隧道工程测量技术实务指南

隧道工程测量技术实务指南第一章总则1.1目的与意义隧道工程测量是确保隧道按设计轴线、高程和几何尺寸准确施工的关键环节，直接关系到工程质量、施工安全、工期控制及运营效益。本指南旨在系统梳理隧道工程测量的核心技术与实操要点，为一线工程技术人员提供一套科学、严谨、可操作性强的工作指引，以应对复杂地质条件和多变施工环境带来的挑战，保障隧道顺利贯通并满足设计使用功能。1.2基本原则隧道测量工作应遵循“质量第一、安全至上、规范作业、精准高效”的原则。测量成果必须真实、可靠，满足相关规范及设计文件要求。在实施过程中，应充分考虑隧道施工的特殊性，如空间受限、光线不良、通风较差、围岩变形等因素，采取针对性措施，确保测量工作的连续性和准确性。1.3适用范围本指南适用于各类山岭隧道、水底隧道、城市轨道交通隧道等地下工程的施工测量工作。对于特殊地质条件（如高地应力、高水压、岩爆、涌突水、软弱围岩大变形等）下的隧道测量，应结合具体情况进行专项设计和方案优化。1.4测量人员与仪器从事隧道测量的技术人员应具备相应的专业资质和丰富的实践经验，熟悉测量规范和隧道施工工艺。测量仪器设备（如全站仪、水准仪、陀螺仪、激光指向仪等）必须经过法定计量检定机构检定合格，并在有效期内使用。仪器的精度等级应满足隧道工程的设计和施工要求。第二章施工准备阶段测量2.1现场踏勘与资料复核施工前，测量人员应会同设计、监理等单位进行现场踏勘，熟悉地形地貌、周边环境、控制点分布及通视条件。对设计单位提供的平面控制网、高程控制网成果、隧道设计图纸（包括轴线、高程、断面尺寸、洞口位置等）进行仔细复核，确认无误后方可作为施工测量的依据。若发现问题，应及时与相关单位沟通解决。2.2控制网建立与复测2.2.1洞外控制网根据隧道长度、地形条件及精度要求，建立或加密洞外平面控制网和高程控制网。平面控制网可采用GNSS（全球导航卫星系统）测量或常规三角测量、导线测量等方法；高程控制网宜采用水准测量或三角高程测量方法。控制网的布设应保证必要的精度和密度，确保隧道各开挖面之间能准确贯通，并便于向洞内传递。2.2.2控制网复测洞外控制网应定期进行复测，特别是在隧道贯通前、施工环境发生较大变化（如地震、洪水、大范围开挖等）后，必须进行复测。复测成果与原成果的较差应在规范允许范围内，否则应分析原因，并对控制网进行重新平差或布设。2.3隧道洞口投点与洞口控制测量洞口投点是将隧道轴线方向引入现场的关键步骤。应根据设计坐标，精确测设洞口位置（如洞门中心、洞口里程桩等）。洞口控制测量包括洞口附近的平面控制点和高程控制点的测设，这些控制点应选在通视良好、地基稳定、便于保存和使用的位置，并尽可能纳入洞外控制网统一平差。第三章隧道施工过程测量3.1洞外控制测量向洞内的传递（联系测量）联系测量的目的是将洞外控制网的坐标、方位角和高程传递到洞内，建立洞内测量的起算数据。3.1.1平面联系测量（定向测量）常用方法有：*导线直接传递法：在洞口附近布设连接洞外控制点和洞内起始点的导线，通过观测导线边长、角度，将洞外坐标和方位角传递至洞内。此法操作简便，但精度受洞口通视条件影响较大。*陀螺经纬仪定向法：当隧道较长、洞口通视条件差或采用竖井施工时，可采用陀螺经纬仪测定洞内起始边的方位角，结合地面已知点坐标，完成平面联系测量。陀螺经纬仪定向精度高，能有效克服常规方法的局限性。3.1.2高程联系测量（导入高程）常用方法有：*水准测量法：适用于斜井或平硐，通过在洞口或斜井内布设水准路线，将洞外高程传递至洞内。*三角高程测量法：适用于竖井或斜井，通过观测竖井（斜井）内悬挂钢尺（或钢丝）的长度及井上井下水准仪的读数，或观测两点间的竖直角和距离，计算高差传递高程。采用钢尺导入时，需对钢尺进行温度、拉力、尺长改正。3.2洞内控制测量随着隧道的掘进，需及时进行洞内控制测量，以指导后续开挖和支护。3.2.1洞内平面控制测量主要采用导线测量。根据隧道长度和精度要求，可布设为分级导线（如基本导线、施工导线）。导线点应选在稳固的边墙或顶板上，避开施工干扰，便于观测和保存。导线边长应根据隧道断面大小和通视条件合理选择，角度观测应采用测回法，确保观测精度。对于曲线隧道，还需进行曲线要素的测设与检查。3.2.2洞内高程控制测量通常采用水准测量或三角高程测量。水准点应与平面导线点尽量共用，形成三维控制点。高程测量应按往返测或闭合路线进行，确保成果可靠。3.3隧道开挖轮廓线放样（开挖断面放样）开挖轮廓线放样是根据设计断面尺寸和隧道轴线，在掌子面上标出开挖边界。放样前，需根据洞内控制点测定掌子面里程，并计算该里程处的设计开挖轮廓坐标。