姜洪山

（中鐵二十二局集團第三工程有限公司，福建 廈門 361000）

1 工程概況

龍尖山隧道位于浙江省麗水市內的金華至溫州鐵路擴能改造工程JWSG-III 標段，左線起點里程為DK87+368，終點里程為DK91+813，全長約4445m。

該隧道為雙線隧道，隧道設計速度目標值250km/h，線間距4.6m。隧道軌道結構類型為CPTSI型雙塊式無砟軌道，軌道結構高度為515mm。

隧址區(qū)內主要為侏羅系上統(tǒng)磨山石山群西山頭組含角礫熔結凝灰?guī)r，表層覆蓋第四系殘破積層粉質黏土、碎石土。隧址區(qū)陡坡峭，以山脊線為地表分水嶺，雨水依據地形，沿山間沖溝陡峭水力坡度集中排泄至低地溪谷，排至東側甌江。地下水類型有第四系地層孔隙潛水、巖層裂隙水、構造裂隙水等，均主要接收大氣降水補給。隧道地處亞熱帶季風氣候區(qū)，東臨好溪，氣候溫暖濕潤，四季分明，氣候宜人，年平均氣溫為18℃。由于出口受到地方改路及地質原因等各種因素影響，不能從出口掘進，只能從進口單頭掘進。

2 控制測量設計

洞外平面控制測量采用GPS 按B 級網精度施測，洞內導線測量等級按照隧道二等導線，洞內導線測邊、角按獨立測量2 組計算。

隧道二等導線測量的技術要求：測角中誤差1.3″，測距相對中誤差1/250000，方位角閉合差（n 為測站數），導線全長相對閉合差1/100000；測回數9（1″全站儀），半測回歸零差6″，一測回內2C 互差9″，同一方向值各測回互差6″。

洞外、洞內高程采用二等水準測量。

2.1 洞外控制網布設

設計院提供的平面控制點CPI，其點位距離線路較遠，不能滿足隧道正確貫通的要求，需重新布置同精度等級的洞外加密控制網。根據《高速鐵路工程測量規(guī)范》（TB 10601—2009）要求及該隧道現(xiàn)場實際情況，洞外平面控制網采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）測量，按B 級網精度施測，該項工作已經完成[1]。

2.2 洞內控制網布設及貫通誤差計算

根據平面控制測量對橫向貫通誤差做出估算。依據《高速鐵路工程測量規(guī)范》（TB 10601—2009）要求，洞內平面控制網采用三等導線施測，為提高貫通精度，中鐵二十二局集團第三工程有限公司配備高精度自動搜索徠卡TCRA1201＋全站儀進行觀測。所使用的全站儀在有效檢定期內，根據測量儀器及洞內施測條件，按隧道二等導線布設附合導線控制網。按照兩洞口以二等支導線一次測量的方式向洞內引測平面控制網來估算洞內控制測量對橫向貫通誤差的影響[2]。預計洞內導線點布設及各點距貫通面、隧道中線的距離如圖1 所示（僅繪制支導線，實際為附合導線環(huán)）。匯總各導線點距離貫通面的距離，如表1 所示，進、出口洞內導線點距離貫通面距離dx、dy 值。

由洞內導線測量引起的隧道橫向貫通誤差主要有測角誤差和測距誤差兩部分，其中測角誤差引起的橫向貫通誤差myβ按式（1）計算：

式（1）中：mβ——導線測角中誤差，該隧道導線按二等精度布設，獨立一組測角中誤差mβ為1s；

ρ——206265s；

測距誤差引起的橫向貫通中誤差按式（2）計算：

根據表1、圖1 中數據，得：

由洞內導線測角、測距誤差引起的橫向貫通誤差值為：

2.3 洞內二等水準測量

高程的觀測使用Trimble DINI03 電子水準儀。按二等水準測量的技術要求執(zhí)行，逐點觀測相鄰水準點之間的高差。測量時，視距按照≥3.0m 且≤50m，前后視距差≤1.5m，前后視距累積差必須≤6.0m，視線高度下絲讀數≥0.55m，上絲讀數＜2.80m，往返測或閉合差使用3m 長的條碼銦瓦尺，轉點時采用5kg 的尺墊[3]。

