI915，定向點為JMCPI914;貫通里程為DK278+530，其坐標為X=3088441.005，Y=480418.439，切線方向為199°17′19″。計算得隧道橫向貫通誤差m外=±0.8mm<

±40mm。

②玉京山進口平導至玉京山橫洞洞外GPS控制測量對橫向貫通誤差的影響計算。

采用武漢大學《COSAGPS后處理軟件》中的貫通誤差影響值計算功能進行隧道貫通誤差計算，玉京山隧道進口平導進洞點為JMCPI915，定向點為JMCPI914;橫洞進洞點為JMCPI918，定向點為JMCPI917;貫通里程為DK280+415，其坐標為X=3086593.933，Y=480083.146，切線方向為181°17′18.5″。計算得隧道橫向貫通誤差m外=±4.3mm<

±40mm。

③玉京山出口明挖段至玉京山橫洞洞外GPS控制測量對橫向貫通誤差的影響計算。

采用武漢大學《COSAGPS后處理軟件》中的貫通誤差影響值計算功能進行隧道貫通誤差計算，玉京山隧道明挖段進洞點為XCPI166，定向點為JMCPI920;橫洞進洞點為JMCPI918，定向點為JMCPI917;貫通里程為DK282+625，其坐標為X= 3084433.710，Y= 480281.483，切線方向為173°19′26.8″。計算得隧道橫向貫通誤差m外=±4.9mm<

±40mm。

4.2 洞外高程貫通中誤差

4.3 洞內橫向貫通中誤差

隧道二等：測角中誤差為±1.3″，洞內導線邊長相對中誤差為： 1/100000。

4.4 洞內高程貫通誤差

4.6 洞內外高程貫通誤差

5 隧道貫通測量

由于玉京山隧道橫洞貴陽方向至玉京山隧道明挖段已貫通，對實際貫通誤差進行了測定。

實際貫通面樁號為K281+924.355，在貫通面上設置E點，并架設基座及棱鏡，由玉京山隧道橫洞洞內導線點5H17Y和5H20Z按照隧道二等導線要求測量并計算出E點坐標，詳見表11。

玉京山隧道出口明挖段由洞內導線點5C08Y和5C09Y按照二等導線要求測量并計算出E點坐標，詳見表12。

6 結束語

對于長大隧道來說，控制測量的好壞直接影響到施工測量的精度，提前做好隧道貫通預計，做到心中有數，隧道準確貫通將成功一大半。每次洞內導線延伸時，測量人員應認真按照規(guī)范的要求進行測量，嚴格控制好各項限差指標，為后續(xù)隧道的準確貫通提供條件。

參考文獻：

[1]中國鐵道出版社.TB10601-2009，高速鐵路測量規(guī)范[S].

[2]中國國家出版社.GB/T12897-2006，國家一、二等水準測量規(guī)范[S].

[3]中國鐵道出版社.TB10101-2009，鐵路工程測量規(guī)范[S].endprint