可采用全站仪极坐标法或直接利用激光投点仪（配合断面仪）进行放样。对于钻爆法施工，还需进行炮孔位置的精确放样。放样时应考虑预留变形量（预留沉落量），其数值需根据围岩级别、施工方法等因素，并结合监控量测结果动态调整。3.4掘进方向与坡度控制在隧道开挖过程中，需不断检查和调整掘进方向与坡度，确保隧道沿设计轴线前进。*方向控制：可采用激光指向仪（对于直线段或曲率半径较大的曲线段）或全站仪实时跟踪（对于曲线段或对方向精度要求高的情况）。激光指向仪应安装在稳固的支架上，并定期根据洞内控制点进行校核。*坡度控制：根据设计坡度和里程，计算各里程处的设计高程。施工中可采用水准仪测定掌子面高程，与设计高程比较，指导调整开挖坡度；也可使用带坡度的激光指向仪同时控制方向和坡度。3.5初期支护与二次衬砌测量初期支护和二次衬砌施工前，需对开挖断面进行检查，确保净空满足设计要求。支护和衬砌结构的模板安装放样，应根据设计尺寸和隧道轴线进行，确保结构位置、高程、厚度符合设计。混凝土浇筑过程中，应进行跟踪测量，防止模板变形导致结构尺寸偏差。3.6特殊地段测量对于断层破碎带、涌水、岩爆、高地温等特殊地质地段，除常规测量外，还应加强监控量测频率，并根据实际情况调整测量方案。必要时，可采用超前地质预报与测量相结合的方法，提前预判地质变化，指导动态施工。第四章监控量测4.1概述监控量测是隧道新奥法施工的核心技术之一，通过对隧道围岩和支护结构的变形、应力等进行系统观测，判断围岩稳定性、支护结构受力状态，验证设计参数，优化施工方案，确保施工安全。4.2主要监控量测项目根据隧道地质条件、跨度、埋深及施工方法，选择必要的监控量测项目。主要包括：*洞内外观察：包括掌子面地质描述、支护结构裂缝观察等，及时发现异常情况。*周边位移（收敛）量测：监测隧道周边围岩两点间的相对位移，判断围岩变形趋势。*拱顶下沉量测：监测隧道拱顶的竖向位移，是衡量围岩稳定性的重要指标。*净空变化量测：综合反映隧道断面的变形情况。*必要时，还可进行围岩体内位移、锚杆轴力、钢架应力、衬砌应力、围岩压力等专项量测。4.3测点布置与量测频率测点应布置在具有代表性的断面（如洞口段、断层破碎带、不同围岩级别交界处等）。量测频率应根据位移速率和开挖进尺确定，位移速率越大，量测频率越高。当位移趋于稳定时，可适当降低频率。4.4数据处理与反馈量测数据应及时整理、绘制时态曲线（如位移-时间曲线、位移-距离曲线），分析变形规律和趋势。根据预设的预警值（如最大允许位移、位移速率），及时反馈给设计和施工部门。若出现异常情况，应立即采取加强支护等应急措施。第五章竣工测量与验收5.1竣工测量内容隧道贯通后，应进行竣工测量，主要内容包括：*隧道实际中心线（轴线）的坐标和方位角。*隧道实际高程线。*隧道各里程处的实际净空断面尺寸（宽度、高度、断面面积）。*洞门、洞内附属构筑物（如排水沟、电缆槽、紧急停车带等）的位置和尺寸。*与隧道贯通有关的横向、纵向和高程贯通误差。5.2贯通误差调整隧道贯通后，应计算实际贯通误差（平面贯通误差、高程贯通误差）。若贯通误差在规范允许范围内，可对洞内控制网进行平差调整，并据此修正后续竣工测量数据。调整方法应根据隧道长度、贯通误差大小及工程重要性确定。5.3竣工图绘制与成果提交根据竣工测量数据，绘制隧道竣工平面图、纵断面图、横断面图及必要的附属工程图。测量成果应整理成册，包括测量记录、计算成果、图表、说明等，作为工程验收和运营维护的依据。第六章测量成果管理与质量保证6.1测量记录与资料管理测量原始记录必须真实、准确、完整，清晰标注观测日期、仪器型号、观测者、记录者、天气情况等信息。测量资料（包括设计图纸、控制网成果、施工放样数据、监控量测数据、竣工测量成果等）应分类整理、归档保存，便于查阅和追溯。6.2质量保证措施*人员培训：定期对测量人员进行专业技能和安全知识培训，确保其具备胜任工作的能力。*仪器管理：建立仪器设备台账，定期进行检定、校准和维护保养，确保仪器性能良好。*换手复核：实行测量成果“二级复核”制度（测量者自校、复核者复核），重要部位或关键工序的测量放样应进行第三方检核。*技术交底：施工前，测量负责人应向测量作业人员进行详细的技术交底，明确测量任务、技术要求和注意事项。*应急预案：针对可能出现的测量事故（如控制点被毁、仪器故障、数据丢失等），制定应急预案。6.3安全管理测量作业人员必须遵守施工现场安全管理规定，进入隧道必须佩戴安全防护用品。在高风险区域作业时，应有专人监护，确保人身安全。测量仪器设备应妥善保管，防止损坏或丢失。第七章结语隧道工程测量是