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高速公路隧道施工测量关键技术吴双宇

发表时间：2021/4/12 来源：《基层建设》2020年第32期作者：吴双宇

[导读] 摘要：施工测量是高速隧道建设中非常关键的一个施工环节，对专业性的要求是极强的。

        四川城市职业学院四川成都 610000
        摘要：施工测量是高速隧道建设中非常关键的一个施工环节，对专业性的要求是极强的。与普通路段相比，隧道路段的施工更具复杂性，为保障施工作业的稳步推进，必须要做好隧道施工测量，通过测量技术的应用来获得精确的测量结果，为整体的施工建设提供必要的支持与保障。鉴于此，在本文中，笔者主要对高速公路隧道建设中的施工测量展开分析，对其中的关键技术展开探讨。
        关键词：高速公路；隧道施工；测量关键技术
        高速公路本身对通行性能和施工质量要求较高，在此基础上的特长隧道更需要技术成本的大规模投入，特别是测量技术的应用对于提升隧道建设质量有着决定性的影响，需要专业人员以先进的测绘技术和严谨的计算程序，客观地反映出施工现场高程、平面位置、距离等基础尺寸信息，从而提升隧道的施工价值。
        一、高速特长隧道的建设背景
        1. 地理气候因素
        测量时，技术人员需要了解现场的地理信息是必要的准备手段，隧道区域大致坐落于北纬26°49'，东经100°27'，兼具低纬气候，季风气候、山原气候的北亚热带气候特点，温度年差和日差都比较大，具有四季分明的特点。此外，日照充足，雨量充沛，一年内分干季和湿季，干季从11月至翌年4月，湿季从5月至10月。并依据实际气候体验，一年中该地区的风力都比较大，容易对测量作业产生不利影响。
        2. 坐标系选择因素
        常规的公路隧道测量工作通常会采用参心坐标系和地球坐标系等定位方法，其中大地坐标系需要利用椭球型的参考平面，并通过经纬度和高度的表达方法进行具体的测量定位，在距离的把握方面受到子午线与导线点的距离、投影测算精度、地图比例尺等因素的影响。
        二、高速公路隧道施工测量关键技术
        1. 建立隧道测量坐标系统
        对高速公路隧道施工而言，由于隧道施工现场的条件复杂，施工要求较多，为了保障安全施工，往往需进行施工测量。一般情况下，对长度在500m以上、直线长度在1000m以上的曲线隧道而言，往往需要根据横线贯通精度的标准，进行独立平面坐标系统的构建。坐标系统的构建过程中，最需要考虑的因素就是施工放样的便捷性、与隧道两端线路的衔接处理。在一些隧道工程中，虽然可以选任意经度的中央子午线高斯平面坐标系统、国家高斯平面坐标系统，但应用较多的还是独立坐标系统[1]。为保障施工的便捷性，常规的测量网下，其X轴正向多为隧道主轴线进口到出口的方向，而在此过程中，隧道中的某一线路中线里程将作为X坐标系统的起算值，而Y轴是在X轴基础上向右旋转90°的方向，此坐标系统中，坐标原点可以为零，也可以为正常数。依据隧道施工的要求，在隧道测量坐标系统的建立过程中，将隧道底部平面高程面作为投影面，而中央子午线为隧道中心线，结合高斯正形投影来进行平面坐标系统各个值的计算与确定；当然，在坐标系统的构建过程中同样可以将抵偿高程面作为投影面，依据高斯正形投影来进行平面直角坐标的建立；如果选择的是椭圆面为投影面，在此过程中，需选定相应的中央子午线。
        2. 布设隧道控制网
        主要流程：①要做好对控制网的科学设计和制定，另外要做好对各类现场资料的勘察以及收集，比如水文地质以及平行坑等方面，这些都是要收集到的资料，对方案科学性有着直接的影响。

