隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,相關(guān)的隧道工程越來越多。隧道測量是工程測量的重要組成部分,在隧道工程中起著非常重要的作用。本文就隧道測量工作當中的相關(guān)問題做了一些探討,希望對隧道工程測量行業(yè)有一定的參考作用。
隧道測量是在隧道工程的設(shè)計、施工和運營管理階段所進行的測量工作。隧道施工測量的目的是保證隧道相向開挖時能按規(guī)定的精度正確的貫通,并使各項建筑物按規(guī)定精度和設(shè)計位置修建。因此隧道測量必須以規(guī)定的精度認真、慎重的進行, 避免產(chǎn)生嚴重后果,造成資源的浪費和返工。
1、工程概況
山西省中部引黃工程是山西省“十二五規(guī)劃”大水網(wǎng)建設(shè)中一項重要的工程,本工程干線自天橋水電站庫區(qū)取水,供水范圍包括四市十六個縣(市區(qū)),涉及忻州市保德縣;呂梁市:興縣、臨縣、離石、柳林、中陽、石樓、交口、孝義、汾陽九個縣(市區(qū));臨汾市:隰縣、蒲縣、大寧、汾西四個縣;晉中市:靈石、介休兩個縣(市)。規(guī)劃年供水6.02億m3。
該工程包括取水工程和輸水工程。取水工程位于保德縣境內(nèi),進水塔位于天橋水電站庫區(qū)上游棗林溝入黃河溝口處左岸,義門鎮(zhèn)東北角,距天橋水電站樞紐約1.4千米。輸水工程包括總干線、東干線、西干線以及各供水支線。輸水線路總長384.5千米,總干線長200.22千米,東干線全長28.76千米,西干線全長85.70千米,蒲大支線長3.6千米,汾孝介支線長14.97千米,交汾靈支線長51.25千米。
2、隧道測量主要步驟
2 . 1 測量方案準備工作
在測量開始之前要認真閱讀相關(guān)設(shè)計圖紙 ,熟悉相關(guān)設(shè)計規(guī)范以及對本工程的具體測量要求;了解隧道施工工藝和步驟,制定較為詳細的施工測量計劃方案。該工程施工05標合同段,起訖樁號為總21+182.39~41+167.46,主線全長19.985千米,沿線經(jīng)過葦樹局村,孫家溝村,前桑林村,蒺藜坪村,東莊��村,雷家峁村等村。
本合同段主要工程內(nèi)容包括:總干2#隧洞一座,全長19.985千米;隧洞支洞6座,全長4.084千米,總長24.069千米。主洞凈寬4.2米,凈高5.1米,支洞凈寬3.65米,凈高3.2米,設(shè)計均為城門式洞型。
2 . 2 隧道進出口閉合測量
根據(jù)設(shè)計技術(shù)交底和現(xiàn)場測量交樁,正式實測前,應(yīng)對所交樁的坐標和高程進行閉合聯(lián)測,符合精度要求后才能正式實地放樣。如果精度達不到要求,應(yīng)盡早通知有關(guān)單位進行聯(lián)測。短隧道可以進行全站儀導線閉合測量,長隧道或者地形復(fù)雜的可采用GPS全球定位系統(tǒng)測量。
2 . 3 進出洞口測量
進出洞口測量包括地形地貌、標高埋深等項目。隧道進出口位置地形的復(fù)測相當重要,它直接關(guān)系到以后隧道洞口能否安全進洞。洞口地形復(fù)測,主要復(fù)核與設(shè)計圖紙是否相符,包括工程量復(fù)核、進洞口樁號、覆蓋層厚度、是否偏壓, 偏壓時地形對洞身結(jié)構(gòu)影響程度,是否應(yīng)采取變更洞口位置,變更洞口臨時支護形式參數(shù)以及洞口地貌特征對洞口的影響和洞門形式是否合適等。
2 . 4 洞內(nèi)正常測量
洞內(nèi)施工測量主要控制好隧道凈空,開挖、支護、二襯不要侵入凈空,當然也要控制好超挖過大問題。按照設(shè)計或?qū)嶋H圍巖地質(zhì)情況,測量精度也相應(yīng)分為三個級別,即開挖輪廓測量、初期支護定位測量以及二次襯砌施工測量。
2 . 5 監(jiān)控測量
隧道施工監(jiān)控測量工作,貫穿于開工到竣工交驗全過程,是一項必測項目。其主要作用在于:為安全生產(chǎn)提供信息,掌握施工中圍巖和支護的動態(tài)信息,地質(zhì)超前預(yù)報、及時反饋信息,以指導施工作業(yè);為設(shè)計和施工提供科學依據(jù),通過對圍巖和支護的變位、應(yīng)力變化,為設(shè)計部門修改支護系統(tǒng)提供參數(shù)設(shè)計。
