摘要：在隧道施工中，為保證隧道能按規(guī)定精度貫通和施工放樣的準(zhǔn)確，應(yīng)采取系統(tǒng)的測(cè)量方法；為了隧道的安全，必須立起有效的監(jiān)控量測(cè)。本篇文章介紹了隧道施工中測(cè)量方法、監(jiān)控量測(cè)的使用。
關(guān) 鍵 詞：隧道；施工；測(cè)量；監(jiān)控量測(cè)
中圖分類號(hào)：U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1 施工測(cè)量
隧道施工測(cè)量是隧道施工過(guò)程中不可缺少的一環(huán)，這項(xiàng)工作進(jìn)行的好壞，直接影響到隧道能否按規(guī)定精度貫通和施工放樣的準(zhǔn)確程度。
1.1 洞外控制測(cè)量
首先組織測(cè)量技術(shù)力量對(duì)設(shè)計(jì)單位提供的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)，洞口點(diǎn)準(zhǔn)確設(shè)置。外業(yè)工作完成以后，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，并按要求進(jìn)行平差計(jì)算和進(jìn)洞關(guān)系計(jì)算，然后報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后使用，以確保隧道的施工精度。
1.2 洞內(nèi)控制測(cè)量
洞內(nèi)平面控制測(cè)量主要采用導(dǎo)線測(cè)量。由于隧道很短，洞內(nèi)不考慮設(shè)置導(dǎo)線點(diǎn)，放樣使用的置鏡點(diǎn)每50m設(shè)置一個(gè)。
（1）洞內(nèi)平面控制點(diǎn)的選點(diǎn)、埋設(shè)
洞內(nèi)控制點(diǎn)應(yīng)選在通視良好，頂板或底板巖石堅(jiān)固的地方，以使工作安全和控制點(diǎn)便于保存。洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)兼作水準(zhǔn)點(diǎn)使用，埋石方法、要求與洞外導(dǎo)線點(diǎn)相同。由于洞內(nèi)施工和運(yùn)輸特別繁忙，光線較差，露出地面的標(biāo)志易被破壞，導(dǎo)線點(diǎn)選擇在中線的一側(cè)，標(biāo)石頂面應(yīng)埋入地下10~20cm處，以堅(jiān)固穩(wěn)定、便于利用為原則，上面蓋上鐵板或厚木板，并注意不要壓在金屬標(biāo)志上。埋設(shè)后，在邊墻上以紅油漆作為標(biāo)志，標(biāo)明點(diǎn)號(hào)、里程等，并以箭頭指明埋點(diǎn)位置。
（2）洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量
洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量全部由全站儀完成，其施測(cè)方法與洞外相同，但由于洞內(nèi)測(cè)量條件惡劣，為了減少折光誤差的影響，應(yīng)盡量選擇在較涼爽的夜間和陰天進(jìn)行，測(cè)站和目標(biāo)都要嚴(yán)格對(duì)中，同時(shí)可以采用兩次照準(zhǔn)，兩次讀數(shù)的方法，減弱儀器、覘標(biāo)置中和照準(zhǔn)讀數(shù)誤差。
（3）控制測(cè)量
① 洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量精度
地面與地下控制測(cè)量對(duì)貫通誤差的影響，采取等影響分配原則，公路隧道的貫通限差為70mm，其中誤差為35mm，則洞內(nèi)高程貫通中誤差為mh=0.71×35=24.8mm，由于水準(zhǔn)線路小于5Km，采用等外水準(zhǔn)測(cè)量即滿足精度要求。
② 洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量施測(cè)
洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量利用平面控制點(diǎn)、主要導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)置為永久水準(zhǔn)點(diǎn)，施工導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)置為臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。
