隧道洞内主副导线浅析

高同利　孙一琪(中交一公局厦门工程有限公司（温州绕城高速西南线工程第4标项目），浙江　温州　325018）

隧道洞内主副导线浅析

高同利孙一琪(中交一公局厦门工程有限公司（温州绕城高速西南线工程第4标项目），浙江温州325018）

隧道洞内控制网复测由于受环境条件的限制。测量条件差，干扰大等各种情况的影响，为保证测量的精度和可靠，使隧道相向或单向开挖的工作面能按规定的精度正确贯通，并使洞内衬砌和各项建筑以规定的精度、设计的位置修建完工。分析和研究隧道控制测量的贯通精度及方法尤为重要。

隧道洞内主副导线；角度闭合；坐标推算

温州绕城高速西南线工程第4标段畚箕山隧道采用六车道分离式隧道型式，左洞885米。施工测量由主副导线形式随工序进展不断埋设。影响隧道贯通测量误差的因素有三个：洞外控制测量精度等级、洞内控制测量精度等级、隧道长度。整个隧道控制网由洞外和洞内两部分组成。洞内、外控制通过洞口投点传递，洞口投点也应纳入洞外GPS控制网观测和平差。在选择洞内外控制点时，要考虑洞身开挖不会破坏，还应顾及洞口场地布置不受影响、控制网通视联测方便。

1　洞内主副导线的布设及角度闭合多边形的概括

1.1隧道洞内主副导线布设是由洞口GPS三角网，洞内主副两组导线点组成的。隧道洞口分别利用三个GPS点布设以供隧道进出洞口小三角控制网。由于GPS点距离洞口较远，洞口场地狭小，结合实地还要分别在洞口设置独立的洞口投点，作为引测进洞和测设洞内中线的依据。

1.2隧道洞内导线点布设为主副导线环，一侧为主导线，一侧为副导线，主导线既测角又测边，副导线只测角以供主副导线角度闭合。为减少不利因素的干扰、保证导线点的密度和使用方便、提高测量精度，施工中导线按200m左右设置。

1.3为确保贯通，保证精度，尤其要提高点位横向精度，洞内导线采用便于相互校核的主副导线形式随工序进展不断埋设。一般来说隧道贯通前不同阶段的洞内导线需布设好几次，因此要坚持每个层次的导线均从洞外按要求引设，避免不同层次的导线点就近使用而降低测量精度。观测顺序如GPS02→GPS03→DK1→JK1→JK2→JK3→JK1～2→JK1～1→DK1→

GPS03，一个完整的闭合导线出来了。注意：观测时，观测角必须一致。

2　结合实例对主副导线环的观测和演算

2.1布设及观测。隧道洞口分别利用三个GPS点布设以供左、右隧道进洞口小三角控制网。结合实际情况分别在洞内每100米设置一组点，每200米复测一组主副导线闭合环，两个洞口又有独立的洞口投点。畚箕山隧道洞口有路、桥的施工，因此考虑在洞口红线外分别布设GD38、DG08、GE98三个GPS点，避免工程施工对观测带来的影响。DG08、GE98为两个洞口投点，且两个洞口投点又可同样观测到两个洞内早期的导线点，以做双层复核。

随着施工进展，（以畚箕山隧道率先贯通的左洞为例）我们把远离设计线的导线点设为主导线。从已知点DG08开始，主导线测角、测边，副导线测角。以三测回的方法测得a、b、c、d、e五个内角，L1、L3两个主导线边长。整理观测数据，绘制草图，并标明测角及边长。

2.2按照平面几何原理，n边形内角和为（n～2）*180。，由于水平角观测中有误差，使内角之和不等于理论值，而产生角度闭合差：

按测量规范要求，允许的角度闭合差为：

如果ƒβ≤ƒβ允，则闭合差按“反其符号，平均分配”的原则，对各个观测角度进行改正，闭合差平均分配后，改正后的角度之和应等于∑β理，

作为计算的检核。

2.3主导线仍按单导线计算。为了计算主导线点坐标，需先计算相邻两导线点之间的坐标增量，这就要用到边长和方位角。边长是直接测量的，坐标方位角必须根据两GPS点的坐标方位角&及观测的导线转折角（改正后的角值）来推算的。然后根据已知点DG08到Z1的边长及其坐标方位角a来计算两端点的坐标值之差，又为坐标增量。

坐标增量的计算公式为：

2.4已知DG08的坐标，经计算得出DG08点到Z1点：X轴的坐标增量X1，Y轴的坐标增量Y1，则得出畚箕山左洞洞内第一个主导线点Z1的坐标：

以此逐步计算出主导线点Z1、Z3、Z5的平面坐标，而副导线点不用计算。

2.5在工程进展初期观测洞内导线点的同时，为了把隧道洞内导线的贯通误差降到最小，畚箕山隧道进行了两次穿过人行横洞的导线和水准附和联测。畚箕山左洞顺利贯通后，从进出口两侧测得隧道的贯通误差坐标X、Y、Z均在1cm之内，确保了贯通精度。

3　结语

总的来说，主副导线环层次分明，结构简单。不同阶段的导线网布设采用了检核措施弥补了导线观测数据少而增加多于观测的措施，提高了点位精度。同时，结构简单有效地减少洞内控制测量误差对贯通的影响；尽量采用和线路方向一致的长三角，以减少测量误差对横向贯通的影响；导线网的延伸方向尽量垂直贯通面，减小横向贯通的影响。

［1］JTJ042～94《公路隧道施工技术规范》.

［2］交通工程测量学，西南交通大学出版社，1995.