【摘 要】隧道控制一直是测量工作的难点，必需经过反复施测，才能保证贯通，本文
论述隧道控制测量所必须的前期方案，以保证贯通精度。
【关键词】 隧道整体 测量方案
1 工程概况
小河至安康高速公路第17标主要为隧道工程，包括谭坝三号隧道和谭坝四号隧道，其中谭坝四号隧道是一座上下分行分离式长隧道，左线隧道：ZK178+918～ZK182+676,隧道长3758米；右线隧道：YK178＋907～YK182+686，隧道长3779米。隧道平曲线最小半径为5010.497m，纵断面为2％的单向坡。
谭坝三号隧道是一座上下分行分离式隧道,左洞起止桩号为：ZK177+626～ZK178+795,隧道长1169米；右洞起止桩号为：YK177＋663～YK178+833，隧道长1170米。隧道平曲线最小半径为7000m，纵向坡度为2%的单向坡。
2 测量安排
为确保隧道的贯通精度，公司组织了具有丰富现场施工经验的技术人员和测量工程师、测量技工上场进行控制测量、日常施工测量，并配备性能稳定、精度满足本工程需求的整套测量仪器，本着严谨、求精的科学态度，以完成该工程的测量任务。
投入的测量设备表
表1
序号 1 2 4 5 仪器名称 GPS 全站仪 水准仪 限界检测仪 规格型号 北极星9600 TC402 DS3 BJSD2 单位 台 套 台 套 数量 4 1 2 1 备注 5+1ppm 2″2+2ppm 1.5mm/km 1mm 3 测量方案
3.1 测量依据
国家标准GB50026-93《工程测量规范》；
部颁标准《公路勘测规范》JTJ061-99、《公路全球定位系统（GPS）测量规程》JTJ
∕T066－98；
本工程的技术标准要求以及隧道总平面图、洞口布置图； 设计提供的平面控制桩表、水准基点表； 公司测量仪器设备情况：仪器精度、性能状况。 3.2贯通精度、指标及测量方法
谭坝四号隧道进口至的贯通面长度为1893米（因右线较左线长，取左线的长度） 根据3.1的测量依据，其贯通精度、指标及测量方法详见下表1、
平面贯通精度、控制测量方法
表3
测量部位 洞外 200 洞内 导线 四等 2.5″/6 1:30000/2 TC402/SET2130R 高程贯通精度、控制测量方法
表4
测量部位 洞外 45 洞内 水准 四等 ≤5.0 20D C30Ⅱ 测量 方法 三角高程 测量 等级 四级 每千米水准测量的偶闭合差 然中误差（mm） ≤5.0 20D TC402 仪器设备 测量 方法 GPS 测量 等级 二级 测角精度/测回数 测距相对中误仪器设备 差/测回数 南方9600 最大贯通限差（mm） 最大限差（mm） 3.3 洞外控制测量
3.3.1 洞外平面GPS控制测量 3.3.1.1 选点布网
根据总监办提供的控制桩表、设计院提供的隧道平面布置图、洞口布置图，经过实地踏勘，在原导线上测设平面GPS控制网，控制网的布设严格按《公路全球定位系统（GPS）测量规程》JTJ∕T066－98的要求和技术标准进行。布网结果详见《小康高速公路GPS控制测量平差报告》中网图。 3.3.1.2 数据采集
洞外平面控制测量采用南方北极星9600四台套GPS接收机，其静态相对定位精度为：静态基线±（5㎜＋1ppm）；高程±（10㎜＋2ppm）。测量模式采用静态测量方式,野外GPS数据采集时严格按《公路全球定位系统（GPS）测量规程》JTJ∕T066－98中二级网的技术要求和标准进行：卫星高度截止角>15°,有效观测卫星数≥5个，几何精度因子PDOP值<4.0，采集历元间隔为15秒，有效观测时段长度>60分钟，最大为1.5小时。
在野外观测时，仪器、天线安置严格整平、对中，置中误差小于1mm，天线高在观测前后各量测一次，互差小于2mm取平均值，同步观测时确保接收机的开机和关机时间的同步。
3.3.1.3 平差处理
首先进行基线向量的质量检验
（1）同步环坐标分量及全长闭合差应满足：
（Wx，Wy，Wz）≤1/5·δ·n1/2
Ws=（Wx2+ Wy2+ Wz2）1/2≤1/5·δ·（3n）1/2 （2）复测基线较差应满足：
Δs≤2·2·δ 式中：δ=（a2+(bs)2）1/2
a为相应等级的固定误差 b为比例误差
s为环中基线的平均长度 n为闭合差基线条数
对不符合上述限差的闭合环或基线，根据全网的具体情况分析，检查哪一条基线含有粗差，应及时剔除，必要时进行重测，以确保成果的整体质量。
内业数据处理用南方GPS数据处理专用软件进行处理。其中施工坐标系采用54北京坐标系3度带，中央子午线为119°1′7.2″，投影面高程为488ｍ，以高监办提供的GPS73、GPS74坐标值为起算依据，处理结果详见《小康高速公路GPS控制测量平差报告》。
从《小康高速公路GPS控制测量平差报告》可以看出测距相对精度为1/21万～1/420万，点位精度最大误差为1.1 mm，满足JTJ/T066－98《公路全球定位系统（GPS）测量规范》B级GPS控制网的精度要求。 3.3.2 洞外平面控制质量检查
