浅谈长 大 隧道 平面控制测量

朱勇军

中铁三局集团桥隧工程有限公司 四川省成都市 610083

摘要：为保证长大隧道能按规定的精度顺利贯通及初支衬砌水沟电缆槽的位置正确，长大隧道施工过程中，平面控制测量必须引起人们的高度重视。选取正确测量方法、设计合理的测量方案都是十分有必要的。如何有效的控制好长大隧道的贯通误差，做好长隧道平面控制测量，从技术上显得越来越重要，这也是摆在测量人员面前的一道重要课题。本文结合兴泉铁路第一长隧西家山隧道的实际测量情况，浅谈长大隧道平面控制测量。

关键词：长大隧道、系统控制、多余观测

一 工程概况

西家山隧道位于福建省三明市境内，进口位于清流县，出口位于明溪县胡坊镇，为单洞单线隧道，全长9890m，起讫里程为DK200+865～DK210+755，线路纵坡为单面坡，纵坡坡度依次为0‰、8‰、3‰、0‰，除隧道出口端1024.6米位于R=2500米的右偏曲线上外，其余均位于直线上。西家山隧道设置斜井二座，其中一号斜井位于DK204+200线路前进方向左侧，斜井中线与线路中线小里程方向平面夹角为72°，长1015m；二号斜井位于DK208+000线路前进方向左侧，斜井中线与线路中线大里程方向平面夹角为58°，长1400m。

二 控制点的布设

2.1洞外平面控制点布网与埋设

洞外平面控制网一般采用GPS测量，至少布设3个或以上平面控制点，点间需相互通视，点间距离不宜小于300m，形成三角形或四边形控制网。不少于2个点与隧道洞口通视，作为向洞内传递方向的洞外联系边，且该联系边长不宜小于300m，若地形无法满足，应保证最少有一条边满足GPS观测要求，另一条边利用全站仪导线加密方式完成洞外三角网的闭合测量。洞外控制点的埋石，采用现浇混凝土墩，中间埋设刻有不锈钢十字标识的方式进行，条件允许尽量埋设强制对中观测墩，洞外控制点点位均应便于安置仪器，周围视野开阔，对天通视情况良好，高度角15°以上无障碍物阻挡卫星信号；远离高于安置天线高度的树木、建筑物等阻挡卫星信号的障碍物；为了避免电磁场对GPS卫星信号的干扰，点位远离大功率无线电发射源、高压输电线；在点位附近避免有大面积水域，以避免多路径效应的影响；点位布设于交通方便，基础稳定，易于保存，有利于导线联测的地方。为了得到最理想的平差精度，三点间尽量布设成接近等边三角形的网型。

2.2洞内平面控制网布网及埋设

洞内平面控制网采用导线测量，洞内导线随隧道的开挖而向前延伸，导线的形状（直伸和曲折）完全取决于隧道的形状，没有选择的余地。为了保证在贯通面处横向贯通误差不超过限差，应减少导线转折角数，即导线边应越长越好，同时考虑到隧道存在曲线段，考虑到方便利用导线点进行放样，边长又不能太长，导线边长应根据测量设计确定。为保证正确贯通，在直线段导线边最短不应短于200m，在曲线段不宜短于70m。洞内导线应布设成多边形闭合环，每个环由4条边构成。长大隧道布设成交叉双导线形式，每个点均架设仪器观测除横向点的边长与距离，增加多余观测，从而增加内部检核条件、提高控制网的可靠性。洞内导线点的埋标埋在无滴水、工作安全、便于保存的仰拱填充上，标上面盖上铁板或厚木板，但应注意不要直接压在金属标志上。导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠、便于设站的地方，点间视线应旁离洞内设施0.5m以上。埋标后，在边墙上用红油漆做上标志，表明点号、里程等，并做好点位记录，以便需要时寻找，有条件情况建议在边墙上埋设强制对中设备。

