东洲新城隧道贯通方案设计与实施

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720062

摘要：隧道的控制测量精度对减小隧道贯通误差、保障洞口内外的准确衔接起着至关重要的作用。本文以杭州富阳东洲新城隧道为工程背景，对隧道贯通控制测量方案的设计、关键施测技术以及隧道施工监测的目的和具体监测项目进行阐述。通过估计横向贯通误差和高程贯通误差，来判断是否符合测量技术规范。

关键词：贯通方案的设计与实施；贯通误差估计；控制测量

隧道测量是在隧道工程的规划、勘测设计、施工建造和运营管理的各个阶段进行的测量。在隧道建设过程中，由于细部放样、施工等因素的影响，使得相向开挖的洞段中线不能理想地衔接而产生错开的现象称为贯通误差[1]。为了减小貫通误差，保证隧道的正确掘进，施工测量的各个阶段必须满足测量技术规范的要求。隧道的控制测量精度对减小隧道贯通误差、保障洞口内外的准确衔接起着至关重要的作用。所以，首先要设计好洞内、洞外平面控制测量方案以及高程控制测量方案，然后精确计算测量结果，保证能够以高质量的测量结果指导施工测量放样，使得工程能够顺利完工。

本文以杭州富阳东洲新城隧道为工程背景，介绍隧道贯通测量方案的设计、关键施测技术以及隧道施工监测的目的和具体监测项目。

1 工程概况及数据来源

富阳市公园路向东延伸（大桥路～高尔夫路）工程起点位于原公园路汪家桥东北侧桥头，终点与高尔夫路相接，全长约3.154km。其中，东洲新城隧道全长1830m，隧道设计为分离式双洞隧道，单向三车道，单洞净宽13.5m，两端连接道路路幅宽36～39m，主线道路等级为城市主干道，双向六车道，设计车速50km/h。本标段为富阳市公园路向东延伸（大桥路～高尔夫路）工程第二标段，主线起讫桩号K1+600～K3+066.611，全长1466m。根据东洲新城隧道进口与斜井标界定的分界里程和施工情况，贯通里程定为GDK306+607。

本文控制点数据、线路数据点、隧道数据、图纸等内容均来源于杭勘院。

2 隧道贯通方案设计与实施

2.1 控制网的布设

在实地布设控制网之前，首先要在已有地形图上进行控制网设计和前期分析。控制点的选择要同时满足GPS观测的要求和隧道控制测量对控制点的要求，导线点应布设在施工干扰小、稳固可靠的地方，点间视线应离开洞内设施0.2m以上[2]。

东洲新城隧道后安山段单洞长约1523m，进口与出口分别建立了三等GPS平面控制网和二等高程控制网。洞内采用左右洞串联四等平面控制网和四等高程控制网。图1为东洲新城隧道进口洞内控制网平面示意图，501、502为进口标段洞外控制网点，JK1、JK3、JK5为进口洞内导线点。图2为东洲新城隧道新增2号斜井洞内控制网平面示意图，JM613、JM616为斜井洞外控制网点，XJ01、XJ02、XJ03、XJX01、XJX03、XJX05、XJX07、XJX09为斜井洞内导线点。

2.2 控制测量

洞内控制网由洞口控制点501、JM616点分别引入两洞，在洞内每隔150m～250m设置一个导线点，目前新增2号斜井洞内共有导线点8个，见图2。采用徕卡全站仪TCR402进行平面控制测量，采用DS3型水准仪进行水准控制测量，经计算得到各导线点坐标和高程。

2.3 贯通误差估计

通过估计贯通误差来判断采用此方案是否满足工程精度要求，如不满足则要及时修正测量方案。

2.3.1 横向贯通误差估计

隧道贯通误差受到洞外控制网误差和洞内控制网误差的共同影响。洞外控制网采用相应的GPS数据处理软件进行平差处理，洞内控制网采用《南方平差易2002》进行平差处理。处理结果表明洞外控制网的精度为3.4mm（小于规范中误差35mm的限差要求），洞内控制网最弱点的中误差为18mm（小于规范中误差65mm的限差要求），则最弱点的隧道贯通误差为：