为确保隧道的贯通精度，检查洞外平面GPS控制测量的质量，采用附合导线以资检核：实测过程中，采用徕卡TC702全站仪进行观测，选择最有利的观测时间，水平角观
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测采用方向观测法六测回，奇测回观测左角，偶测回观测右角，左右角中数之和与360°较差小于2″，方向观测时各项限差满足《公路勘测规范》JTJ061-99的标准要求。距离采用对向观测两测回，在测量前后，测定温度和气压。经过仪器加、乘常数和气象、倾斜改正化算成水平距高，最后归算到隧道平均高程面上，使洞外和洞内的长度计算在同一高程面上进行，归算到隧道平均高程面上的长度按下式计算：
L0=L[1+（H0-H）/R]
式中：L—边长测量的最后水平距离（m）
H0---隧道平均高程（m） H---测边高程（m）
R---地球曲率半径（R=6371km）
内业平差处理按简易平差方法进行，平差结果详见《小康高速公路17标附合导线测量成果》。
3.3.3 高程控制测量
采用光电三角高程双置镜法，使用徕卡TC702正倒镜往返观测各两测回，对向观测高程较差小于±20√D（D为电磁波测距边长以KM计）。观测前后各量一次仪器高和觇标高，其差值小于2mm时取平均值。
施测过程中，观测条件及作业程序严格按照《公路勘测规范》JTJ061-99要求执行。 外业测量资料经复核合格后，与设计院提供值进行比较，均满足《公路勘测规范》JTJ061-99精度要求。
4 洞内控制测量及施工测量
4.1 洞口投点
依据洞外平面GPS控制网成果，进行洞口投点，投点及向洞内引测时，选择视线清晰，成像稳定的时段（如：清晨傍晚或阴天）进行观测,并具备足够的检核条件。 4.2 洞内中线测量
洞内中线采用徕卡TCR402全站仪正倒镜分中法定设，测角中误差在±6″之内，测距中误差控制在10mm内，当掘进至200m时，使用全站仪观测四测回，距离对向观测两测回，形成洞内施工导线，其测角中误差应小于2.5″，距离往返测较差小于7mm。
在每一次延伸施工导线测量前，对已有的施工导线前三个点必须进行检测，检测结果在《测规》允许范围内时再向前引测。
4.3 洞内平面控制测量
当掘进至一定距离时，选择稳固的施工导线点组成洞内控制导线，其平均边长控制在300-500m之内。当开挖至约1.5Km时，布设闭合导线环，其主导线点采用洞内控制导线点，副导线点与中线侧移适当距离布设，测量中严格按《公路勘测规范》JTJ061-99和本工程的技术标准要求作业，水平角观测4测回，其中奇测回观测左角，偶测回观测右角，左右角平均值之和与360°较差控制在2″之内，边长往返各测四测回，并进行仪器加、乘常数、气象、倾斜改正。洞内导线平差计算采用严密平差或简易平差。 4.4 洞内高程控制测量
洞内高程采用水准测量方法，临时水准点每200m设置一个，设在隧道中心桩上便于施工，采用DS3型水准仪进行往返观测，其闭合差小于20√Lmm（L以千米计）。当掘进至500mm时，建立施工控制水准点，其一般设在边墙上，用DS3型水准仪独立往返测三次，当三次较差小于5mm时，采用平均值作为延伸控制水准测量的起算值。
洞内高程点由于受不良地质及施工条件影响，如软弱围岩，可能发生变化，因此洞内高程应定期检测，引测新的高程点时，必须对已知的起算高程点进行检测，检测成果合格，满足《公路勘测规范》JTJ061-99精度要求时才能向前引测。 4.5 断面测量
在每10M或断面变化处，用徕卡TCR402测设中线及断面，或采用BJSD-2隧道限界检测仪测设隧道断面，将测量数据录入电脑，与设计限界进行数据比较，并及时反馈隧道的超欠挖，以指导隧道掘进施工。
5 贯通竣工测量
隧道贯通后，用徕卡TCR402、DS3水准仪实地测出隧道贯通误差，（包括纵向、横向、方位角及高程误差）。当横向贯通误差在±150mm之内，高程贯通误差在±50mm之内时，进行平差计算，（采用人机对算），根据平差结果对中线和高程进行调整，其竣工断面采用徕卡TCR402或BJSD-2型隧道限界检测仪施测，按《公路勘测规范》要求，提交相应的测量资料和有关图表。
6 结束语
以上控制测量方案在隧道施工中均取得了成功的应用，各项精度指标均符合限差要求。从GPS测量技术中，可以看出GPS对铁路长大隧道控制测量具有极大推广应用价值。GPS作业精度高，布网灵活。它不受距离、气候、通视条件限制，非常适合地形条件困
难地区控制测量工作。提高成果质量，受人为因素干扰小。整个作业过程全由微电子技术、计算机技术控制，自动数据采集、自动数据预处理、自动网平差计算。
洞内控制由于作业面小，工序干扰大，应有耐心，尽量在通视条件好的时段观测，以提高精度，使用以上方法，完全能够保证控制测量的精度，保证隧道的贯通。
参考文献:[1]国家标准GB50026-93《工程测量规范》
[2]部颁标准《公路勘测规范》JTJ061-99
[3]《公路全球定位系统（GPS）测量规程》JTJ∕T066－98
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