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【摘 要】 针对高速公路隧道控制测量提出,在施工环境复杂的情况下,如何合理有效的做好隧道的控制测量,确保隧道的顺利贯通。
【关键词】 高速公路;隧道施工;控制测量
引言
高速公路隧道的施工信息化管理技术是保证隧道施工协调性和安全性相统一的技术。在施工的过程中,工程的负责人员通过信息技术实现对工程施工的全面监控,并做出及时的调整,既保证高速公路隧道施工的进度,又保证其施工的质量。随着我国经济的高速发展,物流产业已到达发展的鼎盛时期,高速公路的隧道建设的数量会日益增多,对高速公路隧道施工过程中的信息管理是时代发展的要求。
一、隧道控制测量的目的、内容和方法
1、隧道工程施工前,应熟悉隧道工程的设计图纸,并根据隧道的长度、线路形状和对贯通误差的要求,进行隧道测量控制网的设计,目的是保证隧道相向开挖时能按规定的精度正确贯通,并使建筑物的位置符合规定,不侵入建筑限界,以确保运营安全。
2、测量工作应遵循“从整体到局部,先控制后碎部”的原则。“整体”是指控制测量,其含义为控制测量应按由高等级到低等级逐级加密进行,直至最低等级的图根控制测量,再在图根控制点上安置仪器进行碎步测量或测设工作。控制测量包括平面控制测量和高程控制测量,称测定点位的X,Y坐标为平面控制测量,测定点位的H坐标为高程控制测量。
3、平面控制网的布设应符合因地制宜、技术先进、经济合理、确保质量原则
4、平面控制测量应采用GPS测量、导线测量、三角测量或三边测量方法进行,路线平面控制测量宜采用导线测量方法进行。平面控制网精度等级的划分,卫星定位测量控制网依次为二、三、四等和一、二级,导线及导线网依次为三、四等和一、二、三级,三角形网依次为二、三、四等和一、二级。
5、高程控制测量精度等级的划分,依次为二、三、四、五等。各等级高程控制宜采用水准测量,四等及以下等级可采用电磁波测距三角高程测量,五等也可采用GPS拟合高程测量进行。高程控制点采用GPS拟合高程测量方法进行解算,应对GPS点的拟合高程成果进行检验。检测点数不少于全部高程点的10%且不少于3个点;高差检验,可采用相应等级的水准测量方法或电磁波测距三角高程测量方法进行,其高差较差不应大于槡30Dmm(D为检查路线的长度,单位为km)。
二、隧道洞外控制测量
1、洞外控制测量
洞外控制测量是在隧道各开挖口之间建立一精密的控制网,以便根据它进行隧道的洞内控制测量或中线测量,保证隧道的准确贯通见。
2、对隧道进出口
进行联测。根据《工程测量规范》和《公路勘测规范》以及《公路勘测细则》中对长隧道洞外控制测量的精度要求,结合本项目的测设能力和仪器配备,选用精密导线法进行隧道进出口洞外平面控制网联测,按四等水准测量的精度要求进行水准联测。
导线联测中,以隧道进口设计点LI115、LI116为起算边,沿X512县道、S208省道布点对导线点进行加密联测,共计15个加密点,联测至伍凤山隧道出口设计点LI111、LI112。导线全长5155.120m,共计观测17站。角度闭合差为+6″,小于容许值±41″,符合规范要求;导线全长闭合差f=0.061,全长相对闭合差为K=1/84510,小于规范要求的1/17000,满足精度要求。水准联测中,以隧道进口设计点LI116为起点,按照四等水准测量的精度要求施测,沿X512县道、S208省道、际都特大桥,联测至伍凤山隧道出口设计点LI111,并进行往返测量,共计116站。联测结果,水准闭合差为+15mm,容许闭合差为±64mm,满足精度要求。
3、在设计水准点和导线点复测无误后,再进行施工控制网的加密。在洞外选适当的点位进行洞口四等三角网的加密。加密点必须稳固、可靠且通视良好。伍凤山隧道左右洞均为曲线进洞直线出洞,在洞口选点时要考虑以后洞内加密网型走向与洞外控制网怎样相连最优化合理,这样就可以避免因洞外添加转点而引起的累计误差。
(图2)中LI115、LI116为隧道进口设计导线点,JK-1为三角网加密点;(图3)中LI111、LI112为隧道出口设计导线点,CK-1为三角网加密点。加密点的選点在满足稳固、通视的情况下,网形布设为近似等边三角形。为确保施工控制网的精度要求,用徕卡TS06全站仪进行观测,水平角观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,方向观测时各项限差满足《工程测量规范》和《公路勘测规范》的精度要求。测量前后,测定温度和气压输入仪器,经过仪器加常数、乘常数和气象、倾斜改正化算成水平距离。