±3.42+182=±18.31mm（1）

《工程测量规范》GB 500262007要求长度小于4000m的隧道贯通限差为100mm[3]。按照一般测量精度要求将中误差的2倍作为限差，则规范中误差应为100÷2=50mm，大于最弱点的贯通误差18mm。

故横向贯通误差满足测量规范要求。

2.3.2 高程贯通误差估计

mΔ=±14n*[ΔΔR]=±14*9[1121523]=±0.022m=±22mm（2）

《工程测量规范》GB 500262007要求长度小于4000m的隧道高程贯通限差为50mm[3]。

22mm<50mm，故高程贯通误差满足测量规范要求。

3 隧道施工监测

3.1 施工监测的目的

在隧道贯通施工过程中，施工监测是必不可少的程序。监测的目的是为评价和修改支护参数、力学分析及二次衬砌施作时提供信息依据，确保施工安全和支护结构的稳定。

3.2 施工监测项目

隧道施工监测项目主要有：洞内外观察、拱项下沉及周边收敛监测和抗滑桩沉降观测。

3.2.1 洞内外观察

已施工区段观察和开挖工作面观察为洞内外观察（地质和支护状态观察）的两个主要部分。每天进行一次已施工区段观察，对钢架、锚杆和喷射砼的状况进行观察，记录观察的情况。对开挖工作面的观察应在每次开挖后进行，内容包括围岩岩性、产状、变形、围岩风化变质情况、节理裂隙发育、断层分布和形态、地下水情况、工作面稳定状量态、底板情况、及喷射砼的效果等，观察后应填写工作面状态记录表、围岩类别识别卡及绘制开挖工作面地质素描图。

3.2.2 拱项下沉及周边收敛监测

拱顶下沉及周边收敛监测应在同一断面进行，并采用相同的监测频率。根据《铁路隧道喷锚构筑法技术规则》[4]要求，结合东洲新城隧道具体情况，确定各级围岩拱顶下沉及周边收敛监测频率，岩层变化处应加大监测频率。

每次监测结果应记录，并根据监测结果计算收敛速度。

3.2.3 抗滑桩沉降观测

抗滑桩是穿过滑坡体深入于滑床的桩柱，用以支挡滑体的滑动力，起稳定边坡的作用，是一种抗滑处理的主要措施。根据滑体的厚薄、推力大小、防水要求及施工条件等可选用木桩、钢桩、混凝土及钢筋混凝土桩作为抗滑桩。东洲新城隧道的抗滑桩所选用的是混凝土桩，在抗滑桩顶部用反光片和突出的钢筋做标志。首先，选择空旷开阔地面，互相通视，架好仪器并整平，后视两个已知坐标点，用后方交会的方法来测出测站点坐标。要求已知点与测站点连线组成的夹角最好是在30度到120度范围内，三个点不要在同一个圆上，当然已知点越多交会出来的结果就越准。接着瞄准抗滑桩之前所做的标志，由于在抗滑桩上无法架棱镜，所以使用免棱镜模式进行观测，（注：进行免棱镜观测时要将目标高改为0m）。观测值包括里程，支距和标高，用所测得的数据与上一次的数据做對比，变化量单次不能超过2mm，累计不能超过20mm。

4 结语

为了保证隧道正确掘进，施工测量的各个阶段必须满足测量技术规范的要求。隧道的控制测量精度对减小隧道贯通误差、保障洞口内外的准确衔接起着至关重要的作用。本文以东洲新城隧道工程为实例，介绍了隧道贯通项目的方案设计与具体实施，主要包括控制网的布设、控制测量的具体方法、贯通误差的估计、隧道施工监测的目的及具体监测项目等。本文的技术方法可为从事隧道贯通测量的技术人员提供参考。

参考文献：

[1]苏涛，长大隧道控制测量方案设计与贯通误差估计[J].测绘地理信息，2013，28（2）：3234.

[2]胡云岗，陈军，赵仁亮，等.地图数据缩编更新中道路数据匹配方法[J].武汉大学·信息科学版，2010，35（4）：451456.

[3]“工程测量规范”GB500262007.

[4]“铁路隧道喷锚构筑法技术规则”（TBJ10892）.

作者简介：杨瑞红（1988），女，汉族，河南濮阳人，硕士，助教，河南工业和信息化职业学院，研究方向：地理信息系统应用。