劉彥海(中鐵八局昆建公司測繪分公司)
摘要：為保證長大隧道順利貫通，必須對長大隧道施工測量進行研究。對隧道施工測量中洞口控制網布設、洞內基本控制網的布設、平差及檢核方法等若干問題進行了研究，提出了提高洞內控制測量精度的幾點建議，以確保了長大隧道的順利貫通。
關鍵詞：長大隧道；洞口控制測量；洞內基本導線測量及檢核；建議。
前言保證長大隧道的準確貫通，隧道控制測量是關鍵。隧道控制測量分為高程控制測量和平面控制測量。它們的誤差會對隧道貫通產生豎向誤差、橫向誤差和縱向誤差。
由於高程控制誤差對豎向誤差影響的規律相對簡單，縱向誤差並不直接影響隧道的貫通。因此，隧道平面控制測量對隧道貫通起著決定性作用。隧道控制測量可分為洞外控制測量、洞口控制測量、洞內控制測量；長大隧道的距離遠遠超出規範規定的長度，因此，隧道的控制測量屬於超規範作業，必須對此進行研究。
洞外控制測量一般採用gps測量方法，本人通過八年多的工作經驗和不斷的鑽研、學習，對長大隧道的洞內基本控制測量中的若干問題發表自己的觀點。
在設計導線點和水準點的施工複測無誤後，依據複測設計移交的控制點再進行施工控制網的加密，在隧道進出口施工段增設精密導線點或gps控制點及水準點，並滿足施工控制測量精度的要求。
施工控制網的加密分兩方面內容：（1）施工平面控制網加密：施工平面控制網採用gps按b級網的精度要求進行測量；（2）施工高程控制網加密測量：
施工高程控制網加密測量採用水準儀按三等水準測量的要求進行。
一、洞外控制點選點及控制點數量要求
在進行隧道控制網網型設計前，詳細收集大坡嶺隧道所在地的地形圖、已有的控制測量等資料，並實地踏勘隧道進出口的地形概貌。對於直線隧道，洞口點應選在隧道進出口處附近的中線上，另外再布設至少兩個定向點，除要求洞口點與定向點通視外，定向點間不要求通視，但定向點至洞口點間的距離應在400m上，而且各個定向點應選在大致相等的高度(程)上，以消除或減小垂線偏差對聯絡進洞觀測方向的影響。對於曲線隧道，還應把曲線的主要控制點，如曲線的主點、切線上的兩點包含在網中。
為了便於gps接收機的安置和衛星訊號的接收，控制點周圍應視野開闊、高度截止角15度以上不應有障礙物；同時應遠離強電磁源，周圍沒有大面積反射面等，以減弱多路徑效應。大坡嶺隧道點位見下圖示：
二、隧道進出口洞外平面控制網施測
1、洞外gps平面控制網施測
大坡嶺隧道施工平面控制網資料採集，採用六臺標稱精度為土(5mm+1ppm)的美國天寶r8 gnss型雙頻測量型gps接收機。gps外業觀測採用靜態測量方式，進出洞口的控制點聯測、洞口之間的控制點聯測全部採用邊聯接或網聯接的方式構網，形成多個大地四邊形，同時滿足衛星的高度角不低於15度、觀測時有效衛星的數量不少於5顆、時段中任一衛星有效的觀測時間不少於30分鐘、每一時段的觀測時間不少於9o分鐘和gdop或pdop值不大於6等外業觀測技術要求，同步觀測時確保接收機的開機和關機時間的同步。
每天外業工作結束後，即對當天採集的資料進行處理，利用trimble geomatics ofice軟體進行基線解算，並根據軟體輸出的基線質量資料，檢查基線方差、中誤差、周跳數等，保證了基線的解算質量。
（1）、gps野外作業注意事項
開工測量前，外業負責人明確每位架站人員其所擺設測站點名、點號及開關機時間，若架站人員有未明事項，應主動向負責人請示了解。
架設gps時應該注意的事項及操作程式：
1）找尋點位：
在到達點位之後，確認該點之標石號碼，檢核無誤後再行架設儀器。
2）架設儀器：
首先進行儀器的整平、對中。通常要注意的是：
在整平、對中過程中，不要將gps架在腳架上，僅架上基座即可。
光學對中因儀器高及個人視力不同，而有不同的焦距，所以在整平、對中之前應該要調整到最適合的焦距，避免對中時有視差的發生。
