青化砭2号隧道洞内平面控制交叉导线网法

杨柳

摘要： 结合具体工程实例和现场经验，对隧道洞内平面控制测量方法中采用的交叉导线网法的布设方法及注意事项、具体观测方法、提高测量精度的有效措施方面做了详细的阐述，并对测量成果精度做了说明，满足本隧道洞内导线的等级要求。这对类似隧道工程具有一定的参考价值。

Abstract： Combining with engineering examples and field experience， the author described detailly the layout method of cross traverse net method and matters needing attention， specific observation method， effective measures to improve measurement accuracy on tunnel plane control measurement method， and described the results of the measurement accuracy， meeting requirements of the tunnel traverse level. It has certain reference value to similar tunnel engineering.

关键词： 隧道；平面控制测量；交叉导线网

Key words： tunnel；the plane control survey；cross traverse network

中图分类号：U452.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）16-0140-02

0 引言

在隧道施工中，如何减弱隧道的贯通误差，使隧道按照设计的要求修建，从而提高隧道修建质量是大家所关注的焦点。那么要保证这一点，隧道洞内外控制测量方法和手段起到一定的决定性作用[1，2]。目前，隧道洞外控制主要采用的是GPS测量技术，技术已相当成熟，相比较而言，对贯通误差影响较大的应该是洞内控制测量方法。隧道洞内平面控制测量传统的方法有：附合单导线和导线环网。这两种方法通常需要经过一系列的测角量边之后才能构成检核条件，如果经过数据处理精度不能满足要求，则不能准确判断出那一方面出现了问题，必须对导线进行重测，这就增加了人力和财力的投入。为此，本文结合具体工程介绍了另一种方法，即交叉导线网法，对该方法和优势进行了详细介绍，具有一定的参考价值。

1 工程概况

青化砭2号隧道北起青化砭镇前石绵羊沟，终到元龙寺乡岳家塔村附近，隧道进口里程为DK346+3255.28，出口里程为DK350+652，隧道总长4396.72m。为单洞双线隧道，地质主要为砂质新黄土、黏质新黄土、黏质老黄土和粉质黏土等，本隧道在两条曲线范围内。

2 洞内交叉导线控制网布设

在隧道洞外控制测量完成之后，洞内控制导线网的建立应充分利用隧道进出口平面控制点来进行布设。为了提高测量的精度，洞内控制导线网应采用图1所示的交叉导线网，而且点位布设应遵循以下原则：

①点位附近不宜有散热体、测站应尽量避开高压电线等强电磁场的干扰；视线宜高出地面和离开障碍物1.3m以上。

②相邻边长不宜相差过大（小于1：3），导线边长在直线地段不宜小于200m，曲线地段不宜小于70m（斜井最小边长50m）。

③洞外导线网应沿隧道两洞口连线方向布设（各洞口最少布置3个可通视导线点），控制点与洞口投点的高差不宜过大；洞内导线点应布设在施工干扰小、稳定可靠的地方，点间视线应离开洞内设施0.2m以上；点埋设应利于长期保存。

线性交叉导线网布设是利用每次新增加的控制点，做为一组对称点，每点通过不同的控制点可计算出两组坐标数据互相检核，最后还可通过两点的间距再次检核[3，4]。这种导线布网方式，可以准确快捷地发现测量粗差，采用严密平差法处理数据，以提高洞内平面控制测量的可靠性和精度。

3 交叉导线网的精度要求

根据《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）中的有关规定和要求[5]。本隧道长度不足2km，隧道洞内控制导线的精度等级及主要技术要求，应满足表1的要求。导线网水平角观测应采用方向观测法，并符合隧道导线测量的相关规定。

4 外业测量要求

由于本隧道相邻两开挖洞口间长度为4.397公里，根据规范要求，洞内按三等导线控制网精度施测，采用徕卡全站仪及配套反射棱镜，标称精度（测角精度为1″，测距精度为2mm+2ppm）。水平角观测采用方向观测法6测回（测角精度不低于1.8″），当只有两个方向时采用左右角观测法。由于洞内外环境的特殊性，需采取一些特殊的观测措施：

①洞口内外两个测站的测角应给予足够的重视，由于洞口内外温差大，空气密度变化剧烈，使得测角时目标成像不稳定，严重影响照准精度，而且折光影响显著，这两个测站又距贯通面最远，其测角误差对贯通影响最大，因此，洞口内外两个测站的测角应安排在大气稳定的阴天或夜间观测。

②由于洞口导线边短，仪器对中和目标偏心时对测角影响较大，因此测角时在测回之间，仪器和目标均重新对中，以减弱此项误差的影响。观测时采用两次瞄准，两次读数以减少照准误差和读数误差的影响。

③距离测量采用不低于标称精度（1″，2mm+2ppm）的仪器，并加入气象、仪器加、乘常数改正。

④导线测量前应对洞外控制点进行检测，检测较差应符合式（1）的要求。当检测与原测成果较差满足限差要求时对方可使用，否则需要重新分析原因，确认是点位位移后，需要重新调整洞外控制点坐标成果。

式中，m1、m2分别为原测、检测的测边或测角中误差。

⑤为了有效检查洞内导线控制点的稳定性，需每两个月定期对交叉导线控制网进行复测。

5 交叉导线的观测方法及成果精度

5.1 观测方法

洞内交叉导线测量时每站至少观测三个方向点，一般观测四个方向点。如图1所示，置镜3021点，分别观测324、314、3012和3022点，然后置镜3011点，分别观测3012、3022、324和314点。水平方向观测时，应选择距离适中、通视良好、成像清晰且垂直角较小的方向作为零方向。其中角度观测的测回数和距离观测的限差应满足测量规范要求。

5.2 成果精度

导线观测完成之后，利用科傻软件对测量数据进行了处理，最大测距相对中误差为1/154626，角度闭合差为6.4"，导线全长相对闭合差为1/736524，测量精度完全满足三等导线的规范要求。

6 结束语

隧道洞内平面控制测量方法的选择对隧道横向贯通精度具有非常大的影响。经过现场实践证明：交叉导线网法避免了旁折光的影响，减少了仪器的对中误差，可以快捷准确地发現测量粗差，检核条件多，具有很高的网型强度，如果严格按照相关要求观测，能够有效提高导线网的精度，从而满足工程测量规范的精度要求，是隧道洞内平面控制测量中广泛采用的一种方法。

参考文献：

[1]李学仕，周适，等.隧道洞内平面控制网形与数据处理方法实验研究[J].铁道勘察，2016（5）：4-7.

[2]李建.长大隧道平行导坑平面控制网方案设计和贯通误差分析[J].测绘与空间地理信息，2014（8）：82-85.

[3]周凌焱，刘成龙，等.高铁隧道平面控制网横向贯通误差仿真研究[J].铁道科学与工程学报，2015（1）：28-31.

[4]杜道龙.长距离贯通隧道的洞内平面控制测量[J].隧道建设，2007（3）：65-66.

[5]中铁二院工程集团有限责任公司.高速铁路工程测量规范[S].北京：中国铁道出版社，2010.