中山市东建测绘工程有限公司 广东 中山 528400
摘要：对某隧道洞外控制网、洞内控制网、斜井和竖井测量进行了论述，并着重介绍了竖井联系三角形测量方法以及过程实施。通过对洞外平面、高程控制网以及三角形联系测量进行精度分析，确定了本次控制测量的可靠性。
关键词：控制测量 竖井 斜井 联系三角形
1 前言
某城际轨道GZZH-3标起点里程DK50+107.15，终点里程DK55+329.27，正线全长5.222km。本标段包括隧道及隧道两端的路基段。其中DK50+860（ZDK50+859.568）为隧道进口，DK52+237（左线为ZDK52+190）是为增加工作面设置的竖井（距地面约37m），DK53+900处也是增加工作面而设置的斜井，DK54+700为隧道出口，隧道全长3.8km。
图一 隧道平面图
工程施工前，洞外控制网的建立、洞内控制网的建立、如何通过有效手段将洞外控制网传递到洞内，为洞内施工提供可靠的测量控制基准，一直以来是隧道控制测量的重点难点。本文通过某隧道控制测量实践，介绍了隧道从洞外到洞内控制网的设计及实施过程，并重点论述了竖井联系测量方法及实施，确保了隧道有效贯通，
2 控制测量内容
《新建铁路工程测量规范》中规定，直线隧道长度大于1000m，曲线隧道长度大于500m，均应根据横向贯通精度要求进行隧道平面控制测量设计。隧道相邻两开挖洞口间（包括横洞口、斜井口）高程线路长度大于5000m，应根据高程贯通精度要求进行隧道高程控制测量设计。某隧道全长3.8km，其中直线部分0.8km，曲线部分3km。根据测量中必须遵循的“从整体到局部，先控制后碎部”原则，结合某隧道实际工程，本次某隧道控制测量内容主要如下：1） 洞外控制测量；2洞内控制测量；3）竖井联系测量；4）斜井测量。
3 技术指标
3.1 主要技术标准
（1）《国家一、二等水准测量规范》，GB/T12897-2006；
（2）《高速铁路工程测量规范》，TB10601-2009；
（3）《全球定位系统（GPS）测量规范》，GB/T18314-2009；
（4）《城市轨道交通工程测量规范》，GB 50308-2008。
3.2 主要精度技术指标
4 控制网测设
4.1洞外控制测量
4.1.1 洞外平面控制网测量
随着GPS定位技术的普及，隧道洞外控制测量采用GPS定位技术显现出非常多的优越性，也逐渐成为隧道洞外控制测量的主要方法。隧道洞外平面控制测量采用GPS测量技术，以线路端点231B和点CP11 作为平面控制约束点，同时以点C095作为检核点，根据工程需要，在隧道进洞处加密点J302、点201、点232B，出洞处加密点CP10、点CP10A、点J306，竖井处加密点B001、点J304、点233B，斜井处加密点SP01、点C235（见图二）。
图三 洞内导线环示意图
布设时，导线边长在直线地段应大于200m，曲线地段不小于70m，导线点布设在施工干扰小、稳固可靠的地方，点间距视线应离开洞内设施0.2m以上。测量时，根据规范要求，采用洞内导线等级三等，利用全站仪对每一闭合环所有的内角和边长进行测量。
在进行洞口测量时，为了减小因洞内外通风、气温的差别空气密度波动大带来的不可避免的测角误差，洞口测量选择在比较凉爽的阴天或夜间进行。洞内测量时应在爆破产生的尘烟排除以后才能进行。
4.2.2洞内高程控制测量
洞内高程控制测量利用洞内布设的平面控制网点，采用闭合水准导线形式与洞外或通过斜井、竖井传递的水准点相连，并按照三等水准要求进行施测。
4.3 联系测量
4.3.1联系三角形测量
竖井测量通常采用吊钢丝联系三角形法进行井上与井下坐标与方位角的传递。
4.3.1.1 联系三角形测量方法
在竖井地面部分设置一固定点A，并预先通过地面平面坐标传递到A点。在竖井上部预先制作两个钢支架（E、F），在支架上悬挂两根0.3mm强化钢丝直至竖井底部，在钢丝下端悬挂10kg重锤，并将其浸在油桶中，保证其稳定。在坑底地面设置一固定点B，并在基坑底部的坑壁上设置另一固定点C，架设棱镜作为定向边后视（见图四）。
