浅谈高速铁路长大隧道施工控制测量

张 飞

中铁隧道股份有限公司 河南 郑州 450000

高速铁路简称高铁,是指基础设施设计速度标准高、可供火车在轨道上安全高速行驶的铁路,列车运营速度在250km/h以上。为了保证高铁的列车运行速度,高速铁路对建设的线性、地形要求都非常高,需要有一条超长、不间断且平稳的铁路。为了突破各种地形建设铁路,就要运用隧道修建对长线进行延伸和连接。因此,我国长大隧道在高铁线路中占比量大,也非常常见。而长大隧道的施工由控制测量技术贯穿着始终,促使长大隧道科学地修建,对长大隧道的工程质量起着至关重要的作用。

一、隧道工程测量的概述

隧道工程测量(tunnel engineering survey)[1]是在隧道工程的规划、勘测设计、施工建造和运营管理的各个阶段进行的测量。目前我国高速铁路隧道施工控制测量方式主要采用全球定位系统(GPS),对隧道的洞外各数据建设定位网络,对洞内测量应用交叉双导线的方式进行监控,随着科技的发展,洞内测量逐渐采用自动化机械技术,全导线也慢慢取代双导线测量方法。隧道工程测量主要分为三个部分,其分别是：洞外控制测量、洞内外联系测量和洞内控制测量。

二、长大隧道施工控制测量技术

1.控制测量的设计

(1)洞外控制测量设计。在隧道施工之前,施工团队应对隧道的性质和作用有严格的了解。对隧道选址的实地勘察就需要控制测量技术。控制测量技术首先需要有一个统筹完备的测量计划,按照施工要求设计测量工作,根据实际施工选择测量等级,严格按照等级要求使用符合精度的测量仪器,从而进行有序地测量。值得注意的是,隧道测量所使用的仪器虽然有不同精度标注,但为了精确测量数据,使用精准度越高的仪器越好。

长大隧道的长度跨度大,因而利用GPS控制网将其网点分段,能够更加方便地测量,且利于把握测量的精度。因此,基于隧道的长度从而在隧道洞外设立四个平面控制点,三个高程控制点,进洞联系边边长最好要不小于五百米[2]。以上是一般情况,如若在特殊的情境下,每个洞口可设立三个平面控制点,两个高程控制点,进洞联系边边长一般不超过三百米就足够。

经由GPS精准测量之后需要运用相关公式对其进行估算,从而对洞外的情况做详细的分析和判断。

(2)洞内控制测量设计。洞内运用导线进行测量,所以在洞内每隔350米左右设立导线点[2],平面控制点与高程控制点埋设在同一桩点。洞内导线布设前要按照公式估算洞内宽度贯穿性是否满足要求。

2.洞外控制测量。首先要对洞外的平面控制网进行测试,对平面控制网的精确度进行检查,如果平面控制网精准,则可以在其基础上进行加密建设,设立更加精准的控制网络体系；如果其不精准,则需要再建立过一个控制网,进而完善新的控制体系。

3.洞内控制测量。由于洞内控制导线目前还是以人工测量为主,因此人工失误还有仪器上的精确度误差会对洞内测量产生不利影响,另外,洞内变化的温度、温差、气压、气流等客观环境因素也会的测量结果有所影响。因此,在选用仪器上要尽量选择精准度高的仪器；测量的工作人员也应该具备素质高的测量技术；在导线测量前要进行仪器的矫正,从而减小误差；注意温度和气压的改变,对洞内环境进行定期的通风,避免气压差以及施工环境差导致测量施工不能有效展开。

通过连接洞外GPS控制网和洞内导线测量,对洞内外控制测量进行连接,从而能够高效地联结洞外和洞内的测量。洞内外控制测量也是导线测量的一种,因此要采用双厚视边的进洞方法,在夜晚或者无风的阴天进行测量。

4.隧道贯通误差测量。隧道是由两边洞口进行开挖工作的,因此两边的开挖工作集中到中间使隧道贯通之后,两边的测量因为环境等因素的不同可能会形成误差,因此,贯通的隧道要再一次做统一的测量,验证误差大小,从而把控好整个隧道的质量。在隧道贯通测量设计,主要采用全站仪和电子水准仪进行贯通误差的测量。

5.贯通误差的调治。通过贯通误差测量之后,确定实际的误差情况,进而在还未进行衬砌的隧道段进行调整,目标是满足轨道的整体线性和稳定性。以50毫米为基准[3],当误差小于50毫米时不需要多加调整；当大于50毫米时,要通过CP 控制网进行航迹的调整。通过调治误差从而使隧道的线路符合整体轨道的标准。

三、长大隧道控制测量误差存在的问题

测量误差因为人为原因或者施工环境等原因在实际测量中无法完全地避免,施工团队虽然在施工的各个环节和设计上都利用各种技术将误差控制在了很小的范围内,却无法保证客观环境的多变因素对精准度的影响。

因此,测量误差无法完全消除,且是必然存在的,不以施工队伍的施工措施为转移的。目前,我国施工团队只能采用先进的精准仪器减少测量的误差,为了避免人工误差而逐渐普及自动化测量技术,在测量是对环境的状况多加监控,在施工过程中对测量结果多加验证,从而在各个步骤中反反复复对测量进行精确度地实验,从而确保测量结果误差最小化。

四、结语

长大隧道施工测量贯彻着长大隧道施工的始终,作为衡量施工效果的重要指标,指导着长大隧道施工的方向,影响着整个长大隧道的安全质量和实用性质。因此,在长大隧道施工控制测量的环节中,需要施工建设方对其工作加以重视,通过严谨的设计和操作,对测量的每一步进行严格的控制,确保隧道贯通误差,从而保障高速铁路隧道的工程质量,为我国高铁建设保证通行安全。