铁路隧道工程施工测量技术的运用

摘 要：随着我国铁路建设高峰的来临,各条铁路的设计都向着高速度,高载重量的趋势发展,这就要求铁路路线尽可能的取直线,避免遇到高山环绕,就要选择修建隧道.测量技术在隧道工程施工中占有很重要的位置,本文分析了铁路隧道工程的测量技术的运用.

关 键 词：铁路；隧道工程；施工；测量

隧道建设过程中,测绘工作占有很重要的地位.为保证隧道本身安全,并使周围建筑免受影响的必要措施.隧道工程测量是隧道工程不可缺少的一部分,是重要的技术部门,对工程的施工和建设起着保证和监督作用,对安全生产起指导性作用.

一、隧道工程工测量的特点

（1）洞外总体控制.作为指导隧道施工的测量工作,在隧道开挖前一般要建立具有必要精度的、独立的隧道洞外施工控制网,作为引测进洞的依据；对于较短的隧道,可不必单独建立洞外施工控制网,而以经隧道施工复测、调整后并确认的洞外线路中线控制桩为引测进洞的依据.

（2）洞内分级控制.洞内控制点控制正式中线点（正式中线点是洞内衬砌和洞内建筑物施工放样的依据）,正式中线点控制临时中线点：临时中线点控制掘进方向.洞内高程控制与平面相仿,临时水准点控制开挖面的高低,正式水准点控制洞内衬砌和洞内建筑物的高程位置.

（3）开挖方法影响测量方式.先导坑后扩大成型法对隧道的位置还有一定的纠正余地,隧道施工测量可先粗后精；全断面开挖法一次成型,隧道施工测量必须一次到位.对于采用全断面开挖法开挖的隧道.其测量过程与先挖导坑后扩大成型开挖的隧道基本一样,不同的是对临时中线点、临时水准点的测设精度要求较高,或者是直接测设正式中线点、正式水准点.

（4）隧道施工的特殊环境对控制点布设提出特殊要求.隧道贯通前,洞内平面控制测量只能采用支导线的形式,测量误差随着开挖的延伸而积累.洞外控制网和洞内施工控制测量应保证必要的精度.控制点应设置在不易被破坏的位置处.

二、隧道工程测量要点分析

1.洞外控制测量

洞外控制测量首先应根据控制网进行洞口的引测投点,以利施工时据以进行洞内控制测量.投点时应结合地形地物,力求图形刚强简单,在确保精度的前提下,充分考虑观测条件,测站稳定程度,便于引测进洞,避免施工干扰.每个洞口应设两个测点,并应纳入控制网中.洞外平面控制测量常用的方法有：中线法、精密导线法、三角锁法.

2.洞内控制测量

洞内施工测量主要控制好隧道净空,开挖、支护、二衬不要侵入净空,当然也要控制好超挖过大的问题.按照设计或实际围岩地质情况,测量精度也相应分为3个级别,即开挖轮廓测量、初期支护定位测量以及二次衬砌施工测量.

（1）开挖轮廓测量放样

设计文件一般都提供了衬砌设计图,一般情况均可按设计图纸给定的轮廓参数进行测量放样.但应值得注意的是,设计图纸给定的预留沉降量是分围岩级别统一给出的,而现场施工由于位置不同往往会出现不一致的地方,需要施工单位自己调整掌握.根据经验,洞口5m～10m内（视围岩情况）应该高于设计要求进行放样,以减少由于洞口开挖后,山体的应力释放,产生过大的洞口破坏.而10m以后根据量测结果,可以按设计提供的参数进行（围岩稳定时甚至可以降低要求）.洞内围岩强度稳定性如果较设计差,地质构造破坏严重的局部地带,也应高于设计要求进行放样,以减少不良地质岩体段的应力释放,岩体失稳造成净空受限的情况发生.

要求测量技术人员每循环的开挖轮廓必须到现场画出,以控制好钻孔轮廓位置,尽量减少超挖和欠挖.

