王强
长江三峡技术经济发展有限公司 白鹤滩监理部 四川凉山 615400
摘要：随着社会经济的发展，我国水利水电工程建设取得了很大进步。隧洞施工是水利水电工程中经常遇到的一种工工作体系，对工程进行导流与引水发电，具有重要的意义，在隧洞施工中需要尤其注意对于施工中的测量工作，随着现代科技的发展，测量技术与测量手段有了很大程度上的提升，本文分析了隧洞施工中的平面控制测量与高程控制测量方法，并阐述了隧洞掘进测量工作的设计方法，旨在提升水利水电隧洞施工中的施工测量方式。
关键词：水利水电；隧洞施工；工程测量
引言：在水利工程建设中，为了施工导流、引水发电、泄洪、灌溉常常修建隧洞。隧洞属于地下工程，往往有两个以上的洞口，为加快施工进度，几个洞口同时开挖且互不通视。为保证隧洞贯通必须严格控制挖掘方向和高程。如果方向错了就会左右错开；高程错了就会上下错开，都达不到贯通的目的。
1水利水电工程隧洞施工中的控制测量设计方法
1.1关于水利水电隧洞施工中平面控制测量的设计方法
在隧洞施工中平面控制测量工作主要是对洞口不同控制点的平面地点进行测量，依据控制点的位置把图纸中的设计方向引入地下，从方向上指导隧道的开挖工作，严格按照隧洞开挖的准则进行施工。由于之前测量水平的有限，关于隧洞平面控制测量的方式主要有三种，分别是直线定线、运用经纬仪进行导线测量与三角网法，这三种方法各自有自己的适用优势也各具有一定的缺陷，目前水利水电隧洞平面控制方法主要是运用的是全站仪进行平面控制测量工作。
1.2高程控制测量
采用四等水准的测量方法，以隧洞进口的已知高程点为起算高程，采用附合水准路线的方法，附合到隧洞出口的已知高程点。本工程采用苏光自动安平水准仪和双面水准尺进行观测，为抵消标尺误差，测站数目为偶数。测量工作中严格控制前后视距，使最大视距不超过100m，前后视距之差不超过3m。因本工程测站数每千米多于16站，则高差闭合差限差：±5（n为水准路线测站数）。
1.3隧洞掘进中施工测量
隧洞掘进中方向控制利用洞内布设的控制为基点，采用全站仪定向放样出设计IP点坐标来控制前进方向。当隧洞掘进一段距离后，可在隧洞顶拱上设置一系列中线桩，中线桩可采用水泥钉固定在已喷完浆的顶拱上，从中线桩吊下垂球线，以此进行洞内定线来指示开挖方向。为保证定向精度，从洞外向洞内引测坐标控制点时采用已知坐标建站的站点建站定向方法，往返测量，确保两次测量误差在允许值范围内，然后取测量数的平均坐标值为基准进行施工放样。施工放样时以洞内的控制点为基准进行定向，定向建站可按已知坐标建站或后方交会法的建站方法。可采用两点参考线输入设计IP点的坐标设计值，定义出一条直线，然后实地放样出该条直线进行开挖指示方向，若放样出的直线方向与之前固定在顶拱的中线桩在同一条直线上，可照此开挖施工；若放样出的直线方向和以前固定在顶拱的中线桩误差超过允许值，可以先通过该点与IP点起点的平距和方位角计算出该点的设计坐标值，然后采用已知坐标放样的施工放样方法实地测量出该点的平面位置；若误差仍超过允许值，应重新复核该组洞内的控制点坐标。通过比较隧洞掘进中高程控制根据设计坡降和洞内各点的进深距离计算出的设计高程和实测开挖地点的高程，即可确定该点应向上或向下开挖。为防止施工爆破和出渣运输的影响，便于及时控制和检查底板坡降，应在隧洞左（或右）壁上测设一条与底板设计坡面平行的“腰线”，使腰线各点的高程比相应各坡面点的设计高程高出1个固定值，本工程施工放样腰线各点的高程比设计高出50cm。为保证高程控制精度，从洞外向洞内引测高程水准点时采用闭合水准路线的施测方法，测量工作中必须确保高差闭合差在允许值范围内，否则必须重新进行测量。隧洞掘进中施工测量分为曲线段和直线段。
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2关于水利水电工程中隧洞掘进测量工作的设计方法