洞內(nèi)水準(zhǔn)點(diǎn)在隧道未貫通之前，只能布設(shè)支水準(zhǔn)線路，為增加檢核條件必須進(jìn)行多次觀測(cè)和往返觀測(cè)。隨著隧道的掘進(jìn)和水準(zhǔn)點(diǎn)的延長(zhǎng)，為滿足施工放樣和貫通精度的要求，先設(shè)置較低精度的水準(zhǔn)點(diǎn)在施工導(dǎo)線點(diǎn)上，然后設(shè)置精度較高的水準(zhǔn)點(diǎn)在主要導(dǎo)線點(diǎn)上。由于洞內(nèi)通視條件差，儀器到水準(zhǔn)尺的距離不應(yīng)超過(guò)50m。
③ 洞內(nèi)測(cè)距三角高程測(cè)量
洞內(nèi)測(cè)距三角高程測(cè)量在全站儀導(dǎo)線測(cè)量時(shí)一并完成，即導(dǎo)線水平角測(cè)量，導(dǎo)線邊長(zhǎng)測(cè)量和導(dǎo)線高差測(cè)量一并完成。為了減少測(cè)量誤差積累，導(dǎo)線點(diǎn)高程的傳遞通過(guò)主導(dǎo)線進(jìn)行，施工導(dǎo)線點(diǎn)高程則由其附近的主導(dǎo)線點(diǎn)對(duì)其觀測(cè)求得。
（3）洞內(nèi)中線測(cè)設(shè)
在隧道開挖初期，以洞口控制點(diǎn)為依據(jù)，放樣臨時(shí)隧道中線，指導(dǎo)隧道的開挖方向。當(dāng)隧道掘進(jìn)到一定距離，洞內(nèi)控制點(diǎn)逐步建立以后，再測(cè)設(shè)正式中線點(diǎn)指導(dǎo)隧道的襯砌施工。由于隧道位于平曲線上，臨時(shí)中線點(diǎn)每5-10m設(shè)一點(diǎn)；正式中線點(diǎn)每50m設(shè)一點(diǎn)。
1.3 隧道貫通誤差的測(cè)定與調(diào)整
當(dāng)隧道相向開挖到貫通面時(shí)，由于受到測(cè)角、量距、水準(zhǔn)測(cè)量等誤差的聯(lián)合影響，線路在中線與高程兩方面均會(huì)產(chǎn)生實(shí)際貫通誤差。
（1）分析方法
由于各種可預(yù)見或不可預(yù)見的原因，現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)所測(cè)得的數(shù)據(jù)具有一定的離散性，因此必須進(jìn)行誤差分析、回歸分析和歸納整理等去粗存精的分析處理后，才能很好的解釋量測(cè)結(jié)果的涵義，充分利用量測(cè)分析的結(jié)果。例如，要了解某一時(shí)刻某點(diǎn)位移的變化速率，簡(jiǎn)單的將相鄰時(shí)刻測(cè)得的數(shù)據(jù)相減后除以時(shí)間間隔作為變化速率是不行的，正確的做法是對(duì)量測(cè)得到的位移―時(shí)間數(shù)組做數(shù)據(jù)擬合得時(shí)間―位移曲線 ，然后計(jì)算該函數(shù)在時(shí)刻t的一階導(dǎo)數(shù) 值，即為該時(shí)刻的位移速率。總而言之，量測(cè)數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)處理的目的是驗(yàn)證、反饋和預(yù)報(bào)。量測(cè)數(shù)據(jù)處理過(guò)程中要注意隨時(shí)完成以下幾項(xiàng)內(nèi)容：
�、賹⒏黜�(xiàng)量測(cè)數(shù)據(jù)相互印證，以確認(rèn)量測(cè)結(jié)果的可靠性；
�、谧冃魏蛻�(yīng)力的空間分布規(guī)律，了解圍巖穩(wěn)定特征，以便提供反饋，合理設(shè)計(jì)支護(hù)參數(shù)。
�、郾O(jiān)視圍巖變形和應(yīng)力狀態(tài)隨時(shí)間的變化情況，對(duì)最終值或變化速率進(jìn)行預(yù)測(cè)。
從理論上說(shuō)，設(shè)計(jì)合理的、可靠的支護(hù)體系，應(yīng)該是一切表征圍巖與支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)性態(tài)特征的物理量隨時(shí)間逐漸趨于穩(wěn)定。反之，如果測(cè)得表征圍巖與支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)特征的某種或某個(gè)物理量隨時(shí)間不是趨于穩(wěn)定，則可以斷定圍巖不穩(wěn)定，支護(hù)必須加強(qiáng)或修改設(shè)計(jì)參數(shù)，達(dá)到信息化設(shè)計(jì)的目的。