为了保证精度，应保证两钢丝间距≥5m，方向角差 、 ， 、 应小于1.5，以形成狭长的伸展形三角形，利于联系三角形坐标和方位角的传递。待两垂线稳定之后即可开始联系三角测量，这时在地面点A观测 角以及连接角 ，并丈量三角形的边长 ，在井下观测 角以及连接角 ，丈量边长 。待测量完毕后，根据余弦定理解算联系三角形以达到坐标以及方位角定向目的。
图四 竖井测量示意图
4.3.1.2 过程实施
为了减少因刮风对垂线影响，选择在无风阴天进行施测。同时为了保证量距精度，我们采用与徕卡全站仪TS30（标称精度：0.5″，0.6+1ppm）和徕卡全站仪TC2003（标称精度：0.5″，1+1ppm）相配套的反射片贴在钢丝上作为棱镜反射目标，同时，利用全站仪实际测量仪器到反射片的距离以实现联系三角形的边长丈量。角度测量采用全圆观测法观测9测回，各项限差均按照GB 50308-2008《城市轨道交通工程测量规范》执行。地面与井下同时观测，尽量减小钢丝抖动引起的投点误差。某隧道竖井三角联系测量数据见表五。
4.3.2高程联系测量
竖井高程联系测量通常采用在竖井内悬挂钢尺的方法进行高程传递。钢尺应为鉴定合格的长钢尺，同时在钢尺底部悬挂重锤，重锤的重量应与鉴定时相同。测量时，分别在井外与井内安置两台水准仪，同时对钢尺进行读数。测量前应对周围温度进行测量，以便进行温度尺长改正。传递高程应独立观测三测回，测回间要变动仪器高，三测回高差较差应小于3mm。
4.4 斜井测量
斜井测量采用与洞内导线测量相同的方法，在洞外控制测量的基础上，结合洞内的施工特点布设导线，导线采用多边形闭合导线环。
隧道斜井测量以控制点C095与控制点C235作为基线边，在斜井处布设点X1、X2，右洞内布设点SY1、SY2、SY3、SY4，左洞内布设点SZ1、SZ2、SZ3、SZ4，平面控制网与高程控制网均采用闭合环形式进行测设与平差。测量时，平面控制网采用徕卡TS30，全程采用全站仪马达驱动，自动寻找目标并测量，高程控制网采用徕卡电子水准仪DNA（0.3mm/KM），其中右洞按照C095→X1→SY1→SY2→SY3→SY4→SY1→X2→C095顺序进行施测，左洞按照C095→ X1→SZ1→SZ2→SZ3→SZ4→SZ1→X2→C095顺序进行施测。斜井进洞平面导线采用三等（三等导线主要技术指标见表四），高程导线采用二等水准。斜井进洞网形示意图见图五。
图五 斜井测量示意图
5 精度分析
5.1 洞外平面控制贯通精度分析
该隧道长3.8km，其中设有一竖井和一斜井，根据贯通误差分配原则，当存在两个竖井时，洞外平面控制测量所引起的横向贯通误差的限差为： 
贯通长度1km，那么起始方位角误差在贯通面的影响误差为29mm＜50mm，满足规范要求。6 结语
该隧道施工前，通过对隧道洞外控制网的加密复测，以及由斜井和竖井通过有效测量手段将洞外控制点传递至洞内，通过在洞内进行平面、高程网控制测设，为后期的隧道施工测量提供了基准。并通过精度分析，确保了控制测量实施的可靠性。竖井测量方面，实际操作过程中进行了部分测量改进，通过精度分析，该方法使竖井联系三角形方位定向精度有了明显的提高。
参考文献
[1]李青岳，工程测量学[M].北京：测绘出版社，1992.
[2] GB 50308-2008.城市轨道交通工程测量规范.
[3] GB/T 18314-2009.全球定位系统（GPS）测量规范.
[4] TB10601-2009.高速铁路工程测量规范.
[5] GB/T12897-2006. 国家一、二等水准测量规范
论文作者:简永秀
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/8
标签：测量论文; 竖井论文; 隧道论文; 斜井论文; 高程论文; 角形论文; 洞内论文; 《防护工程》2017年第19期论文;