在洞口高差较大时,观测距离成果要进行投影改正,按下式计算:
洞外高精度水准点大部分都与导线控制点重合,便于施工测量使用。水准测量时进行往返测量,采用严密平差法进行计算,并计算路线闭合差、每公里观测高差偶然中误差、最弱点高差中误差。伍凤山隧道进口以设计点LI116为起点,往进洞口方向测设加密点JK-1的高程,往返测量,共计12站,水准闭合差为+6mm,容许闭合差为±20mm;隧道出口以设计点LI111为起点,往洞口方向测设加密点CK-1的高程,往返测量,共计14站,水准闭合差为-4mm,容许闭合差为±22mm。进出口洞口投点的测设均满足四等水准的精度要求。
三、隧道洞内控制测量
1、洞内平面控制测量
(1)洞内的平面控制网宜采用导线形式,并以洞口投点(插点)为起始点沿隧道中线或隧道两侧布设成直伸的长边导线或狭长的多环导线。(2)导线的边长宜近似相等,直线段不宜短于200m,曲线段不宜短于70m,导线边距离洞内设施不小于0.2m。(3)当双线隧道或其他辅助坑道同时掘进时,应分别布设导线并通过横洞连成闭合环。(4)当隧道掘进至导线设计边长的2~3倍时,应进行一次导线延伸测量。(5)对于长距离隧道,可加测一定数量的陀螺经纬仪定向边。(6)当隧道封闭采用气压施工时,对观测距离必须作相应的气压改正。 如(图4)所示,伍凤山隧道进口右洞掌子面掘进至400m附近,项目部组织人员和仪器进行了一次洞内平面控制测量,因洞口段位于曲线段,点Y-1至Y-3,点Y-2至Y-4的距离均在100m至150m之间,以能互相通视为宜,Y-5位于已浇筑整平层的最前端,导线呈狭长形。该次平面控制测量中,共架设7站,角度闭合差为+4″,容许值为±26″,导线全长闭合差0.007,全长相对闭合差为1/162921,各精度参数均满足规范的要求。
2、洞内高程控制测量
洞内高程控制测量宜采用水准测量方法,与洞口水准点、相关洞口水准点(含竖井和平洞口)和必要的洞外水准点,应组成闭合或往返水准路线。为了施工及复测方便,洞内水准点设置密度应较大。
四、隧道贯通误差
1、由于测量施工过程中不可避免地带有误差,因此贯通实际上总是存在偏差的。伍凤山隧道左洞全长1217m,右洞全长1265m,均为长隧道,横向贯通误差限值为100mm,高程贯通误差限值为70mm,必须做好洞内外的控制测量,保证隧道的顺利贯通。
2、隧道贯通误差的测定
隧道贯通后,在隧道贯通面上钉一临时桩,用隧道进口的控制点和隧道出口的控制点,各自向临时桩进行测量,分别测取临时桩点的平面坐标,将两组坐标的差值分别投影到贯通面上和隧道中线上,则贯通面上的投影即为横向贯通误差,在中线上的投影即为纵向贯通误差。高程贯通测量是测定实际的竖向贯通误差,通常采用水准测量方法,从隧道进口和出口附近的水准点开始,各自向洞内进行,分别测出贯通面上同一点的高程,即获得此点的两个高程之差。
3、隧道贯通误差的調整
平面贯通误差调整。贯通误差≤50mm时,在保证隧道建筑限界要求的条件下,可不调整线路中线。贯通误差>50mm时,采用线位拟合方法进行调整,调整后的线路应满足平顺性标准和隧道建筑限界的要求。高程贯通误差调整。贯通点附近的水准点高程,采用由贯通面两端分别引测的高程的平均值,作为调整后的高程。洞内未衬砌地段的各水准点高程,根据水准路线的长度对高程贯通误差按比例分配,求得调整后的高程,并作为施工放样的依据。
结束语
本文是对高速公路隧道施工信息化管理技术的分析,高速公路隧道施工信息化管理技术的运用,高速公路工的信息化管理技术是保证施工质量的前提条件,需要得到大力的推广。
参考文献:
[1]万红亮,杜志刚,冯超,王明年.基于视错觉的公路隧道中部安全控速方法[J].交通信息与安全,2014,05:146-153.
[2]李忠,魏嘉,朱彦鹏.大断面城市隧道施工全过程风险管理模式研究[J].岩石力学与工程学报,2014,10:2085-2094.
[3]杨松,曾忠,刘保健.对杜家山千枚岩公路隧道施工经验的深思[J].价值工程,2014,29:124-125.
