略說隧道長度的測量方法

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1排降隧道

排降隧道位于廈蓉高速公路段貴州境內(nèi)，為雙洞雙車道隧道，全長4250米，是整線的控制性隧道。貫通工期兩年時間，通過施工過程中采用富有自主知識產(chǎn)權(quán)的特長隧道GPS控制測量方法，貫通橫向誤差為15毫米（規(guī)范誤差為150毫米），高程誤差僅8毫米（規(guī)范誤差為50毫米），實現(xiàn)了精確貫通，在隧道內(nèi)多次進行往返測量，每個橫洞貫通時進行左右幅導(dǎo)線校核，工程總投資3億人民幣。施工單位為貴州省橋梁工程總公司第三工程處和中鐵五局集團二公司。建設(shè)隊伍管理精細(xì)，創(chuàng)中國隧道施工史上罕見的“零死亡”記錄。排降隧道在施工前，從隧道出口到出口施工便道需要時間三小時左右，正式通車后，穿過隧道時間只需四分鐘，排降隧道位于貴州省三都縣部，因其地勢險要，溝壑縱橫，群峰聳峙，素有“天險”之稱。在這里修建隧道，不僅施工場地極其狹窄，而且地質(zhì)狀況極其復(fù)雜，建設(shè)難度很大。對于該隧道的控制測量難度極高，施工單位通過對先有測量技術(shù)的改進，形成一套符合光面爆破并且同時符合TBM施工機械的測量方式。于二零零八年七月開始施工的該隧道，分上下兩線，由四支施工隊從東西兩面同時相向開鑿。由于采用衛(wèi)星定位等高科技技術(shù)，橫向誤差十五毫米，高程誤差僅八毫米，貫通精度在規(guī)范范圍內(nèi)。近四公里的隧道在整個施工過程中沒有發(fā)生一起傷亡事故和塌方現(xiàn)象，在中國隧道施工史上也是罕見的。在排降隧道的GPS測量過程中，通過施工方對于控制點采用一級GPS測量精度，進行嚴(yán)格附合等方法，確保了施工的測量精度、準(zhǔn)確度。測量過程中，測量單位查閱相應(yīng)規(guī)范，例如，《公路勘測規(guī)范》、《全球定位系統(tǒng)測量規(guī)范》等以及結(jié)合以前對于大型結(jié)構(gòu)物的測量經(jīng)驗，制訂了一套符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的測量方案。我們知道在對隧道進行控制測量時，一般分為兩部分：洞外控制測量和洞內(nèi)控制測量，對于洞外控制測量一般采用GPS網(wǎng)（國家相應(yīng)規(guī)范對不同級別隧道采用不同級別GPS有相應(yīng)明確規(guī)范，此處不加贅述）控制測量。至于洞內(nèi)測量，由于隧道施工技術(shù)較多。分為：盾構(gòu)、TBM、爆破等方法，針對不同方法，控制測量也要采用不同的方式。例如TBM是近年來新興隧道施工技術(shù)，其具有施工速度快，安全高效等特點。然而針對此項技術(shù)，我國創(chuàng)新性設(shè)計了一套符合TBM的控制測量技術(shù)隧道導(dǎo)向測量技術(shù)。通過此項技術(shù)可以實現(xiàn)精準(zhǔn)對接。

2秦嶺隧道

秦嶺隧道的成功修建，標(biāo)志著我國對于各種復(fù)雜山體、巖體、土體都有了開鑿隧道的能力，雖然西漢高速秦嶺隧道并不是第一次穿越秦嶺，但是高速公路與高速鐵路不同，公路隧道的施工對于隧道的直徑要求較大，在進行修筑爆破、盾構(gòu)挖掘等施工手段時，施工難度更高。秦嶺隧道的施工過程中，洞內(nèi)控制測量全程采用TC1800型全站儀，通過方向法來觀測測回角，測量次數(shù)為6~10次。在洞外向洞內(nèi)導(dǎo)向測量過程中，應(yīng)注意不應(yīng)該在陽光充足時進行，因為在陽光充足時，光線對于測量誤差影響較大。不便控制為一級精度。在每次I級導(dǎo)線測量完畢之后，應(yīng)選擇較長的部位進行閉合附合。通過附合來檢查測量精度、誤差修正等問題。

3對比GPS和三角測量優(yōu)劣

方法是：已知A、B、C三點的距離，通過某種方式確定另一點P離A、B、C的距離。GPS是英文（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。利用GPS定位衛(wèi)星，在全球范圍內(nèi)實時進行定位、導(dǎo)航的系統(tǒng)，稱為全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，簡稱GPS。而GPS控制測量則是基于GPS系統(tǒng)來布置控制網(wǎng)。三角測量法的優(yōu)點是：幾何條件多、結(jié)構(gòu)強、便于檢核；用高精度儀器測量網(wǎng)中角度，可以保證網(wǎng)中推算邊長、方位角具有必要的精度。缺點是：推算而得到的邊長精度不均勻，距起始邊愈遠精度愈低。而GPS優(yōu)點是：不受地形限制，控制點之間不需要通視。定位精度較高，方便快捷。一次觀測三維坐標(biāo)可以得出高程角度等較多數(shù)據(jù)，而且GPS儀器小巧方便攜帶。GPS缺點就是需要進行數(shù)據(jù)傳輸，對于信號不良的地區(qū)盡量不要采用，否則誤差較大。另外對于相關(guān)施工人員素質(zhì)要求較高。在數(shù)據(jù)處理方面，兩種方法都需要進行內(nèi)業(yè)計算，然而GPS技術(shù)可實現(xiàn)直接所觀測數(shù)據(jù)與計算機相連，通過相應(yīng)軟件計算，在數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域GPS優(yōu)勢明顯。測量精度方面，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，在特大隧道方面，三角測量法還是占據(jù)有利位置，由于特大隧道中部無法接受信號，通過信號傳感方式會造成較大誤差，所以在特大隧道中推薦使用三角測量的方法。

4結(jié)語

西漢高速公路秦嶺隨到群中測量方案制定，對比三角測量法和基于GPS建立控制網(wǎng)法，來著重介紹在高速公路特長隧道施工過程中，控制測量的要點、優(yōu)秀施工方法、解決問題策略等。希望能為今后高速公路特長隧道施工帶來一定的啟發(fā)和幫助，讓我國的隧道事業(yè)、高速公路事業(yè)發(fā)展越來越好。

作者：吳朝明單位：貴州橋梁建設(shè)集團有限責(zé)任公司