摘要:伴随着我国交通运输业的蓬勃发展,高速公路工程建设项目不断增多,同时隧道问题也愈发凸显,尤其是隧道控制测量工作质量直接关乎隧道工程建设的成败,甚至可能会因测量误差而引发安全质量事故。本文以公司承建的广西荔浦至玉林高速公路东秀隧道为例阐述公路隧道控制测量系统技术研究。
关键词:高速公路隧道;控制测量;系统技术
引言
现如今,由于我国飞速发展,人民的生活需求日益提高,我国在不断发展建设高速公路,高速公路特长隧道工程的数量也在日益上升。因此,能够降低特长隧道贯通误差的控制测量工作是隧道内施工质量控制的关键工作。由于隧道内恶劣的施工环境,大量的灰尘水汽及温度的变化都会对测量仪器的数据采集产生不利的影响,只有选用合适且满足规范要求的测量方法,才能有效降低特长隧道的贯通误差,保证施工质量。东秀隧道位于蒙山县新圩镇东南侧约1km处,为分离式长隧道,隧道走向约135°,洞门形式为削竹式,设计时速100km/h。在施工中严格控制测量精度,保证了东秀隧道高精度的贯通。
1高速公路隧道控制测量原则
为了确保高速公路隧道在采用相向开挖施工工艺的时候,可以实现精准贯通,确保相应的隧道开挖位置的准确性,避免其侵入到其他相关界限,就必须要做好隧道控制测量工作,具体需要遵从的原则主要包括如下几个方面,即:①测量工作需要遵从“先整体后局部,先控制后碎部”的测量原则,之后可以将相应的测量仪器依次安置在各个控制点上进行测设工作或者碎步测量工作。从整体来看,控制测量主要可以划分成平面和高程两种类型。②控制网布置要遵从“因地制宜”、“质量至上”和“技术先进”等原则。①“因地制宜”原则:主要是指在制定隧道控制网之前,相关测量人员需要做好施工现场的实地考察工作,具体包括测量高速公路隧道工程现场的水文情况、地势情况、地形情况、水平坑道分布、竖井以及斜井等的分布情况。②“质量至上”原则:在布置高速公路隧道控制网的时候,必须要以提升控制网布置精度为各项操作的根本出发点和落脚点。③“技术先进”原则:在布置高速公路隧道控制网的时候,为了提升测量精度,除了需要严格按照规范、设计要求等严格执行之外,同样需要注意采用一些先进的测量设备和测量技术来确保控制网布置的整体质量。
2高速公路隧道控制测量系统技术研究
2.1隧道控制网布设
隧道工程施工前,应熟悉本隧道工程设计技术标准,同时采用与设计相同的等级标准布设控制网。由于两隧道设计为分离式隧道,左右洞之间存在横向通道可以彼此通视,因此控制网设计时,左右洞可布设单导线网,通过左、右洞之间的横向通道,来实现两条单导线闭合,形成检核条件。洞外控制网在每个洞口布设,每个洞口不少于3个点,以便互相校核。洞外平面控制点测量可以采取GPS网、三角形网及导线网测量方式进行,洞外平面控制点进行测量时应与其他施工段落相关平面控制点进行联测,进行整网平差,从而保证整条路线的整体线型。
洞内导线点在每个横向通道处进行左右洞联测,形成闭合环,以增加检核条件,有效解决了单导线图形强度弱,方向误差大的问题。另外,在洞内布设导线网时,导线边尽量设计成等边直伸形状,每条导线边长取250-350m。
2.2洞内控制测量精度分析
为保证隧道按照设计要求准确贯通,在进行隧道施工测量中应严格控制观测精度,贯通精度应满足限差要求。
在洞内控制测量中,测量导线需要按照四等导线的布设要求进行作业,洞内控制测量精度必须要达到下面几点要求:①本工程在隧道施工中,光照强度低、受到较大的干扰,并且测角误差很大程度上受到外部环境的影响,所以测角误差必须能够满足±2.5″的测角精度。②在曲线隧道控制测量中,因为洞内导线的形状和隧道的形状是相同的,导线边长应尽量相等。对于直线段隧道,贯通误差和边长误差受到的影响比较小,主要是对测角精度进行合理的控制,所以边长的长度是对测角精度进行影响的主要因素。在直线段隧道洞内控制测量中,导线的边长通常设置不宜少于200m,隧道曲线段的导线边长不宜小于70m。为避免干扰,导线边距离洞内设施不应小于0.2m。
③严格控制测量方法,洞内导线测量的仪器为经过鉴定且合格的全站仪,全站仪的标称的测角精度为±1.0″,测距精度±(1mm+1.0ppm)。保证全站仪的精度能够完全满足所测导线测量等级相关要求和规定。
2.3洞内平面导线控制网施测
(1)洞内平面导线测量莱卡TM50全站仪及配套棱镜进行观测。
(2)观测前将仪器开箱放置20min左右,让仪器与洞内温度基本一致,同时设置同条件的温度、气压观测装置;
(3)洞口测站观测均在夜晚或阴天进行;隧道洞内观测前进行了充分通风,施测现场无施工干扰,避免尘雾;
(4)每测站开始观测前读取环境观测信息(包括温度、气压、湿度)并输入仪器进行改正;
(5)观测前在记录手簿中输入测站及棱镜仪器高度;
(6)观测时采用自动记录手簿进行自动观测,观测工程中测量人员关照设备始终处于关闭状态,避免光源干扰;
(7)每测站观测方向为4~6个,每半个测回结束均归零;
(8)水平角观测误差超限时,按照下述原则进行重测:
①一测回内2C互差或同一方向值各测回较差超限时重测超限方向,并联测零方向;
②下半测回归零差或零方向的2C互差超限时,重测该测回;
③若一测回中重测方向数超过总方向数的1/3时,重测该测回;
④当重测的测回数超过总测回数的1/3时,应重测该测站。
2.4估算贯通误差
高速公路隧道贯通的误差值是指在隧道中相向挖掘的施工中线中,贯通面的中线点不相重合,致使隧道贯通存在精度差。隧道贯通的误差值大多是在隧道贯通以后才能够确定,但根据工作需要,施工人员需要对贯通误差值进行事先估算,用来更好地指导施工工作的开展。根据产生方向不同,误差可以分为纵向误差、横向误差、高程误差和平面贯通误差等几种形式。其中,纵向误差是指与贯通面垂直方向的分量,也叫做纵向贯通误差;横向误差是指与贯通面平行方向的分量,也叫横向贯通误差;高程误差是指在铅锤面上的正射投影,也叫做高程贯通误差;平面贯通误差是指贯通误差在水平面上的正射投影。横向的误差将会对工程线路的方向产生直接的影响,如果误差超过了一定的范围,将会造成隧道几何图形的改变,严重的将会入侵建筑界限,而必须拆除重建,这不但延误工期,而且会给施工单位造成严重的经济损失;纵向的误差一般会影响到隧道中线的长度以及线路的设计坡度;高程误差主要是影响线路的坡度。
结语
成熟的隧道控制测量技术及可靠的成果是保证隧道顺利贯通的前提,进而减少工程的损失和测量风险,从某种意义上讲既保证了工程的工期,又减少了工程的成本。此控制测量系统在隧道使用效果显著。
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