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为制定方案提供全面的参考；②确定控制网的环节，工作人员要对测量设备的类型以及性能进行确定，对施工测量的交通干扰以及外部因素展开分析，依据质量要求，对控制完方案展开设计和优化，让控制网精度更加理想；③隧道测量的实际开展中，保证任一洞口至少有三个水准点，提供充足的测量参照。④为了让洞口的投点更加便捷，在隧道施工的实际开展中，放线测量以及测设导线等，工作人员要将起算边长留出三百米以上，为了对控制网展开检查以及定向，控制单要做到通视条件良好。隧道控制网主要的意义，就是保证在隧道相向挖掘的环节，可以确保工作面顺利贯通，避免出现贯通误差。控制网精度很大程度上直接影响到隧道的几何形状以及贯通情况，也关系到施工方法，因此需要对控制网精度展开严格控制。现阶段常见的控制网，有三角网、导线网以及GPS网，有着各自的特点，比如GPS网精度非常好，技术限制非常少，这是国内隧道施工中运用十分广泛的控制网，三角网则是在一些复杂地势也有不错的应用优势，导线网则是多数在平坦的区域应用，满足通视条件不足的施工需求。为了GPS网可以达到符合工程需求的精度，在现实的施工测量工作推进当中，测量者可综合隧道的长度与现场的地形，运用适当的测量基线边长，对GPS网的测量方案进行检验。
        3. 施工放线
        施工放线是隧道施工时的关键任务，这一工作的开展是为了保障平面、竖直面掘进方向的正确性，在此过程中，有关人员还需要参照相应的图纸设计，来使得各个构筑点的位置与设计要求相符合。施工放线是隧道施工中最为基础性的工作，其放线呈现出频繁性与重复性的特征，由于隧道洞内控制点的距离相对较长，难以符合实际的放线要求，针对这一情况，在洞内导线控制网基础上，可以利用支导线来确定两个临时控制点，随后经由后方交会来完成相应的放线测量工作。开挖线测量、拱架支护测量的过程中，需保持测量与作业的同步进行，边施工边测量，整体的测量时间相对较短，在此过程中，必须要做好后方交会工作。后方交会的过程中，两临时控制点的选点必须要遵循稳定性原则，为了使用的便捷性，在围岩相对稳定的情况下，临时点宜选择在隧道两侧壁，两边夹角需维持在30°～150°，且要将精度加以严格控制。隧道侧壁腰线测量的过程中，各个部门、班组之间必须要做好相应的沟通。
        4. 隧道测量的安全措施
        为了让隧道测量保持一定的安全性，要在隧道测量中，采取适当的安全措施，对于隧道测量的工作人员，要展开严格安全教育。隧道建设本身是有一定危险性的，那么在隧道测量中展开安全控制至关重要。在隧道测量的实际开展中，要注重时刻观察仪器，避免出现仪器损害，对仪器进行架设的时候，要注意对仪器安装妥善，避免仪器摔倒。在选择洞内控制点的时候，要注意选择一些地质比较稳固的位置，这样可以避免出现塌方以及漏水，这些会给隧道测量人员造成一定的安全威胁，也容易造成仪器的损坏。展开洞内隧道测量的时候，要注意配备专业性的照明仪器，避免在隧道测量中出现漏电。隧道掘进是比较复杂的施工过程，在没有实现贯通的情况下，施工是依据中心线以及导线来指导掘进工作，需要注意仔细施测，时刻对点位进行复核。在隧道测量中，要对仪器进行熟练操作，隧道测量人员要具备极强的理论基础以及技能，保持严谨的工作作风。在隧道测量中所有的人员，都是要结合实际的情况，做到紧密配合，这样隧道测量的开展才会万无一失，避免在隧道测量中出现各类问题。
        结论
        总之，隧道施工中，施工测量是非常重要的环节。在高速公路隧道施工的过程中，施工测量极为关键，必须要结合隧道现场的情况、施工要求，选择恰当的测量技术，所以，需要加强对施工测量的重视和严格执行，避免在施工测量中出现严重的问题，给隧道施工造成质量缺陷。
        参考文献
        [1]何常声.高速公路特长隧道机电施工质量控制中存在的问题及解决对策.北方交通,2016(5).
        [2]覃建源.特长隧道穿越特殊地质方案设计及施工防治措施探讨.四川水泥,2017(2).
        成鹏.质量标准化施工作业技术在和善煤矿巷道贯通测量中的运用与研究[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(15):11-12.
        [3]杜娟,李彬,何佳.向家坝水电站二期土建及金属结构安装工程施工测量控制网布设方法[J].经纬天地,2018(05):78-83.