油气管道穿越工程隧道施工测量技术探索

李哲伟 （中石油西气东输管道公司，上海200122）

在油气管道穿越工程中，隧道施工测量采用 《工程测量规范》（GB50026－2007）。建立三级控制网测量复核制度，对于地面控制网要定期复测，洞内控制网在每掘进100mm左右进行复测。

1 隧道施工测量内容

1.1 洞外控制测量

在进场和交接桩以后，组织测量技术力量对设计单位提供的平面控制网和高程控制网进行复测，洞口点准确设置。外业工作完成以后，对观测数据进行初步处理，并按要求进行平差计算和进洞关系计算，然后报监理工程师批准后使用，以确保隧道的施工精度。

1.2 洞内控制测量

洞内平面控制测量主要采用导线测量。洞内放样使用的置镜点每50m设置一个。

1）洞内平面控制点的选点、埋石 洞内控制点应选在通视良好，顶板或底板岩石坚固的地方，以使工作安全和控制点便于保存。洞内导线点兼作水准点使用，埋石方法、要求与洞外导线点相同。由于洞内施工和运输特别繁忙，光线较差，露出地面的标志易被破坏，因此导线点应选择在中线的一侧，标石顶面应埋入地下10～20cm处，以坚固稳定、便于利用为原则，上面盖上铁板或厚木板，并注意不要压在金属标志上。埋石后，在边墙上以红油漆作为标志，标明点号、里程等，并以箭头指明埋点位置。

2）洞内导线测量 洞内导线测量全部由全站仪完成，其施测方法与洞外相同。但由于洞内测量条件恶劣，为了减少折光误差的影响，应尽量选择在较凉爽的夜间和阴天进行。测站和目标都要严格对中，同时可以采用2次照准、2次读数的方法，减弱仪器、觇标置中和照准读数误差。

1.3 洞内高程控制测量

1）洞内水准测量精度 地面与地下要控制测量对贯通误差的影响，采取等影响分配原则。公路隧道的贯通限差为70mm，其中误差为35mm，则洞内高程贯通中误差＝0.71×35＝24.85mm。由于水准线路小于5km，采用等外水准测量即可满足精度要求。

2）洞内水准测量施测 洞内水准测量利用平面控制点、主要导线点设置为永久水准点，施工导线点设置为临时水准点。洞内水准点在隧道未贯通之前，只能布设支水准线路，为增加检核条件，必须进行多次观测和往返观测。随着隧道的掘进和水准点的延长，为满足施工放样和贯通精度的要求，先设置较低精度的水准点在施工导线点上，然后设置精度较高的水准点在主要导线点上。由于洞内通视条件差，仪器到水准尺的距离不应超过50m。洞内测距三角高程测量在全站仪导线测量时一并完成，即导线水平角测量、导线边长测量和导线高差测量一并完成。为了减少测量误差积累，导线点高程的传递通过主导线进行，施工导线点高程则由其附近的主导线点对其观测求得。

1.4 洞内中线测设

在隧道开挖初期，以洞口控制点为依据，放样临时隧道中线，指导隧道的开挖方向。当隧道掘进到一定距离，洞内控制点逐步建立以后，再测设正式中线点，指导隧道的衬砌施工。由于隧道位于平曲线上，临时中线点每5～10m设一点，正式中线点每50m设一点。中线的测设可用极坐标法进行，为防止错误和提高精度，应以分中法测设中桩桩位。

1.5 洞内其他结构物的测设

洞内水平横洞、排水沟及其他结构物的测量放样，可根据这些结构物与中线的相对位置和设计高程进行测设。

2 隧道贯通误差的测定与调整

当隧道相向开挖到贯通面时，由于受到测角、量距、水准测量等误差的联合影响，线路在中线与高程两方面均会产生实际贯通误差。为了保证线路中线平顺、断面尺寸与衬砌准确以及行车安全，必须进行贯通误差调整。

2.1 隧道贯通误差的测定

在隧道贯通面任取一临时点E，分别由相向的2条导线附近的控制点测定该点坐标，得2组坐标值（xE1，yE1）和（xE2，yE2）；由两边水准点测定E点高程为HE1、HE2。则ΔS ＝ [（xE2－xE1）2＋（yE2－yE1）2]1/2为平面实际贯通误差。设贯通面的方位角为αF，则实际横向贯通误差为│ΔScosΔα│，实际纵向贯通误差为 │ΔSsinΔα│，其中Δα＝αF－arctg[（yE2－yE1）/（xE2－xE1）]。而HE2－HE1为实际竖向贯通误差。

2.2 隧道贯通误差的调整平面位置调整

1）平面位置调整 由曲线两端向贯通面按长度比例进行调整。由于调整只能在未2次衬砌段进行，调整长度将由未衬砌段长度确定，一般取100m。

2）高程调整 隧道贯通点附近水准点高程，采用由进出口分别引测的高程平均值作为调整后的高程；其他各点按水准线路的长度比例分配，调整后作为施工放样的依据。

3 隧道施工监控量测

光爆、锚喷、量测是新奥法施工的核心，为验证初期支护设计的合理性，指示施作二次衬砌设计参数及提供安全信息处理等。进行监控量测十分必要。必测项目的施测、资料整理、信息传递等由专人负责。选测项目则根据工程实际需要随时安排。量测的重点以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类围岩段为主。

1）地表下沉观测 在隧道埋深小于30m的范围内，于开挖掌子面前方30m处，每10m布置一个检测横断面。每一横断面内按4m间距，从隧道中心开始每侧各测7点。

2）净空变形量测 量测断面按Ⅰ类围岩1个/10m；Ⅱ类围岩每1个/15m；Ⅲ类围岩每1个/20m；Ⅳ类围岩1个/50m。必要时适当加密。其测点布置视施工方法而定，台阶法开挖于拱顶、拱腰、墙部共测5点 （即拱顶下沉1点，水平收敛2对）。

3）量测频率 视量测断面距开挖作业面的距离S而定，即：S＜15m，2次/d；S＜30m，1次/d；S＜75m，1次/2d；S＞75m，1次/周。

4）量测起始时间 地表下沉观测必须在洞内开挖作业面前方30m的相应里程开始；净空变形量测应在开挖爆破后设点，于24h之内量取初始读数。

5）量测终止时间 地表下沉观测，到仰拱施作完毕为止；净空变形量测到施作二次衬砌时为止。

6）量测方法 地表下沉及拱顶下沉，用精密水准仪取绝对或相对高程，记录每次成果以作比较；水平收敛量测，用收敛仪测取每对测点之间的相对距离，根据每次测得结果，把信息反馈给技术主管工程师进行比较。