gps安裝上後，將天線的指示方向指向北方（若不知道北方在那，可利用石樁上刻字判別之，字的正向為北方），量測三個方向上的天線高（北方、東南及西南），並記錄。
3）觀測過程：
a、觀測過程中任何人不得接觸gps及腳架。
b、在接受機接受資料的過程中，不得在gps接收機旁接打手機和使用對講機。
c、使用時儀器注意防潮、防曬。
4）記錄觀測手簿：
手簿是資料**及內業計算最重要的資訊記錄，外業所發生的錯誤須經由手簿的記載來改正。
（2）、gps外業觀測手薄注意事項：
注意點名、點號書寫是否正確；
天線高、接收機的型號、序號記錄、開始觀測時間、結束時間等等是否記錄正確、完整；
由於隧道獨立控制網是與路線控制測量具有一定聯絡的專用獨立網，因此，本工程選取隧道進口為起算點，同時隧道獨立控制網應確保隧道設計中線的方位，隧道獨立控制網的投影面按隧道線路中線的平均高程面。
根據以上原則，大坡嶺隧道以進口中乙個控制點用軟體進行二維約束平差,二維約束平差後的精度和進口投點與出口投點的方位為約束條件，採用專用軟體進行二維約束平差。
2、全站儀三角網測量
（1）、水平角觀測
1）、水平角觀測方法
不同等級的水平角觀測的精度要求不同，其觀測方法也不同。當前
三、四等以下的水平角觀測採用「方向觀測法」。二等三角觀測也可使用方向觀測法。
採用方向觀測法時，選擇理想的方向作為零方向是最重要的。如果零方向選擇的不理想，不僅是觀測工作無法順利進行，而且還會影響方向值的精度。選擇的零方向應滿足以下的條件：
第一，邊長適中。就是說，與本點其他方向比較，其邊長既不是太長，又不是最短。
第二，成像清晰，目標背景最好是天空。若本點所有目標的背景均不是天空時，可選擇背景為遠山的目標作為零方向。另外，零方向的相位差影響要小。
第三，視線超越或旁離障礙物較遠，不易受水平折光影響。
當需要分組觀測時，選擇零方向更要慎重，以保證各組均使用同乙個零方向。
2）、水平角觀測操作的基本規則
水平角觀測操作的基本規則，是根據各種誤差對測角的影響規律制定出來的，實踐證明，它對消除或減弱各種誤差影響是行之有效的，應當自覺遵守。
a、一測回中不得變動望遠鏡焦距。觀測前要認真調整望遠鏡焦距，消除視差，一測回中不得變動焦距。轉動望遠鏡時，不要握住調焦環，以免碰動焦距。
其作用在於，避免因調焦透鏡移動不正確而引起視准軸變化。
b、在各測回中，應將起始方向的讀數均勻分配在度盤和測微盤上。這是為了消除或減弱度盤、測微盤分劃誤差的影響。
c、上、下半測回間縱轉望遠鏡，使一測回的觀測在盤左和盤右進行。一般上半測回在盤左位置進行，下半測回在盤右位置進行。作用在於消除視准軸誤差及水平軸傾斜誤差的影響，並可獲得二倍照准差的數值，藉以判斷觀測質量。
d、下半測回與上半測回照准目標的順序相反，並保持對每一觀測目標的操作時間大致相等。其作用在於減弱覘標內架或腳架扭轉的影響以及視准軸隨時間、溫度變化的影響等，就是說，在一測回觀測中要連續均勻，不要由於某一目標成像不佳或其他原因而停留過久，在高標上觀測更應注意此問題。
e、半測回中照准部的旋轉方向應保持不變。這樣可以減弱度盤帶動和空隙帶動的誤差影響。若照准部已轉過所照准的目標，就應按轉動方向再轉一周，重新照准，不得反向轉動照准部。
因此，在上、下半測回觀測之前，照准部要按將要轉動的方向先轉1～2周。
f、測微螺旋、微動螺旋的最後操作應一律「旋進」，並使用其中間部位，以消除或減弱螺旋的隙動差影響。
g、觀測中，照准部水準器的氣泡偏離**不得超過《規範》規定的格數。其作用在於減弱垂直軸傾斜誤差的影響。在測回與測回之間應檢視氣泡的位置是否超出規定，若超出，應立即重新整平儀器。