三 平面控制测量

3.1洞外平面控制测量 GPS卫星定位测量方法

洞外GPS测量，采用6台天宝R10GPS接收机，仪器标称精度3mm+0.5ppm，配套设备有天宝脚架、量高尺、加高杆等，满足规范要求，仪器均在鉴定有效期内。洞外平面控制测量按四等技术要求施测，采用GPS相对定位静态测量模式。

平面加密网复测量时采用GPS测量就近附合到CPI、CPII控制点，形成由三角形或大地四边形，以同精度加密方式采用固定数据平差计算。

3.2洞外GPS测量基线质量控制

3.2.1基线解算方案

基线解算采用天宝TBC v5.0软件、使用广播星历自动解算模式解算，分析基线解精度和残差图，删除精度不佳卫星，最终得到合格的双差固定解。

基线长度中误差按下式计算：

mm

式中：固定误差a=5mm，比例误差系数b=1mm/km，d为基线或环平均边长(km)。

(1)基线解算采用广播星历，双差相位解，自动解算模式，基线长度小于15km 以内。

(2)同一时段观测值的数据剔除率小于10%。

(3)任一时段的同步观测时间不满足规范要求，则该时段作废。

3.2.2重复基线

同一基线不同时段重复观测基线较差应满足：dS 2 。

式中： ——基线长度中误差(mm)，固定误差 a=5mm。比例误差系数 b=1mm/km，d为基线弦长平均边长(单位以km计)。

3.3洞内平面控制测量方法

洞内导线测量，采用1台徕卡TS50+全站仪，仪器标称精度0.5mm+1ppm，配套设备有徕卡GPR1棱镜、徕卡GST05脚架、气温气压计等，满足规范要求，仪器设备均在鉴定有效期内。洞内平面控制测量按四等技术要求施测，测量前根据仪器自身校准功能对水准气泡补偿器、水平轴倾斜误差、组合校准（I角指标差、C视准差、A横轴差、ATR水平差、ATR垂直差）进行校正补偿。根据洞内控制点布设情况，采用导线网网形进行测量。除洞口点外每站均观测4个方向，左右线各观测2个点，同时观测边角数值，ATR自动照准，边角网测量方法每站观测4个测回，电子记录，采用机载徕卡多测回测量软件自动控制测量过程和精度指标，成果采用科傻大地测量软件平差。水平方向观测时，应选择距离适中、通视良好、成像清晰且垂直角较小的方向作为零方向。此观测方法一般在隧道内多用，与常规单导线测量相比，网形强度上大大加强，除去点对之间由于边长过短不进行直接观测外，其他方向均进行直接观测。

四 洞内导线测量质量保证措施

1.提前做好通风，加强洒水，选择在在洞内空气质量良好，可见度较高的情况下进行导线测量。2.各项测量原始记录必须在现场同步完成，严禁事后补记补绘，原始资料不允许涂改，不合格时应补测或重测。3.测量实施过程中对过往的施工人员、车辆实行交通管控，确保在无干扰的情况下进行测量工作。4.严格控制点间距离，防止过多的测站造成导线网强度的减弱。5.严格执行现行测量技术规范技术要求，保证各项测量成果的精度和可靠性。6.控制点距边墙应有一定的距离，防止隧道边墙旁折光的影响。7.控制点十字丝要清晰可见，防止出现因控制点十字丝模糊造成的对中误差。

结语：本文结合控制测量理论和西家山隧道平面控制测量经验，对长隧道平面控制测量进行了阐述，从布设控制点到平面控制测量实施的注意事项，再到洞内外控制测量组织和质量保证措施，浅谈了长隧道平面控制测量。在长隧道施工过程中，平面控制测量必须引起我们的足够重视，测量中做到科学测量，必须以规定的精度慎重进行，避免产生严重后果，避免造成测量事故。

参考文献：

[1]《铁路工程测量规范》（TB 10101-2018）

[2]《铁路工程卫星定位测量规范》（TB 10054-2010）

[3]《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T 18314-2009）

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