根據(jù)本隧道施工監(jiān)控量測(cè)任務(wù)及量測(cè)設(shè)計(jì)方案的要求，結(jié)合隧道圍巖條件及工程進(jìn)展，制定了具體量測(cè)工作計(jì)劃及實(shí)施細(xì)則。本方案就內(nèi)空水平收斂和拱頂下沉的量測(cè)為例進(jìn)行處理，判斷圍巖變形及支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并反饋于設(shè)計(jì)和施工。通過(guò)量測(cè)和信息反饋，充分利用圍巖變形特性，及時(shí)改進(jìn)施工設(shè)計(jì)，調(diào)整施工工藝，更好地控制圍巖變形，保證圍巖穩(wěn)定。
（2）隧道貫通誤差的調(diào)整
① 平面位置調(diào)整
青山隧道位于平曲線上，因此，由曲線兩端向貫通面按長(zhǎng)度比例進(jìn)行調(diào)整。由于調(diào)整只能在未二次襯砌段進(jìn)行，調(diào)整長(zhǎng)度將由未襯砌段長(zhǎng)度確定,一般取100m。
② 高程調(diào)整
隧道貫通點(diǎn)附近水準(zhǔn)點(diǎn)高程，采用由進(jìn)出口分別引測(cè)的高程平均值作為調(diào)整后的高程，其它各點(diǎn)按水準(zhǔn)線路的長(zhǎng)度比例分配，調(diào)整后作為施工放樣的依據(jù)。
2 監(jiān)控量測(cè)
光爆、錨噴、量測(cè)是新奧法施工的核心，為驗(yàn)證初期支護(hù)設(shè)計(jì)的合理性，指示施作二次襯砌設(shè)計(jì)參數(shù)及提供安全信息處理等。進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)十分必要。必測(cè)項(xiàng)目的施測(cè)、資料整理、信息傳遞等由專人負(fù)責(zé)。
（1）地表下沉觀測(cè)：在隧道埋深小于30m的范圍內(nèi)，于開挖掌子面前方30m處，每10m布置一個(gè)檢測(cè)橫斷面。每一橫斷面內(nèi)按4m間距，從隧道中心開始每側(cè)各測(cè)7點(diǎn)。
（2）凈空變形量測(cè)：量測(cè)斷面按Ⅴ類圍巖每10米一個(gè)；Ⅳ類圍巖每30米一個(gè)；Ⅲ類圍巖每50米一個(gè)。必要時(shí)適當(dāng)加密。其測(cè)點(diǎn)布置視施工方法而定，臺(tái)階法開挖于拱頂、拱腰、墻部共測(cè)五點(diǎn)（即拱頂下沉1點(diǎn)，水平收斂2對(duì)）。
（3）量測(cè)頻率：視量測(cè)斷面距開挖作業(yè)面的距離S而定，即S<15m，2次/d；S<30m，1次/d；S<75m，1次/2d；S>75m，1 次/周。
（4）量測(cè)起始時(shí)間：地表下沉觀測(cè)必須在洞內(nèi)開挖作業(yè)面前方30m的相應(yīng)里程開始；凈空變形量測(cè)應(yīng)在開挖爆破后設(shè)點(diǎn)，于24小時(shí)之內(nèi)量取初始讀數(shù)。
（5）量測(cè)終止時(shí)間：地表下沉觀測(cè)，到仰拱施作完畢為止；凈空變形量測(cè)到施作二次襯砌時(shí)為止。
（6）監(jiān)測(cè)工作質(zhì)量保證措施
為保證量測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠及連續(xù)性，特采取以下措施：
(1) 量測(cè)人員相對(duì)固定；
(2) 儀器的管理采用專人使用專人保養(yǎng)，專人檢驗(yàn)的方法；
(3) 量測(cè)設(shè)備、傳感器等各種元器件在使用前均經(jīng)檢查校準(zhǔn)合格后方投入使用；
(4) 直讀式儀表每周檢查一次，以保證儀表的準(zhǔn)確度。填寫觀測(cè)記錄表，注明儀器異常，儀表或裝置故障，電纜長(zhǎng)度變更及集線箱檢修情況；
(5) 各量測(cè)項(xiàng)目在監(jiān)測(cè)過(guò)程中必須嚴(yán)格遵守相應(yīng)的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目實(shí)施細(xì)則；
(6) 量測(cè)數(shù)據(jù)均經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，室內(nèi)復(fù)核兩次檢查后方可上報(bào)；
(7) 量測(cè)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)計(jì)算管理均采用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行；
各量測(cè)項(xiàng)目從設(shè)備的管理，使用及量測(cè)資料的整理均設(shè)專人負(fù)責(zé)。
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