水準線路采用往返觀測，沿同一路線進行。每一測段均采用偶數站結束，由往測轉為返測時，互換前尺再進行觀測。奇數站時采用后—前—前—后，偶數站時采用前—后—后—前的觀測順序。觀測數據采用儀器內置儲存器記錄，并轉換成電子手簿。

水準測量作業(yè)結束后，每條水準路線應計算水準路線閉合差，按測段計算往返測高差不符值和每千米水準測量偶然中誤差MΔ，要求MΔ≤1mm，每公里水準測量偶然中誤差M?按下式計算：

式（3）中：Δ——測段往返測（或左右路線）高差不符值，mm；

R——測段長度，km；

n——測段數。

3 導線布網

隧道內導線以洞口所投GPS 點為起始點向洞內測設，形成閉合導線環(huán)（見圖2）。導線每延伸1～2 個控制點，控制點坐標采用平差值，起算到GPS 點進行平差。 導線要求導線邊長應盡量的長（ 不小于300m），要根據實地的照準精度選定合適的距離。

圖2 導線環(huán)布網形式

每個導線環(huán)的邊數設計為4～6 條，導線平均邊長布設應不小于300m。

洞門口第一對點的布設是關鍵，要便于向洞內引測，又要便于從GPS 控制點向洞口進行觀測，要便于保護。導線點采用不銹鋼的十字控制點。

4 保證測量精度的技術要求

從以下幾個方面進行嚴格控制。

第一，洞門口第一對點架設全站儀觀測是最難觀測的，也是關鍵的2 站。要考慮洞內洞外的溫差、洞內洞外的光線不一致。盡量選擇在夜間或者陰天進行。

第二，觀測前要進行通風，將灰塵、煙霧排出，確保觀測棱鏡清晰。

第三，前視后視架設棱鏡處要架設大燈進行照明。

第四，機械車輛不通行，保障觀測條件良好。

第五，洞內測量前，先將全站儀開箱放置20min 左右，讓全站儀與隧道內的溫度基本一樣。

第六，完成規(guī)定測回數一半后，全站儀和前后視的棱鏡均旋轉180o重新對中整平，觀測剩余測回數。

第七，前視棱鏡、后視棱鏡的架設固定測量人員。全站儀的操作固定2 名有操作熟練的測量人員進行觀測。

第八，觀測采用換手觀測。

第九，每掘進300m 左右，增加一對觀測點時，都要從洞外GPS 控制點向洞內進行全網觀測，進行全網平差，并與上次觀測成果數據進行對比分析，確定點位有無位移，確保點位準確。

5 進口導線觀測

由于隧道無法兩頭掘進，后期對導線布網方案進行優(yōu)化。首先，盡量拉長導線變成。有300m 左右，逐漸拉長到500m 左右。如圖3 所示，為龍尖山隧道進口導線觀測網示意圖。導線網的平差采用武漢大學COSAWIN98 控制網測量數據處理軟件[4]。

圖3 龍尖山隧道進口導線觀測網示意圖

6 進出口貫通測量

貫通后與貫通前坐標比較，見表2。

表2 貫通后與貫通前坐標比較表

7 結語

比較可以看出，首次觀測LJS22 坐標與貫通后LJS22 坐標，△X=-7mm，△Y=14mm。貫通誤差精度遠高于《高速鐵路工程測量規(guī)范》（TB 10601—2009）的標準。通過龍尖山隧道導線的設計、導線布網、導線的觀測要求與實際相結合，通過龍尖山隧道實際控制測量，全面地說明了導線布設方法的優(yōu)點。為無砟軌道施工打下堅實的基礎，為今后長大隧道導線測量提供了很高的參考價值。