[4]宋世海.傍依水库的公路隧道安全稳定性分析方法[J].内蒙古科技与经济,2014,19:97-100+102.
【关键词】 高速公路;隧道施工;控制测量
引言
高速公路隧道的施工信息化管理技术是保证隧道施工协调性和安全性相统一的技术。在施工的过程中,工程的负责人员通过信息技术实现对工程施工的全面监控,并做出及时的调整,既保证高速公路隧道施工的进度,又保证其施工的质量。随着我国经济的高速发展,物流产业已到达发展的鼎盛时期,高速公路的隧道建设的数量会日益增多,对高速公路隧道施工过程中的信息管理是时代发展的要求。
一、隧道控制测量的目的、内容和方法
1、隧道工程施工前,应熟悉隧道工程的设计图纸,并根据隧道的长度、线路形状和对贯通误差的要求,进行隧道测量控制网的设计,目的是保证隧道相向开挖时能按规定的精度正确贯通,并使建筑物的位置符合规定,不侵入建筑限界,以确保运营安全。
2、测量工作应遵循“从整体到局部,先控制后碎部”的原则。“整体”是指控制测量,其含义为控制测量应按由高等级到低等级逐级加密进行,直至最低等级的图根控制测量,再在图根控制点上安置仪器进行碎步测量或测设工作。控制测量包括平面控制测量和高程控制测量,称测定点位的X,Y坐标为平面控制测量,测定点位的H坐标为高程控制测量。
3、平面控制网的布设应符合因地制宜、技术先进、经济合理、确保质量原则
4、平面控制测量应采用GPS测量、导线测量、三角测量或三边测量方法进行,路线平面控制测量宜采用导线测量方法进行。平面控制网精度等级的划分,卫星定位测量控制网依次为二、三、四等和一、二级,导线及导线网依次为三、四等和一、二、三级,三角形网依次为二、三、四等和一、二级。
5、高程控制测量精度等级的划分,依次为二、三、四、五等。各等级高程控制宜采用水准测量,四等及以下等级可采用电磁波测距三角高程测量,五等也可采用GPS拟合高程测量进行。高程控制点采用GPS拟合高程测量方法进行解算,应对GPS点的拟合高程成果进行检验。检测点数不少于全部高程点的10%且不少于3个点;高差检验,可采用相应等级的水准测量方法或电磁波测距三角高程测量方法进行,其高差较差不应大于槡30Dmm(D为检查路线的长度,单位为km)。
二、隧道洞外控制测量
1、洞外控制测量
洞外控制测量是在隧道各开挖口之间建立一精密的控制网,以便根据它进行隧道的洞内控制测量或中线测量,保证隧道的准确贯通见。
2、对隧道进出口
进行联测。根据《工程测量规范》和《公路勘测规范》以及《公路勘测细则》中对长隧道洞外控制测量的精度要求,结合本项目的测设能力和仪器配备,选用精密导线法进行隧道进出口洞外平面控制网联测,按四等水准测量的精度要求进行水准联测。
导线联测中,以隧道进口设计点LI115、LI116为起算边,沿X512县道、S208省道布点对导线点进行加密联测,共计15个加密点,联测至伍凤山隧道出口设计点LI111、LI112。导线全长5155.120m,共计观测17站。角度闭合差为+6″,小于容许值±41″,符合规范要求;导线全长闭合差f=0.061,全长相对闭合差为K=1/84510,小于规范要求的1/17000,满足精度要求。水准联测中,以隧道进口设计点LI116为起点,按照四等水准测量的精度要求施测,沿X512县道、S208省道、际都特大桥,联测至伍凤山隧道出口设计点LI111,并进行往返测量,共计116站。联测结果,水准闭合差为+15mm,容许闭合差为±64mm,满足精度要求。
3、在设计水准点和导线点复测无误后,再进行施工控制网的加密。在洞外选适当的点位进行洞口四等三角网的加密。加密点必须稳固、可靠且通视良好。伍凤山隧道左右洞均为曲线进洞直线出洞,在洞口选点时要考虑以后洞内加密网型走向与洞外控制网怎样相连最优化合理,这样就可以避免因洞外添加转点而引起的累计误差。
(图2)中LI115、LI116为隧道进口设计导线点,JK-1为三角网加密点;(图3)中LI111、LI112为隧道出口设计导线点,CK-1为三角网加密点。加密点的選点在满足稳固、通视的情况下,网形布设为近似等边三角形。为确保施工控制网的精度要求,用徕卡TS06全站仪进行观测,水平角观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,方向观测时各项限差满足《工程测量规范》和《公路勘测规范》的精度要求。测量前后,测定温度和气压输入仪器,经过仪器加常数、乘常数和气象、倾斜改正化算成水平距离。
