中交隧道工程局有限公司华北分公司 北京市朝阳区 100015
摘要：经济的发展，城镇化进程的加快，促进隧道工程建设项目的增多。测量工作是整个隧道建设的一项重要工作，对隧道的质量及进度控制都起着极其重要的作用。为了保证施工各个阶段的精度指标达到要求，应加强测量方法的改进，梳理好各阶段的工作内容及要求，并形成一个完整、合理的测量技术方案。本文就隧道工程测量沉降变形观测展开探讨。
关键词：隧道工程；隧道地表沉降；测量作业
引言
工程概况：本项目部工程属于新建蒙西至华中地区煤运通道铁路土建工程项目MHTJ－7标一工区段，位于陕西省延安市宝塔区和延长县片区内。施工起讫里程DK343+843．33～DK351+705．75，正线全长为7．86km。为单洞双线隧道，地质主要分为砂质新黄土、黏质新黄土、黏质老黄土和粉质黏土等地质，其中砂质新黄土遇水易崩解、坍塌。主要工程有：桥梁工程3座，其中特大桥1座，大桥1座，中桥1座；隧道工程3座，轨道工程15．72km，其中有砟轨道2．22km，无砟轨道13．5km。如表1所示为隧道围岩级别分类表。
1隧道测量中的平面控制网布设
隧道顺利贯通的前提离不开控制测量的精度，即必须尽可能缩减控制测量的误差来提高其精度。因此，隧道测量中的平面控制网布设必须满足设计要求才能保证隧道正常贯通。隧道控制测量的内容分为以下三部分：地面控制测量、地下控制测量和联系测量。对于地面控制测量，高精度GNSS成为主要的测量手段，其精度较高，且不会存在误差累计。因此，地下控制测量对隧道贯通误差起着关键的影响作用。地下控制网因受到隧道空间和结构的影响，必须采用狭长的网形来布设。
2隧道沉降观测
2.1沉降变形观测网观测的具体要求
在整个隧道测量过程中，须遵循”五固定”的基本原则，即固定水准基点、固定测站基点、固定测量人员、测量仪器及测量的方向和方法，这样才能保证测量基本精度。隧道的沉降观测一般采用同一线路的往返观测，以保证其精度。在仪器的选择上，使用了DINI03仪器及其配套的标准转点尺垫。隧道中测量条件差，因此在测量过程中必须严格遵守规范进行标准测量，仪器、尺垫、尺子必须稳定和水平，这样在测量的过程中才能更好地读取数据，以加快测量速率。测量完成后，整理观测数据，看能否闭合到基准点，当无法闭合或闭合差较大时，若无准确原因，必须重新观测，直到观测误差符合《国家一、二等水准测量规范》（GB/T12897—2006）。隧道观测时，按照后－前－前－后的顺序进行观测，对于有变换奇偶测站功能的电子水准仪，按照以下要求顺序进行观测：①往测：奇数站为后－前－前－后；偶数站为前－后－后－前。②返测：奇数站为前－后－后－前；偶数站为后－前－前－后。
2.2隧道洞外控制测量
隧道洞外控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。（1）隧道洞外平面控制测量。平面控制测量有中线法、精密导线法、三角测量法、GPS测量等，它们各有不同的工程适用性，以下详述中线法。把隧道洞外中线引入洞内需要测量一些中线定向点，中线法就是把这些所需的定向点测设出来的方法。中线法测设简单直观，用于较短的直线隧道，经过几个回合的往返测设之后，可以达到需要的精度。（2）隧道洞外高程控制测量。隧道洞内点的高程从洞外水准点引入，施测隧道洞口附近水准点的高程属于高程控制测量的范畴。水准测量应遵循设站少、观测快、精度高等要求，同一洞口的水准点之间宜设置为可联测的形式，且一般设置2～5个水准点。
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2.3观测标的布置