（2）初期支护定位测量

要求每次进行支护时,测量人员均应进入现场,进行支护框架体仪器定位,防止立架锚喷支护实体侵入净空,否则日后返工,凿除难度很大,严重影响工期和质量.这个阶段控制好轮廓标高、净宽、保证轮廓园顺,一般就不会出现大问题.当然如果支护结束后净空过大,则日后二衬工程质量将增大,施工单位经济效益也将损害.

（3）二次衬砌测量

隧道二次衬砌施工测量是正常施工测量的最后一道关卡,它的准确与否直接影响隧道通车净空要求和能否按设计要求竣工交验,因此极为重要,一定要慎重处理.这个阶段主要根据设计文件,在平面和高程上严格按图放样,定位整体衬砌台车（一般按规范要求,可以将原设计轮廓线放大5cm,以消除二衬硅施工中的台车变形而侵入净空现象）,放大后的5cm轮廓位置在水沟盖板内侧墙进行调整处理.

（4）监控量测

隧道施工监控量测工作,贯穿于从开工到竣工交验全过程是一项必测项目.它的作用和目的体现在：①为安全生产提供信息（超前预警.事后警报）.掌握施工中围岩和支护的动态信息地质超前预报.及时反馈信息,以指导施工作业,该加强要及时加强,要减弱也可以减弱支护.②为新奥法设计和施工提供科学依据.通过对围岩和支护的变位.应力变化,提供设计部门修改支护系统参数设计.

一般设计文件都会有对本工程的具体量测点位布置.量测频率,量测项目等提出要求,技术人员在具体实测时应认真布点,认真测量,真实记录并汇总分析,为安全生产和新奥法科学设计提供依据.

（1）地质和支护状况量测.这项工作主要是开挖和初期支护后（每循环）,对揭露的岩性.结构产状以及支护变形观察、描述和编录,与设计文件岩性、地质构造对照；使用钢卷尺、地质罗盘工具以及数码影像.

（2）剥周边位移量测.采用各种类型的收敛仪,按照量测计划和频率,逐断面而进行收敛数值实测,提供有效数据,判断围岩应力变形、支护体破坏程度.

（3）拱顶下沉测量.拱顶下沉是监控量测中最明显和直观的测量,运用水准仪和全站仪均可进行.

（4）锚杆拔力实验.锚杆拉拔力试验主要可以检测锚杆支护系统与围岩之间共同作用支护围岩的效果,采用锚杆拉拔仪进行；这是新奥法隧道施工的必测项目.

3.辅助坑道施工测量

（1）经辅助坑道引入的中线及水准测量,应根据辅助坑道的类型、长度、方向和坡度等,按要求精度在坑道口附近设置洞外控制点.

（2）平行导坑与横洞的引线方法和高程测量,均与正洞相同.

（3）斜井中线的方向,应由斜井井口外直线引伸,可采用正倒镜分中法进洞；斜井量距应丈量斜距,测出桩顶高程,求出高差,按照斜距换算出水平距离.

（4）竖井测量时,应根据竖井的大小、深度,必要的测量精度决定测量方法,经竖井引入的中线的测量,可使用钢丝吊锤、激光、经纬仪等.经竖井的高程,可将钢卷尺直接调下测定.

4.隧道贯通误差的测定与调整

1、采用中线法测量时,应由测量的相向两方向分别向贯通面延伸,并取意临时点,量出两点的横向和纵向距离,得出的即为实际横向和纵向贯通误差.

2、采用导线法测量时,在贯通面附近定一临时点,由进测的两方向分别测量该点的坐标,所得的闭合差分别投影至贯通面及其垂直的方向上,得出的即为实际横向和纵向贯通误差.

3、水准路线由两端洞内进测,分别测至贯通面附近的同一水准点或中线点上,所测得的高差即为实际的高程贯通误差.

隧道贯通以后,中线和高程的实际贯通误差,应在未衬砌地段（调整地段）调整.调整地段的开挖和衬砌,均应以调整后的中线和高程进行放样.

三、结束语

隧道测量工作的重点不仅仅是保证测量成果和桩位的准确,更重要的是进行施工过程的测量监控和复核,及时纠正施工误差,满足隧道净空、限界、标高、中线及预留沉降等的要求,及时反馈信息,与其他技术管理人员一道,共同控制好工程质量.