若一測回中發現氣泡偏離超出規定，應將該測回作廢，待整平後，再重新觀測該測回。
3）、觀測結果的選擇
①、觀測限差
限差以內的結果，認為合格；超限成果，則不合格，應捨去重新觀測。
②、觀測結果的取捨
為了保證觀測成果質量，凡是超限成果都必須重測。
4）、水平角觀測結束後，其測角中誤差按下列公式計算：
①、三角網（鎖）的測角中誤差應按下式計算：
式中：w——三角形角度閉合差（″）；
n——三角形個數。
②、導線環（網）測角中誤差應按下式計算：
其中： -------導線環（網）的角度閉合差（″）；
n-------導線環（網）的內角個數；
n-------導線環（網）的個數。
（2）、水平距離觀測及改正
1）、觀測時間的選擇
a、光電測距的最佳觀測時間與大氣穩定度、空氣中的能見度、地形條件、地面覆蓋物、氣象因素等有關，一般最佳觀測時間段為日落前2h至0.5h，或日出後1h至2.5h；
b、全陰天可放寬觀測時間，一般連續觀測時間上午不超過2h，下午不超過3h；
c、在氣溫突變及惡劣天氣時，應停止觀測。
2）、測距作業要求
a、接通電源前，所有開關均應置於關的位置；
b、測距前應使測距儀與外界溫度相適應。儀器接通電源後，應預熱20min後方可開始觀測；
c、測邊時應在成像清晰和氣象條件穩定時進行，雨、雪和大風天氣不宜作業，不宜順光、逆光觀測，嚴禁將儀器照准頭對準太陽；
d、當反光鏡背景方向有反射物時，應在反光鏡後方遮上黑布；
e、測距過程中，當視線被遮擋出現粗差時，應重新啟動測量；
f、當觀測資料超限時，應重測整個測回。當觀測資料出現分群時，應分析原因，採取相應措施重新觀測；
g、溫度計宜採用通風乾濕溫度計，氣壓表宜選用高原型空盒氣壓表；
h、當測四等及以上的邊時，應量取兩端點的測邊始末的氣象資料，計算時應取平均值。
i、測距儀在使用中應避免陽光照射和強光射入接收鏡孔，影響測距精度；
j、在測距過程中應停止使用對講機；
k、當測高精度邊或長邊時，應符合下列規定：
ⅰ、宜選在日出後1小時左右或日落前1小時左右的時間內觀測；
ⅱ、宜採用「電照准」；
ⅲ、應在啟動儀器30min後觀測。
3）、觀測成果的記錄
a、一切原始觀測和文字記載必須真實、清晰、美觀和規格統一；
b、原始資料人工記載時要用鉛筆，在手薄中禁止塗擦。凡更正錯誤，均應將錯誤數字、文字整齊劃去，在其上方填寫正確的數字或文字；
c、對超限劃去的成果，須註明原因和重測結果的所在頁數。野外觀測成果的記錄和計算須經過200％的詳查後方可遷站；
d、在有條件時，可採用電子計算機記錄。
4）、觀測成果的計算
山嶺隧道細部施工測量方法
1全站儀座標法設站 1.1.在控制點上架設全站儀並對中整平，初始化後檢查儀器設定 氣溫 氣壓 稜鏡常數 輸入或調入測站點的三維座標，量取並輸入儀器高，輸入或調入後視點座標，照准後視點進行後視。如果後視點上有稜鏡，輸入稜鏡高，可以馬上測量後視點的座標和高程並與已知資料檢核。特別注意 如果所測資料完全正...
隧道施工斷面快速測量方法
摘要 隧道施工斷面測量工作，不需要專用軟體，採用裡面座標法也能及時為施工提供可靠測量資料，準確的知道施工。三維座標斷面法，只需要測量任意位置的三維座標即可及時計算其偏差。關鍵詞 隧道 斷面 快速測量。中圖分類號 u45文獻標識碼 a 文章編號 前言隧道施工中各種工序銜接緊湊，平行作業 交叉作業施工的...
隧道施工斷面快速測量方法隧
摘要 隧道施工斷面測量工作，不需專用軟體，採用立面座標法也能及時為施工提供可靠測量資料，準確的指導施工。三維座標段落法，只需測量任意位置的三維座標即可計算其偏差。關鍵詞 隧道斷面測量立面座標法三維座標段落法 0前言隧道施i 中各種 序銜接緊湊，平行作業 交叉施工的 程很多，i洞內作業而狹小，如排風不...