曾 強，鄒 磊

（江西有色地質(zhì)勘查五隊，江西 九江 332000）

隨著我國經(jīng)濟的深入發(fā)展，大規(guī)模礦山工程建設(shè)，而我國地形多丘陵山地，礦山建設(shè)過程中難免需要修建隧道。如何保障礦山隧道開挖過程中的安全至關(guān)重要，高精度測量能夠獲得隧道監(jiān)控量測真實、可靠的數(shù)據(jù)，為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)者提供安全可靠的指導(dǎo)，保障了隧道施工的安全。

1 礦山隧道監(jiān)控量測內(nèi)容

礦山隧道監(jiān)控量測必測項目主要是：①周邊位移：礦山隧道圍巖周邊各點趨向隧道中心的變形位移。主要是測得礦山隧道內(nèi)壁面兩點連線方向距離的收斂量。收斂值為兩次量測的距離之差。②拱頂下沉：礦山隧道開挖后，由于圍巖自重和應(yīng)力調(diào)整造成隧道頂板向下移動的現(xiàn)象。下沉量為兩次量測的高程之差。③地表下沉：礦山隧道開挖引起隧道軸線一定范圍內(nèi)產(chǎn)生的地表沉降。下沉量為兩次量測的高程之差。隧道監(jiān)測中：周邊位移、拱頂下沉限差為0.1mm，地表下沉限差為0.5mm，精度要求很高。如何做好隧道監(jiān)控量測，是對測量人的一個重大考驗。

2 高精度測量的主要影響因素

從影響測量精度因素的來源上看，有很多種情況，主要有以下幾個方面：①人的因素；②儀器的因素；③外界影響因素。

3 高精度測量應(yīng)用要點

3.1 選擇合適的觀測儀器

儀器是測量精度影響的重要因素，選擇合適的觀測儀器是滿足礦山隧道高精度測量的第一步。主要使用到的儀器有收斂計、水準(zhǔn)儀、全站儀，收斂計測量精度需達(dá)到0.1mm，水準(zhǔn)儀測量精度達(dá)到1km往返測中誤差0.3mm，全站儀達(dá)到測角精度0.5″和測距精度：1mm+1ppm。此外，儀器應(yīng)定期檢測和效驗。

3.2 專人專測

監(jiān)控量測主要是觀測變化值，在觀測過程中，人的視力辨別能力、身高、技術(shù)能力不同，對觀測結(jié)果會存在誤差，同一個礦山隧道區(qū)段負(fù)責(zé)觀測的人員盡量做到固定，做到專人專測。

3.3 變形監(jiān)測網(wǎng)、基準(zhǔn)點和變形觀測點的設(shè)立

（1）測量前應(yīng)進(jìn)行平面控制點、水準(zhǔn)點加密，建立礦山隧道變形監(jiān)測網(wǎng)，也可布設(shè)獨立坐標(biāo)系控制網(wǎng)，但需與國家基準(zhǔn)坐標(biāo)網(wǎng)取得聯(lián)系。變形監(jiān)測網(wǎng)一般布設(shè)為基準(zhǔn)網(wǎng)、監(jiān)測網(wǎng)兩級。水平位移監(jiān)測網(wǎng)宜布設(shè)為導(dǎo)線網(wǎng)、三角形網(wǎng)、GPS網(wǎng)等。

垂直位移監(jiān)測網(wǎng)可布設(shè)為環(huán)形水準(zhǔn)網(wǎng)，但應(yīng)符合國家二等水準(zhǔn)網(wǎng)的要求，測站前、后視水準(zhǔn)尺的距離盡量相等。一測站前、后視距差小于1.0m，前、后視距累計差小于3m，視線高度必須大于0.3m，小于2.7m。為消除儀器i角的影響，儀器下沉及水準(zhǔn)尺墊下沉的影響，在兩相鄰測站上，按偶數(shù)測站的觀測程序進(jìn)行觀測：

往返測偶數(shù)站上為：前—后—后—前。

由往測轉(zhuǎn)向返測時，兩根標(biāo)尺必須互換位置，并在不同的地質(zhì)條件下進(jìn)行，往返測閉合差應(yīng)小于±5mm。（其中L為水準(zhǔn)路線長度，單位為公里）洞內(nèi)監(jiān)測網(wǎng)布設(shè)為導(dǎo)線網(wǎng)，導(dǎo)線的邊長宜近似相等，洞內(nèi)水準(zhǔn)路線也應(yīng)往返測量。