青化砭隧道由于地质特殊，不同于其他一般隧道，其地质主要分为砂质新黄土、黏质新黄土、黏质老黄土和粉质黏土等地质，其中砂质新黄土遇水易崩解、坍塌，因此，观测标的布置也是沉降观测中的重中之重。布置方法和要求如下。（1）在隧道的洞口段，需要进行地基处理，布置时自洞口起每个断面间距为25m。（2）青化砭隧道施工过程中主要以Ⅳ级围岩为主，所以布置过程中每300m布设一对沉降观测断面标。（3）隧道的断面变更或在明暗交界处至少要布置两对断面标。（4）隧道断层破碎带、湿陷性黄土、膨胀土等不良地质和复杂地区应适当加密布设观测断面标。（5）当隧道明洞＞20m时，每20m布设一个断面观测标。隧道主体施工完成后，每个观测断面在相应于隧道两侧边墙高于水沟电缆槽盖板0．3m位置埋设一对沉降观测点，观测点一般外露20mm。隧道洞内的观测标设在两侧边墙处。在仰供施工完成后至仰拱底板施工期间，因观测标位置较高难以实施观测，需要将观测标转移至下部仰供便于观测处，待仰供混凝土施工后，及时将观测标转移至原布设测点位置，转移的观测标设置在原有断面里程上，采用相同的编号喷码标注以便于识别。
2.4隧道洞内控制测量
（1）隧道洞内的平面控制测量。中线法：可根据其理论坐标计算出测设的角度和距离，然后直接测设，得到测设点后再与理论点的坐标进行比较并校正。导线法：导线法的精度一般较中线法高，特别是平差后的闭合三角导线法。（2）隧道洞内的高程控制测量。隧道洞内高程控制测量与洞外高程控制测量基本相同。贯通后，应对两边的高程水准路线进行调整，以调整后的高程作为施工指导。施工期间的测设，还包括上下导坑的联测、腰线的测设、结构物的放样测设等项目。上下导坑的联测主要是为了确保上导坑的掘进方向。从洞外引进的定测点都是测设在下导坑的地面，但大断面隧道施工时，或者地质条件不好的隧道开挖时，往往采用上下导坑法进行，这时候上下导坑的联测是必需的测量项目。腰线的测设就是根据已经引入洞内的水准点来测设出一条有坡度的标示线，该标示线就是腰线，腰线的坡度与隧道的纵向设计坡度保持一致。腰线由一系列测设点来定出，这些点间距一般不超过10m。超挖和欠挖的存在，说明隧道断面开挖有一定的调整余地。开挖完成后，应及时测量开挖断面的尺寸，验证其是否符合设计要求。断面开挖符合要求之后，再加密洞内的中线点和水准点，然后就可以进行结构物的放样。之所以要加密中线点和水准点，是为了确保建筑物的放样精度。
2.5测量作业安全措施
水准路线位于道路上作业观测时，仪器与水准尺应放置在路边人行道以及行人较少范围内，测量人员必须配备穿戴反光马甲，提醒来回车辆注意安全。（2）当水准测量路线通过正在施工区域范围时，测量人员必须按要求佩戴安全帽，并服从现场管理人员或现场安全员的安排。（3）现场辅助测量人员必须经过现场安全教育培训并颁发合格证后才可以上岗，保证测量作业人员有一定的安全意识和安全素养。
结语
我国隧道建设发展不断加快，未来的隧道必将向大断面、大埋深和长洞线的趋势发展，也将会面临更多的机遇和挑战。正确地观测地表沉降在整个铁路隧道施工中具有十分重要的作用，通过工程测量沉降变形，能在提升隧道工程质量的同时，保证列车在铁路行驶过程中的安全性以及舒适性。因此，可以大力推广这种工艺，更好地为铁路隧道施工做贡献。
参考文献：
［1］孙昕．铁路隧道风险评估指标体系及方法研究［J］．铁道工程学报，2015，29（9）：71－74．
［2］李明领．客运专线无砟轨道铁路线下结构沉降变形观测与评估技术［J］．铁道建筑技术，2017，26（2）：59－69．
［3］李明领，周全能，陈善雄，等．试论铁路客运专线沉降变形观测评估工作模式［J］．铁道标准设计，2015，54（2）：7－10．
论文作者:李亨
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第21期
论文发表时间:2019/7/9
标签：隧道论文; 测量论文; 断面论文; 高程论文; 导坑论文; 中线论文; 水准论文; 《建筑模拟》2019年第21期论文;