2.1关于隧洞口掘进方向的标定
在隧洞施工中进洞时的初始方向对整个工作起着重要的作用，在贯通隧洞时可能产生的误差主要是由对隧洞中线的方向没有进行精准的测设，应当加强对于掘进方向的设定。在具体的操作过程中可以在洞口设置几个固定点作为参考，在地面上标注出中线的方向，把此作为掘进工作实施以后和洞内控制点之间联系的重要依据。在选择固定点的时候应当注意要在施工影响比较小的位置，并保证在施工时可以对洞内控制点的位置根据工程的需要随时检查或者进行恢复，同时能够把握住进洞中线的历程与具体方向。
2.2洞内腰线与中线的测定工作
在隧洞施工工作中的表示掘进方向的重要参考点是腰线与洞内中线位置。为了加强后期的保存工作，中桩线的位置一般位于隧洞的顶端位置。在具体的施工中利用洞口中线控制桩来进行中线桩的测设工作。首先在洞口的开挖面上进行中桩线的测设与开挖工作，逐渐地把其引向洞内，每隔二十米设置一个中线里程桩。在腰线的设置上每隔十米在隧洞的岩壁上设置一组腰线来加强隧洞横断面的放样与标高的标定，在腰线高程的测设上由高程控制点进行测设，应当注意，隧洞的纵断面是具有一定的设计坡度，随之腰线的高程也发生了相应的变化，变化与隧洞的地面高程线保持平行关系。
2.3直线段掘进中施工放样直线段掘进中可采用中
线桩和激光导向仪配合的施工放样方法。直线段开挖时可先采用两点参考线直线定向的施工放样方法定出直线的起点，一边进行隧洞开挖掘进，一边用水泥钉固定中线桩，利用中线桩吊下的垂球线进行洞内定线来指示开挖前进方向，开挖每一循环掌子面可采用拉沿长线的方法放出掌子面的中点，利用已放出的腰线的沿长线来放出掌子面的中点开挖高程。用水准仪和全站仪复核确定放样顶拱中线桩平面位置和腰线高程，当直线段掘进达到一定深度时，可用全站仪在拟安装激光导向仪的位置钻孔，安装锚杆和激光导向仪，安装激光导向仪前用两点参考线直线定向的方法测量该点的平距，然后经坐标正算计算出该点的坐标，用已知坐标放样的方法将激光导向仪安装到设计平面位置直线上，测量出激光导向仪的高程，并计算出激光导向仪与设计底板高程的高差，然后在激光导向仪前分别至少安装两个固定中线桩和垂球线，在垂球线上标示出与激光导向仪和设计底板高程一样的高差，然后用激光导向仪对准中垂线的高程标记位置，这样就定义放样出一条和设计底板高程平行的直线，激光点可直接投射至掌子面，开挖时在掌子面可直接用钢尺以激光投射点为基准测量顶拱和底板位置。施工中，作业人员可通过激光导向仪投射到两条中垂线的标记位置来检查爆破作业对激光导向仪的振动影响，当激光点偏离中垂线标记时，及时通知测量人员进行复核测量纠正。实际施工中用激光导向仪控制隧洞开挖断面比传统方法（用中垂线控制隧洞开挖断面）对超、欠挖及洞壁平整度控制效果好很多。
结语
综上所述，在水利水电工程体系之中，隧洞施工占据着重要的位置，同时隧洞施工工作也具有其独特点，在视觉与地理位置上，两个洞口的控制点之间是不能够通视的，增加了施工测量的难度。因此应当加强对于现代化的测量技术与测量方法的使用，文中所谈论的测量设计方法被广泛地应用于铁路与高速公路等隧洞的施工测量工作之中，能够促进经济效益与施工测量工作效率的提升，具有重要的现实意义。
参考文献：
[1]邱学砚.基于水利工程隧洞施工测量的分析和研究[J].建筑工程技术与设计，2014(10):565-565.
[2]陈晓玉.对水利工程隧洞施工的几点认识与思考[J].吉林农业，2014(20):45-45.
作者简介：王强 、男 (1984 -)工程师 本科 主要从事水利水电工程测量及监理工作 邮箱 328937476@qq.com
论文作者:王强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/11
标签：隧洞论文; 高程论文; 测量论文; 中线论文; 激光论文; 方法论文; 工作论文; 《防护工程》2018年第21期论文;