秦岭隧道施工测量方案

秦岭隧道施工测量方案隧道施工中的地面控制测量1、概述秦岭隧道是蓝商高速公路中的一特长隧道，全长5公里左右，相向开挖掘进。由LS-B7标和LS-C1标共同承担完成，如何保证该条隧道按规定的精度正确贯通，并使隧道在施工后衬砌部分和洞内建筑物不超过规定的界限。测量工作是完成该项目的重要环节。2、洞外平面和高程控制测量2.1、洞外平面控制测量首先建立洞外平面和高程控制网。根据设计院移交的XG26、XG27（进口）和XG28、XG29（出口）四个点进行复核联测，确认误差在容许范围之内后再碎部加密1~2个点作为进洞放样校核。由于该条隧道的地势复杂，平面贯通存在很大的难度，且精度难以保证。我项目部经请示驻地办商议决定，平面控制贯通请相关具有GPS定位系统的单位来进行进出口平面控制贯通测量的复核工作，确认误差在容许范围之内后报驻地办。然后用这些控制网建立洞口控制网，作为进洞开挖放样的依据；随着坑道的向前掘进，再将洞口控制桩坐标、方向及洞口水准点的高程传递到洞内，再用导线测量的方法建立洞内平面控制测量；用水准测量方法建立高程控制。根据洞内控制点的坐标及高程来指导开挖方向，并作为洞内衬砌及建筑物放样的依据。隧道外平面控制测量的主要任务，是测定相向开挖洞口各控制点的相对位置并和路线中线联系，以便根据洞口控制点进行开挖，使隧道按设计的方向和坡度以规定的精度贯通。根据本项目的施工环境和条件，决定采用在洞外利用XG28、XG29、GPS64、GPS65四点建立大地四边形控制网进行复测，用全站仪对其观测，平差后报驻地办。如图一 图一洞口布点测量：以XG28、XG29为基线，分别在左右线暗洞口中线或附近设点，建立左右线进洞加密点控制测量。按大地四边形的方法测设，通过内业计算平差后上报驻地监理工程师。如图二2.2、洞外高程控制测量洞外高程控制采用四等水准测量方法，往返观测进行施测。也就是以进出口设计院给的点进行复测，确保精度满足要求后方可以次传递给洞口及洞内。隧道施工中的洞内施工测量1、洞内平面控制测量洞内导线测量是建立洞内平面控制的主要形式，根据地下导线的坐标，可以将隧道中线和洞内建筑物轴线放样到实地，并指示开挖方向，保证衬砌和放样正确，使贯通误差不超过规定的限值。基于特长隧道的特点，为了提高导线端点（开挖面前的导线点）的精度和加强新设置导线点的校核，采用主副导线闭合环（副导线只测角，不量边）的方法进行布设，主导线传递坐标及方位角，副导线只测角不量边，供角度闭合。导线环经角度平差以后，可以提高导线端点的横向点位精度。角度闭合差分配后按改正的角值计算主导线各点的坐标，最后，按主导线点的坐标来测设中线点的位置。如图三如图三所示为洞内导线闭合环形式。0号桩为洞外平面控制点。1、2、3、4、…n（双线）为沿隧道掘进一侧布设的主导线点，其边长为50~100m；另一排1″、2″、3″、4″、n″(单线)沿隧道另一侧（与主导线相对应或边墙一侧）布设掘进副导线。一般每隔三边闭合一次，形成导线环；副导线设置的点应距边墙有1.5m左右，主要是考虑架设仪器及防止折光影响。每设立一对新点，如由1设立点2，由1″设立点2″，在角度边长测量以后，即可根据点1的坐标计算点2的坐标，由1″点的坐标计算点2″的坐标。这种导线闭合前的坐标叫资用坐标。由点2、2″的资用坐标可以反求出2~2″的距离，将它与实地测量或用钢尺丈量2~2″的距离相比较，若未超过规定的误差值，即可根据这些点测设中线点，或进行施工放样。待导线闭合后可进行平差，再计算平差后的坐标值。若平差后的坐标值与资用坐标值相差很小（一般在2~3mm左右），则根据资用坐标值测设的中线点的位置可不再改动；若超过误差限值，则应按平差后的坐标值来改正中线点的位置。计算到最后一点坐标时，则取平均数值作为最后结果。当隧道随着掘进了车行横洞或人行横洞后，再把左右线的主导线进行联测，以检查其精度是否符合规范要求。即以左右线的主导线与进洞口及洞外平面控制点进行联测，通过平差后对导线端点（开挖前面的点）的点进行比较和及时调整，以保证洞内点与洞外的导线点达到同一精度的要求。同时也是一个检验校核的过程。如此反复多次的校核，直到隧道贯通，贯通后再根据贯通点作贯通误差分析。贯通后误差调整：隧道贯通后，根据实际横向贯通误差按下面的方法调整。