关键词：长大隧道、系统控制、多余观测
一 工程概况
西家山隧道位于福建省三明市境内，进口位于清流县，出口位于明溪县胡坊镇，为单洞单线隧道，全长9890m，起讫里程为DK200+865～DK210+755，线路纵坡为单面坡，纵坡坡度依次为0‰、8‰、3‰、0‰，除隧道出口端1024.6米位于R=2500米的右偏曲线上外，其余均位于直线上。西家山隧道设置斜井二座，其中一号斜井位于DK204+200线路前进方向左侧，斜井中线与线路中线小里程方向平面夹角为72°，长1015m；二号斜井位于DK208+000线路前进方向左侧，斜井中线与线路中线大里程方向平面夹角为58°，长1400m。
二 控制点的布设
2.1洞外平面控制点布网与埋设
洞外平面控制网一般采用GPS测量，至少布设3个或以上平面控制点，点间需相互通视，点间距离不宜小于300m，形成三角形或四边形控制网。不少于2个点与隧道洞口通视，作为向洞内传递方向的洞外联系边，且该联系边长不宜小于300m，若地形无法满足，应保证最少有一条边满足GPS观测要求，另一条边利用全站仪导线加密方式完成洞外三角网的闭合测量。洞外控制点的埋石，采用现浇混凝土墩，中间埋设刻有不锈钢十字标识的方式进行，条件允许尽量埋设强制对中观测墩，洞外控制点点位均应便于安置仪器，周围视野开阔，对天通视情况良好，高度角15°以上无障碍物阻挡卫星信号；远离高于安置天线高度的树木、建筑物等阻挡卫星信号的障碍物；为了避免电磁场对GPS卫星信号的干扰，点位远离大功率无线电发射源、高压输电线；在点位附近避免有大面积水域，以避免多路径效应的影响；点位布设于交通方便，基础稳定，易于保存，有利于导线联测的地方。为了得到最理想的平差精度，三点间尽量布设成接近等边三角形的网型。
2.2洞内平面控制网布网及埋设
洞内平面控制网采用导线测量，洞内导线随隧道的开挖而向前延伸，导线的形状（直伸和曲折）完全取决于隧道的形状，没有选择的余地。为了保证在贯通面处横向贯通误差不超过限差，应减少导线转折角数，即导线边应越长越好，同时考虑到隧道存在曲线段，考虑到方便利用导线点进行放样，边长又不能太长，导线边长应根据测量设计确定。为保证正确贯通，在直线段导线边最短不应短于200m，在曲线段不宜短于70m。洞内导线应布设成多边形闭合环，每个环由4条边构成。长大隧道布设成交叉双导线形式，每个点均架设仪器观测除横向点的边长与距离，增加多余观测，从而增加内部检核条件、提高控制网的可靠性。洞内导线点的埋标埋在无滴水、工作安全、便于保存的仰拱填充上，标上面盖上铁板或厚木板，但应注意不要直接压在金属标志上。导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠、便于设站的地方，点间视线应旁离洞内设施0.5m以上。埋标后，在边墙上用红油漆做上标志，表明点号、里程等，并做好点位记录，以便需要时寻找，有条件情况建议在边墙上埋设强制对中设备。
三 平面控制测量
3.1洞外平面控制测量 GPS卫星定位测量方法
洞外GPS测量，采用6台天宝R10GPS接收机，仪器标称精度3mm+0.5ppm，配套设备有天宝脚架、量高尺、加高杆等，满足规范要求，仪器均在鉴定有效期内。洞外平面控制测量按四等技术要求施测，采用GPS相对定位静态测量模式。
平面加密网复测量时采用GPS测量就近附合到CPI、CPII控制点，形成由三角形或大地四边形，以同精度加密方式采用固定数据平差计算。
3.2洞外GPS测量基线质量控制
3.2.1基线解算方案
基线解算采用天宝TBC v5.0软件、使用广播星历自动解算模式解算，分析基线解精度和残差图，删除精度不佳卫星，最终得到合格的双差固定解。
基线长度中误差按下式计算：
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式中：固定误差a=5mm，比例误差系数b=1mm/km，d为基线或环平均边长(km)。
(1)基线解算采用广播星历，双差相位解，自动解算模式，基线长度小于15km 以内。
(2)同一时段观测值的数据剔除率小于10%。
(3)任一时段的同步观测时间不满足规范要求，则该时段作废。
3.2.2重复基线
同一基线不同时段重复观测基线较差应满足：.png)
式中：.png)
——基线长度中误差(mm)，固定误差 a=5mm。比例误差系数 b=1mm/km，d为基线弦长平均边长(单位以km计)。
3.3洞内平面控制测量方法
洞内导线测量，采用1台徕卡TS50+全站仪，仪器标称精度0.5mm+1ppm，配套设备有徕卡GPR1棱镜、徕卡GST05脚架、气温气压计等，满足规范要求，仪器设备均在鉴定有效期内。洞内平面控制测量按四等技术要求施测，测量前根据仪器自身校准功能对水准气泡补偿器、水平轴倾斜误差、组合校准（I角指标差、C视准差、A横轴差、ATR水平差、ATR垂直差）进行校正补偿。根据洞内控制点布设情况，采用导线网网形进行测量。除洞口点外每站均观测4个方向，左右线各观测2个点，同时观测边角数值，ATR自动照准，边角网测量方法每站观测4个测回，电子记录，采用机载徕卡多测回测量软件自动控制测量过程和精度指标，成果采用科傻大地测量软件平差。水平方向观测时，应选择距离适中、通视良好、成像清晰且垂直角较小的方向作为零方向。此观测方法一般在隧道内多用，与常规单导线测量相比，网形强度上大大加强，除去点对之间由于边长过短不进行直接观测外，其他方向均进行直接观测。
四 洞内导线测量质量保证措施
1.提前做好通风，加强洒水，选择在在洞内空气质量良好，可见度较高的情况下进行导线测量。2.各项测量原始记录必须在现场同步完成，严禁事后补记补绘，原始资料不允许涂改，不合格时应补测或重测。3.测量实施过程中对过往的施工人员、车辆实行交通管控，确保在无干扰的情况下进行测量工作。4.严格控制点间距离，防止过多的测站造成导线网强度的减弱。5.严格执行现行测量技术规范技术要求，保证各项测量成果的精度和可靠性。6.控制点距边墙应有一定的距离，防止隧道边墙旁折光的影响。7.控制点十字丝要清晰可见，防止出现因控制点十字丝模糊造成的对中误差。
结语：本文结合控制测量理论和西家山隧道平面控制测量经验，对长隧道平面控制测量进行了阐述，从布设控制点到平面控制测量实施的注意事项，再到洞内外控制测量组织和质量保证措施，浅谈了长隧道平面控制测量。在长隧道施工过程中，平面控制测量必须引起我们的足够重视，测量中做到科学测量，必须以规定的精度慎重进行，避免产生严重后果，避免造成测量事故。
参考文献：
[1]《铁路工程测量规范》（TB 10101-2018）
[2]《铁路工程卫星定位测量规范》（TB 10054-2010）
[3]《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T 18314-2009）
论文作者:朱勇军
论文发表刊物:《建筑实践》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/27
标签：测量论文; 导线论文; 隧道论文; 基线论文; 平面论文; 洞内论文; 误差论文; 《建筑实践》2020年第1期论文;