2 . 6 貫通測量
貫通測量結(jié)果報告是工程交驗必須的資料,主要對工程竣工后,對工程的平面曲線、豎曲線、結(jié)構(gòu)幾何尺寸進行實測。如果因貫通測量過程中發(fā)生錯誤而未能貫通,或貫通后接合處的偏差超限,將影響工程質(zhì)量,甚至引發(fā)更嚴重后果。
3、隧道工程中的測量方法分析
3 . 1 地面控制測量
地面控制測量主要包括平面控制測量和高程控制測量。平面控制測量的主要任務(wù)是測定各洞口控制點的平面位置,以便根據(jù)洞口控制點將設(shè)計方向?qū)虻叵,指引隧道開挖,并能按規(guī)定的精度進行貫通。
平面控制測量一般采取以下幾種方法:直接定線法、導線測量法、三角網(wǎng)法和GPS法。高程控制測量的任務(wù)是按照設(shè)計精度施測兩相向開挖洞口附近水準點之間的高差,以便將整個隧道的統(tǒng)一高程系統(tǒng)引入洞內(nèi),保證按規(guī)定精度在高程方面正確貫通,保證隧道工程在高程方面正確修建。一般在平坦地區(qū)采用等級水準測量,在丘陵及山區(qū)采用光電測距三角高程測量。
3 . 2 隧道施工測量
。 1) 洞內(nèi)導線測量與進洞點的標定。
施工導線是隧道施工中為方便進行放樣和指導開挖面布設(shè)的一種導線,導線點是邊開挖邊設(shè)置,通常沿中線布設(shè),邊長一般為25~50m。施工單位還需布設(shè)洞口點,進洞點利用設(shè)計坐標和洞口點坐標, 采用全站儀或經(jīng)緯儀通過極坐標法標定, 洞口點設(shè)儀器;然后,用極坐標反算所得方位角,標定方向,并測量距離, 從而確定進洞點。
。 2) 中線測量。
中線測量是保障隧道按設(shè)計要求施工的重要舉措。根據(jù)施工方法,開挖的寬度以及曲線設(shè)計半徑大小等不同,中線測量的方法也不同。由于洞口施工方法的特殊性,中線分臨時中線和永久中線。當隧道掘進20m左右,就要對臨時中線點進行重新檢查標定, 檢查符合要求后,標定永久中線。直線隧道的中線測設(shè)通常采用經(jīng)緯儀正倒鏡法, 瞄直法和激光指向儀導向法。
。 3) 貫通測量。
貫通測量是為了使兩個或多個掘進工作面,按其設(shè)計要求在預(yù)定地點正確接通而進行的測量工作。貫通測量應(yīng)遵循以下原則:要在確定測量方案和測量方法正確的同時,保證貫通精度;對每一項測量都應(yīng)有客觀獨立的檢查校核,嚴防差錯。貫通后實際偏差的測定主要有以下幾種。
①平巷貫通水平面內(nèi)偏差的測定:用經(jīng)緯儀把兩端巷道的中心線都延長到巷道貫通接合面上,量出兩中心線之間的距離,其大小就是貫通在水平面內(nèi)的實際偏差。
、谄较镓炌〞r豎直面內(nèi)偏差的測定:用水準儀測量或三角高程測量連測兩端巷道中的已知高程控制點,求出高程閉合差,它實際反映了貫通高程測量精度。
、圬Q井貫通后井中實際偏差的測定:豎井貫通后, 可由地面上或由上水平的井中處掛上中心重球線到下水平,直接丈量出井筒中心之間的偏差值,即為豎井貫通的實際偏差值。
4、結(jié)語
本文通過多次現(xiàn)場對引黃工程施工的測量,根據(jù)工程施工的實際情況,對隧道工程施工測量工作提出了更高的要求,有助于加強測量結(jié)果的科學性及準確性。相信經(jīng)過科學的管理,工程施工建成后,質(zhì)量目標可達到《水利水電工程施工質(zhì)量檢驗與評定規(guī)程》(SL176-2007)合格標準。
可新增灌溉面積150萬畝,不僅能緩解最干旱的呂梁山區(qū)沿線工業(yè)供水、農(nóng)業(yè)灌溉和生態(tài)供水緊缺的矛盾,而且對改善全省水資源緊缺狀況和應(yīng)對中部發(fā)生特大旱情具有非常重要的戰(zhàn)略意義。
參考文獻
[1] 張正祿.工程測量學[J].武漢大學出版社.2002.
[2] 屈永強.淺談隧道工程施工中的測量工作[J].科學之友.2007