由于本条隧道的贯通点在直线段，所以采用折线法调整，如图四。如果调整而产生的转角a在5'以内，作为直线考虑；转交在5'~25'时，按顶点内移量考虑（见表）；转角大于25'时，则应加设半径为4000m的曲线。顶点内移量表转折角（'）内移量（mm）转折角（'）内移量（mm）转折角（'）内移量（mm）511510252610420172、洞内水准测量洞内水准测量是将洞口水准点高程引测到洞内，建立一个与洞外统一的高程系统，作为隧道施工放样的依据，保证隧道在竖向正确贯通。洞内水准测量是随着隧道向前掘进，不断地向前建立新的水准点，在洞内每隔一定距离测设一个供临时放样及控制底面开挖高程的临时水准点，每隔50m左右测设一个固定水准点，测量时按洞外等级相同的四等水准测量进行。由于洞内通视条件差，水准仪到水准尺的距离不宜大于50m，施测时尺面、望远镜的十字丝及水准器都需采用照明措施。水准路线一般与洞内导线测量路线相同，在隧道贯通之前，洞内水准路线均属支线，需往返观测，所以水准点均应经常检测，以检查是否受爆破震动而发生变化。隧道贯通以后，可在贯通面附近设立一个水准点，由两端洞口引进的水准路线都连测到此点上，这样此水准点便有两个高程数值，其差值就是贯通误差，若误差在允许范围内，则以水准路线长度的倒数为权取两高程的加权平均值作为所设水准点的高程。据此，再调整洞内其他水准点的高程，作为最后结果。三、隧道监控量测现场监控量测是隧道新奥法施工的重要组成部分，通过现场量测掌握围岩和支护的动态，指导施工，预报险情，确保安全，进行日常施工管理。施工时应按时准确的进行现场监控量测，并对数据进行分析处理与必要的计算后，绘出曲线，根据所绘曲线的变化情况与趋势，判定围岩的稳定性，及时预报险情，确定施工时应采取的措施，为修正和确定隧道初期支护参数，为二衬施作时间提供参考依据。3.1、洞内测点布置3.1.1、量测点的安设应能保证初读数在爆破24小时内和下一循环爆破前完成，并测取初读数。3.1.2、测量点应安设在距开挖面2m范围内，且不大于一个循环进尺，并细心保护，不受下一循环爆破的破坏。3.1.3、各项位移的测点，一般布置在同一断面内，测点统一在一起，测设结果应能相互印证，协同分析应用。各项测点布置见下图3.2、量测内容和方法3.2.1、周边位移采用收敛计，每10~50m一个断面，每断面2~3对测点，量测间隔时间：1~15d，1~2次/天；16d~1个月，1次/2天；1~3个月，1~2次/周；大于3个月1~3次/月。3.2.2、拱顶下沉采用水准仪和水准尺或钢尺，每10~50m一个断面，量测间隔时间：1~15d，1~2次/天；16d~1个月，1次/2天；1~3个月，1~2次/周；大于3个月1~3次/月。3.2.3、地表下沉采用水准仪和水准尺，每10~50m一个断面，每断面至少7个测点，量测间隔时间：开挖面距量测面前后＜2B（B是隧道开挖宽度）时，1~2次/天；开挖面距量测面前后＜5B时，1次/2天；开挖面距量测面前后＞5B时，1次/周。四、隧道竣工测量公路隧道竣工后，应在直线段每50m，曲线段每20m需要加测断面处，测绘以路线中线为准的隧道净空，标出拱顶标高，起拱线宽度，行车道路面水平宽度。公路隧道永久中线点，应在竣工测量后用混泥土包埋金属标志；直线上每200~250m设置一个；曲线上应在曲线特征点上各设一个，并在隧道边墙上画出标志。在隧道竣工后的使用过程中，由于周围所处的地质条件不同，所受外力的影响也不相同，加上隧道在各部分开挖及施工顺序有先后，衬砌形式不同等因素，均可使建筑物结构发生沉陷及变形。这种沉陷及变形若超出允许限值时，就会影响建筑物的正常施工及使用，严重时甚至可能导致隧道建筑物的破坏。因此，在隧道施工及施工营运期间必须进行沉陷及变形观测（量测与监控）。4.1、隧道施工中的变形观测隧道施工中的变形观测，可在洞内处布设三角点、导线点、中线点及水准点的复测工作中，可以及时观测到变形大小及方向。变形观测标志可设在隧道顶部、侧壁和底版部位；一般每10~15m左右上下各设一个测标。各测标应按里程统一编号，同时，应在变形区50m以外设立稳固的观测控制点。4.2、检测水平位移方法测角法：是采用固定测站点，观测固定的控制点与测标之间水平角的一种方法。设第一次观测某测标的角值是ß1，第二次观测角值