在洞口高差较大时,观测距离成果要进行投影改正,按下式计算:
洞外高精度水准点大部分都与导线控制点重合,便于施工测量使用。水准测量时进行往返测量,采用严密平差法进行计算,并计算路线闭合差、每公里观测高差偶然中误差、最弱点高差中误差。伍凤山隧道进口以设计点LI116为起点,往进洞口方向测设加密点JK-1的高程,往返测量,共计12站,水准闭合差为+6mm,容许闭合差为±20mm;隧道出口以设计点LI111为起点,往洞口方向测设加密点CK-1的高程,往返测量,共计14站,水准闭合差为-4mm,容许闭合差为±22mm。进出口洞口投点的测设均满足四等水准的精度要求。
三、隧道洞内控制测量
1、洞内平面控制测量
(1)洞内的平面控制网宜采用导线形式,并以洞口投点(插点)为起始点沿隧道中线或隧道两侧布设成直伸的长边导线或狭长的多环导线。(2)导线的边长宜近似相等,直线段不宜短于200m,曲线段不宜短于70m,导线边距离洞内设施不小于0.2m。(3)当双线隧道或其他辅助坑道同时掘进时,应分别布设导线并通过横洞连成闭合环。(4)当隧道掘进至导线设计边长的2~3倍时,应进行一次导线延伸测量。(5)对于长距离隧道,可加测一定数量的陀螺经纬仪定向边。(6)当隧道封闭采用气压施工时,对观测距离必须作相应的气压改正。 如(图4)所示,伍凤山隧道进口右洞掌子面掘进至400m附近,项目部组织人员和仪器进行了一次洞内平面控制测量,因洞口段位于曲线段,点Y-1至Y-3,点Y-2至Y-4的距离均在100m至150m之间,以能互相通视为宜,Y-5位于已浇筑整平层的最前端,导线呈狭长形。该次平面控制测量中,共架设7站,角度闭合差为+4″,容许值为±26″,导线全长闭合差0.007,全长相对闭合差为1/162921,各精度参数均满足规范的要求。
2、洞内高程控制测量
洞内高程控制测量宜采用水准测量方法,与洞口水准点、相关洞口水准点(含竖井和平洞口)和必要的洞外水准点,应组成闭合或往返水准路线。为了施工及复测方便,洞内水准点设置密度应较大。
四、隧道贯通误差
1、由于测量施工过程中不可避免地带有误差,因此贯通实际上总是存在偏差的。伍凤山隧道左洞全长1217m,右洞全长1265m,均为长隧道,横向贯通误差限值为100mm,高程贯通误差限值为70mm,必须做好洞内外的控制测量,保证隧道的顺利贯通。
2、隧道贯通误差的测定
隧道贯通后,在隧道贯通面上钉一临时桩,用隧道进口的控制点和隧道出口的控制点,各自向临时桩进行测量,分别测取临时桩点的平面坐标,将两组坐标的差值分别投影到贯通面上和隧道中线上,则贯通面上的投影即为横向贯通误差,在中线上的投影即为纵向贯通误差。高程贯通测量是测定实际的竖向贯通误差,通常采用水准测量方法,从隧道进口和出口附近的水准点开始,各自向洞内进行,分别测出贯通面上同一点的高程,即获得此点的两个高程之差。
3、隧道贯通误差的調整
平面贯通误差调整。贯通误差≤50mm时,在保证隧道建筑限界要求的条件下,可不调整线路中线。贯通误差>50mm时,采用线位拟合方法进行调整,调整后的线路应满足平顺性标准和隧道建筑限界的要求。高程贯通误差调整。贯通点附近的水准点高程,采用由贯通面两端分别引测的高程的平均值,作为调整后的高程。洞内未衬砌地段的各水准点高程,根据水准路线的长度对高程贯通误差按比例分配,求得调整后的高程,并作为施工放样的依据。
结束语
本文是对高速公路隧道施工信息化管理技术的分析,高速公路隧道施工信息化管理技术的运用,高速公路工的信息化管理技术是保证施工质量的前提条件,需要得到大力的推广。
参考文献:
[1]万红亮,杜志刚,冯超,王明年.基于视错觉的公路隧道中部安全控速方法[J].交通信息与安全,2014,05:146-153.
[2]李忠,魏嘉,朱彦鹏.大断面城市隧道施工全过程风险管理模式研究[J].岩石力学与工程学报,2014,10:2085-2094.
[3]杨松,曾忠,刘保健.对杜家山千枚岩公路隧道施工经验的深思[J].价值工程,2014,29:124-125.
[4]宋世海.傍依水库的公路隧道安全稳定性分析方法[J].内蒙古科技与经济,2014,19:97-100+102.