隧道洞内测量
QB/ZTYJGYGF-SD-0402-2011
第五工程有限公司谯生有
1前言
1.1工艺工法概况
洞内测量的主要目的是使隧道各开挖面之间正确贯通，洞内各结构物建筑界限满足规范要求，主要测量内容有洞内控制测量、贯通测量、施工测量。70年代以前，洞内控制测量多采用钢尺量距导线，中线测量多采用偏角法、正倒镜穿线法，断面测量一般采用皮尺花杆进行测量。70年代以后，随红外测距仪、全站仪广泛应用于测量领域，洞内控制测量采用光电测距导线，中线放样多采用极坐标法，断面测量采用全站仪极坐标法进行测量。
1.2工艺原理
在隧道洞内布设导线点，自洞外控制网向洞内导线点引测坐标、高程，保证洞内外导线点成果为统一的坐标系统，利用洞内导线点成果指导隧道的开挖、衬砌，确保相邻贯通面正确贯通，隧道几何尺寸满足界限要求。
2工艺工法特点
应用全站仪导线测量测设洞内控制点坐标，水准测量或者光电测距三角高程测量测量洞内水准点高程，采用全站仪极坐标法进行施工放样和断面测量，利用常规测量仪器即可完成洞内测量任务，测量原理简单，测量工艺经济合理。
3 适用范围
适用于铁路、公路、地铁、水利、水电、矿山等隧道工程洞内测量。
4 主要引用标准
《铁路工程测量规范》TB10101
《高速铁路工程测量规范》TB 10601
《城市轨道交通工程测量规范》GB50308
《公路勘测规范》JTG C10
《水利水电工程测量规范（规划设计阶段）》SL 197
《工程测量规范》GB 50026
5 洞内测量施测方法
洞内控制测量采用闭合环导线施测，导线环边数为4～6条，导线环随开挖向前推进，对中短隧道洞内导线布设为平面、高程三维网，对于特长隧道，洞内高程采用高精度几何水准测量施测，中线放样和断面测量采用全站仪极坐标法施测，贯通误差的调整采用导线平差法或中线调整法进行调整。
6 工艺流程及操作要点
6.1洞内测量工艺流程
洞内测量主要包含洞内控制测量、贯通测量、施工测量三大部分，测量流程如下图。
图1 洞内测量工艺流程图
6.2操作要点
6.1.1收集资料
应收集与洞内控制测量、施工放样有关的规范、标准、作业指导书等，作为测量工作的技术依据。另外还应收集隧道平面图、纵断面图、隧道所在曲线要素、各辅助导坑几何形状及平面位置设计图、隧道断面及细部设计图纸、计单位的洞外控制点成果、隧道控制测量成果报告、施工单位编制的施工组织设计等，作为洞内控制测量精度估算和施工放样数据计算的依据。
6.1.2 洞内控制测量方案设计
隧道长度大于1500m时，应根据横向贯通中误差进行平面控制网设计，估算洞外控制测量产生的横向贯通误差影响值，并进行洞内测量设计。水准路线大于5000m时，应根据高程贯通中误差进行高程控制网设计。
1 洞内控制网技术设计内容
1）根据洞外平面控制测量精度估算贯通误差，验算洞外控制网测量的横向贯通误差影响值。
2）根据洞口不同控制点组合估算的横向贯通误差，选择引测进洞联系边。
3）根据洞内允许横向贯通误差设计洞内导线测量精度。
4）洞外高程控制测量施测后，按洞外高程测量平差精度验算高程贯通误差影响值，设计洞内高程控制测量精度等级。
2 洞内平面控制网设计要素
表1 洞内平面控制网设计要素
3 洞内高程控制网设计要素
表2 洞内高程控制网设计要素
6.1.3洞内导线控制测量 1
选点埋桩
洞内导线边长应根据测量设计确定，导线边长在直线段不宜短于200m ，曲线段不短于70m ，在条件许可的情况应尽量设置长边，导线点布设在施工干扰小、稳固可靠、便于设站的地方，视线应旁离洞内设施0.2m 以上。洞内水准点应每200～500m 设置一对
点，点位设置在洞内不易被碾压破坏的地方。控制点可采用混凝土现场浇注的方法埋设。
2 洞内导线施测 1）洞内导线的布设形式
洞内导线应布设为多边形闭合环，每个导线环由4～6条边构成，如图2所示，长隧道宜布设为交叉双导线。
当采用辅助平行导坑进行施工时，平行导坑方案的主要特点是平行导坑相向独头掘进先于正洞贯通，在平行导坑中形成多个工作面进行正洞的开挖，从而达到正洞快速施工的目的。平行导坑与正洞长度相当，最后将导坑扩挖与正洞形成双线。
由于平导独头掘进，便于在平导内布设高精度的导线网，导线网随施工的掘进不断向前推进，平导贯通后，可对平导高精度导线进行统一平差及贯通误差调整，由于平导需要二次扩挖，采用平差法调整贯通误差既可以提高洞内精密导线网的整体精度，又不会对平导扩挖造成影响，贯通误差调整后的导线网成果可指导正洞开挖和平导的扩挖。
由于先调整贯通误差，后指导平导的二次扩挖和正洞的后续开挖，贯通误差的调整对隧道建筑界限的影响相对较小。这种施工模式控制网一般按图3布设。
平行导坑内导线布设为多边形闭合环，正洞导线由平导经横通道向内引测，采用主副导线进行测量，各横通道间分段贯通。平导独头相向贯通后贯通误差采用导线平差法进行调整，采用调整误差后的平导导线成果指导正洞未贯通段的施工中线。
2）洞内导线测量注意事项
Ⅰ洞内导线测角、测距技术要求可参照洞外控制导线测量的相关要求。
Ⅱ洞内导线应尽量沿线路中线布设或与线路中线平移一适当距离左右交叉布设，边长要接近等边。
Ⅲ对于大断面的长隧道，可布设成多边形闭合导线环。有平行导坑时，平行导坑的单导线应与正洞导线联测，以资检核。
Ⅳ长边导线的边长应按贯通要求进行设计，当导坑延伸至两倍洞内导线设计边长时，应进行一次导线引伸测量。每测定一个新导线点时，都需对以前的导线点作检核测量。
Ⅴ进行角度观测时，应尽可能减小仪器对中和目标偏心误差的影响。一般在测回间采用仪器和觇标重新对中，在观测时采用两次照准两次读数的方法。若照准的目标是垂球线，应在其后设置明亮的背景，建议采用对点器觇牌照准，用较强的光源照准标志，以提高照准精度。
Ⅵ边长测量中，当采用电磁波测距仪时，应防强灯光直接射入照准头，应经常拭净镜头及反射棱镜上的水雾。
Ⅶ凡是构成闭合图形的导线网（环），都应进行平差计算，以便求出导线点的新坐标值。当隧道全部贯通后，应对地下长边导线进行重新平差，用以最后确定隧道中线。
Ⅷ对于大断面的长隧道的地下导线，由于采用全站仪测距，地下导线在布设上有较