（2）洞口基準(zhǔn)點應(yīng)布設(shè)不少于三個平面控制基準(zhǔn)點，不少于二個水準(zhǔn)點。布設(shè)在變形影響區(qū)域外穩(wěn)定可靠的位置。水平位移基準(zhǔn)點應(yīng)采用觀測墩，對中誤差不應(yīng)超過±0.1mm。垂直位移基準(zhǔn)點宜采用雙金屬標(biāo)或鋼管標(biāo)。

（3）變形觀測點布設(shè)位置應(yīng)能反映變形體變形特征的敏感位置。周邊位移一般布置2-3對測點，三對測點分別位于礦山隧道的左邊墻、右邊墻及拱頂（見圖1）；拱頂下沉一般布置三個測點，三個測點分別位于礦山隧道的左拱腰、右拱腰、及拱頂（見圖2）。洞內(nèi)布設(shè)監(jiān)測點不得焊于鋼架上，必須單獨打孔直接安裝于巖體中，埋入鋼筋采用直徑不小于20mm的螺紋鋼，外露鋼筋與埋入鋼筋焊接，加工成三角形鉤。埋入圍巖深度不小于20cm。洞內(nèi)觀測點應(yīng)采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，防止觀測點被施工機械碰觸和損壞，影響測量精度和監(jiān)控量測的連續(xù)性。

地表下沉橫斷面量測：

地表下沉監(jiān)測范圍橫向應(yīng)延伸至隧道中線兩側(cè)（1-2）（B/2+h’+h），其中h為埋深，h’為礦山隧道開挖高度，B為隧道開挖寬度。

測點間距宜為2m～5m，且靠近隧道中軸線間距密控制在2m，遠(yuǎn)離隧道中軸線間距控制在3m～5m。地表監(jiān)控點埋設(shè)應(yīng)有一定的深度，避免受到施工和爆破的擾動，影響測量的精度。

圖3 地表下沉測點布置示意圖

3.4 盡量減少外界環(huán)境影響

（1）觀測應(yīng)在較短的時間內(nèi)完成。由于觀測環(huán)境在施工作業(yè)環(huán)境下會對儀器產(chǎn)生一定的干擾，需在短時間內(nèi)完成觀測，防止儀器受震動影響，產(chǎn)生測量誤差。

（2）不同時間段溫度、濕度、大氣折射不同也會產(chǎn)生影響，所以每次觀測時一定要記錄相關(guān)的環(huán)境因素，包括時間、濕度、溫度、大氣顆粒物濃度等，采取固定時間段觀測。

（3）所有基準(zhǔn)點或觀測點埋深深度必須大于凍土層深度，深入穩(wěn)定層，避免溫度變化對基準(zhǔn)點或觀測點的影響。

3.5 采用相同的觀測路線和同一儀器

（1）采用相同的觀測路線和觀測方法。礦山隧道監(jiān)控量測精度要求1mm或相對精度達(dá)到0.1mm，精度要求非常高，采用相同的觀測路線和觀測方法可以減小誤差，提高隧道監(jiān)控量測的精度和可靠性。

（2）使用同一儀器和設(shè)備。礦山隧道監(jiān)控量測需要重復(fù)多次量測，取得每次量測的變化差值，不同的儀器測量出來的結(jié)果有一定的差值，為提高精度，應(yīng)采用同一儀器和設(shè)備進(jìn)行觀測。

3.6 同一觀測剖面采用相同基準(zhǔn)點

為避免觀測中因為基準(zhǔn)點不同產(chǎn)生的誤差，我們在觀測過程中，盡可能采用相同的基準(zhǔn)點作為后視。通過基準(zhǔn)點后視后，應(yīng)該通過其他基準(zhǔn)點檢驗后視誤差，保證滿足精度要求。

3.7 采用統(tǒng)一的基準(zhǔn)處理數(shù)據(jù)

在進(jìn)行測量數(shù)據(jù)處理時候，同一剖面數(shù)據(jù)，應(yīng)該采用統(tǒng)一基準(zhǔn)，即是把各觀測點第一次觀測數(shù)據(jù)作為起算比較。

4 總結(jié)

礦山隧道監(jiān)測是一項影響巨大的安全工程，監(jiān)測精度至關(guān)重要，所以在隧道監(jiān)測過程中，一定要做到認(rèn)真、負(fù)責(zé)，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，為隧道建設(shè)過程中的施工安全保駕護(hù)航。