隧道是边开挖、边衬砌,为保证开挖方向正确、开挖断面尺寸符合设计要求,施工测量工作必须紧紧跟上,同时要保证测量成果的正确性。
1)隧道平面掘进方向的标定
当隧道从最前面一个临时中线点继续向前掘进时,在直线上延伸不超过30m,曲线上不超过20m的范围内,可采用串线法延伸中线。用串线法延伸中线时,应在临时中线点前或后用仪器再设置2个中线点。串线时可在这3个点上挂上垂球线,先检验3点是否在一条直线上。如正确无误,可用肉眼瞄直,在工作面上给出中线位置,指导掘进方向。当串线延伸长度超过临时中线点的间距时,则应设立一个新的临时中线点。在曲线导坑中,常用弦线偏距法和切线支距法进行延伸测量。
2)隧洞高程和坡度的测设
用洞内水准测量控制隧道施工的高程。隧道向前掘进,每隔50m应设置一个洞内水准点,并据此测设腰线。隧道的腰线可以指示隧道在竖直面内的倾斜方向,定腰线就是在隧道壁上标定出隧道的设计坡线。通常情况下,可利用导线点作为水准点,也可将水准点埋设在洞顶或洞壁上,但都应力求稳固和便于观测。洞内水准线路也是支水准线路,除应往返观测外,还需经常进行复测。
地下高程的测设方法用水准测量法。水准测量常用倒尺法传递高程。高差计算仍为hAB=a-b,但倒尺读数应作为负值参与计算。在隧道开挖过程中,常用腰线法控制隧道的坡度和高程。作业时在两侧洞壁每隔5~10m测设出高于洞底设计高程约1m的腰线点。腰线点设置一般采用视线高法。水准仪后视水准点,读取后视读数,得仪器高。根据腰线点的设计高程,可分别求出腰线点与视线间的高差,据此可在边墙上定出腰线点。相邻点的连线即为腰线。当隧道具有一定坡度时要测设腰点桩。
3)开挖断面的测设
在隧道施工中,为使开挖断面能较好的符合设计断面,在每次掘进前,应在开挖断面上,根据中线和洞顶高程,标出设计断面尺寸线。(www.daowen.com)
隧洞断面测设时,首先用串线法(或在中线桩上安置经纬仪),在工作面上定出断面中垂线,根据腰线定出起拱线位置。然后根据设计图纸,采用支距法测设断面轮廓,从上至下每0.5m(拱部和曲墙)和1m(直墙)向左右量测支距。量支距时,应考虑到曲线隧道中心与线路中心的偏移值和施工预留宽度。在衬砌之前,还应进行衬砌放样,包括立拱架测量、边墙及避车洞和仰拱的衬砌放样,洞门砌筑施工放样等一系列的测量工作。
特别强调,为了保证施工安全,在隧道掘进过程中,还应设置变形观测点,以便监测围岩的位移变化。腰桩、洞壁和洞顶的水准点可作为变形观测点。
4)竣工测量
隧道工程竣工后,为了检查工程是否符合设计要求,并为设备安装和运营管理提供基础信息,需要进行竣工测量,绘制竣工图。由于隧道工程是在地下,因此隧道竣工测量具有独特之处。
验收时检测隧道中心线。在隧道直线段每隔50m、曲线段每隔20m检测一点。地下永久性水准点至少设置两个,长隧道中每1km设置一个。
隧道竣工时,还要进行纵断面测量和横断面测量。纵断面应沿中线方向测定底板和拱顶高程,每隔10~20m测一点,绘出竣工纵断面图,在图上套绘设计坡度线进行比较。直线隧道每隔10m、曲线隧道每隔5m或者隧道变化处测一个横断面。横断面测量可以用直角坐标法或极坐标法。直角坐标法测量时,是以横断面的中垂线为纵轴,以起拱线为横轴,量出起拱线至拱顶的纵距和中垂线至各点的横距,还要量出起拱线至底板中心的高度等,依此绘制竣工横断面图。用极坐标法测量竣工横断面。用一个有刻度的度盘,将度盘上0°~180°刻度线的连线方向放在横断面中垂线位置上,度盘中心的高程从底板中心高程量出。用长杆挑一皮尺零端指着断面上某一点,量取至度盘中心的长度,并在度盘上读出角度,即可确定点位。在一个横断面上测定若干特征点,就能据此绘出竣工横断面图。
当隧道中线检测闭合后,在直线上每200~500m处和曲线上的主点,均应埋设永久中线桩;洞内每1km应埋设一个水准点。无论中线点或水准点,均应在隧道边墙上画出标志,以便以后养护维修时使用。
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