摘要：随着国内基础建设的大力发展，公路里程也在不断的增加，同时延伸至各类复杂环境里。为保证工程质量，降低运营风险，不管是新建隧道或是运营隧道均离不开隧道的检测或监测工作。以公路隧道为例，衬砌的厚度不够、围岩和衬砌脱空、衬砌渗水、钢筋分布情况与施工设计不符、衬砌内裂缝等病害均成为降低公路隧道工程质量的主要问题，相关技术人员应该加大各类施工技术与检测技术的应用分析力度。基于此，本文针对公路隧道衬砌断面轮廓的检测方法进行分析，以供参考。
关键词：公路隧道；衬砌断面；轮廓检测技术
1 公路隧道衬砌断面轮廓的检测
1.1 检测目的
对于在建公路隧道来说，开挖过程中的控制和把控将严重影响隧道施工工期和造价成本。因为超挖过多不仅仅会带来除渣量和衬砌量的增加，从而造成工程造价的升高，而且还会带来围岩局部应力集中问题，从而影响围岩稳定性。欠挖则会直接造成初次衬砌的厚度不满足原设计要求，对工程的质量和安全造成隐患。
通过对公路隧道断面轮廓检测，能够清楚地了解到隧道超欠挖的位置及大小，掌握衬砌支护情况，调整开挖参数，为后续施工提出指导性作用。
1.2 检测方法
公路隧道衬砌断面轮廓测量主要包括直接观测法与非直接观测法两种方法，其中直接观测法是直接测量开挖面断面法，在二衬支模后，以内模作为参照物，量得从内模到开挖壁面的数据，再加上内净空即为开挖断面数据；而非直接观测法主要是包含极坐标法、直角坐标法、三维近景摄影法三种不同方法。三维近景摄影法是在隧道内设置摄影基站，从而获取立体影像，通过立体测图仪进行定向和测绘，最终得出实际开挖的轮廓线；直角坐标法则是利用经纬仪或全站仪测量出开挖壁面各个变化点的水平角和数值角，通过几何原理，计算出各个测点距坐标原点的纵横坐标，再按比例绘制出断面轮廓线；而极坐标法也称为断面仪法，是以某物理方向为起算方向，按照一定间距依次测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线交点之间的矢径与水平方向的夹角，将这些矢径端点依次相连即可得到实际开挖轮廓线。目前在隧道施工中的断面轮廓检测多采用激光断面仪，其检测原理就为极坐标法。激光断面仪对轮廓检测方法为：公路隧道初次衬砌与临时支护完成时，把激光断面仪放置于公路隧道所选定的设计轴线里程中心桩上，根据和隧道轴线相垂直地方向展开精密测量，进而得到初期支护断面轮廓资料数据。针对二次隧道衬砌完成时，需要再次检测同一里程处，得到公路隧道的二次衬砌断面轮廓资料数据。用激光断面仪测量实际开挖轮廓线的有点在于不需要和合作目标（放射棱镜），下文就以激光断面仪作为检测仪器为例，简略阐述公路隧道衬砌检测的实施策略。
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2 公路隧道衬砌检测的实施策略
2.1 检测前准备工作
第一，复合式衬砌与整体式衬砌断面内轮廓的检测，公路隧道横断面所布置间距应该符合：曲线地段18m、直线地段45m，保证每幅至少要检测一个衬砌断面；第二，想要保障检测数据分析准确程度提高，需要详细记录检测阶段环境的温度、粉尘烟雾、气压等具体情况；第三，公路隧道应该用经纬仪与全站仪放出中线，在检测断面处设置基准点，测出里程与标高，并且在相对应的边墙标出需要检测的断面里程；第四，移除或清除有待检测的公路隧道断面上障碍物，如果被检测地面存有积水，则应该及时把水排干且用白纸进行覆盖；第五，基准点通常选择红色油漆进行标注，如果红色油漆点相对较大且正好处于激光中心位置，则应该在基准点上覆盖白纸，然后进行检测。
2.2 检测步骤
激光断面仪检测隧道断面的具体操作为：第一，确定公路隧道需要检测的断面位置，并且在地面标出中心线位置P，测量出点O在公路隧道断面的坐标系XOZ的数值（X0，Z01），通常P点在公路隧道的纵向轴线时X0=0；第二，在公路隧道地面的纵向轴线找出定向点Q，进而确定公路隧道地面纵向轴线PQ，针对支线隧道，借助于仪器垂直旋转完成纵向轴向的定位；第三，把公路隧道激光断面仪放置于标志点P的上方，调水平，把激光朝下对中点P，同时测量出仪器高，反复进行调试后完成水平与对中；第四，垂直旋转激光断面仪，保证激光朝向纵向。然后，水平旋转90°，激光束朝向公路隧道横断面的右侧；第五，扫描测量，整理与分析测量数据，编写测量报告。
2.3 注意事项
（1）在实际检测过程中，有时候会发现仪器不工作的状况，经过检查分析，最后发现是隧道环境中的湿度较大、或周边环境粉尘较多，影响了激光镜头，此时则只需用于净、柔软的试纸擦拭镜头就可解决这一问题，（2）激光点有时会打到隧道中的管线，这些点不是真实的隧道断面点，因此要做好记录。用后处理软件处理数据时，将这些点不参与计算，否则会因为采集非断面数据而造成不必要的错误，（3）隧道围岩级别不同，其标准断面（即设计断面）、预留变形量和评定标准是不同的，因此一定要记录检测断面所处的围岩级别，作为数据处理和超欠挖评定时的基础数据。
3 结束语
首先隧道激光断面仪检测规范化的操作技术和相关注意事项应该高度重视，是保证检测数据真实可靠的基础。其次在隧道激光断面仪检测和分析检测数据前，应充分地掌握检测隧道的相关资料。然后在使用激光断面仪检测隧道衬砌轮廓，并经过专门软件处理后，可以清楚看出超挖（外扩）量、欠挖（内侵）量的大小和位置，能够清楚、直观、准确地掌握断面轮廓开挖断面和二衬断面的情况。并且由检测成果可对开挖质量进行监控，发现不满足要求的断面后，可以及时修正开挖参数，指导施工。成功应用激光断面仪于隧道衬砌轮廓断面检测，可对隧道的建设起到了很好的监督和促进作用。最后，与其他方法相比，激光断面仪检测方法更加方便、准确、快捷。
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论文作者:庞光磊
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/10
标签：断面论文; 隧道论文; 公路论文; 激光论文; 轮廓论文; 测量论文; 围岩论文; 《基层建设》2018年第24期论文;