譙生有

(中鐵一局集團(tuán)第五工程有限公司，陜西寶雞 721006)

隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，在全面總結(jié)鐵路工程測量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過吸收和總結(jié)近年來鐵路測量新技術(shù)、新方法，鐵路工程測量提出了勘測設(shè)計、施工、運(yùn)營維護(hù)“三網(wǎng)合一”的理念［1-3］，高速鐵路隧道、鋪設(shè)無砟軌道的普通鐵路隧道需要在隧道內(nèi)布設(shè)CPⅢ控制網(wǎng)，作為軌道施工測量的基準(zhǔn)，以保證軌道的高平順性要求。因此，隧道洞內(nèi)平面控制測量工作不僅要在隧道施工期間布設(shè)隧道施工導(dǎo)線網(wǎng)，滿足線下施工放樣和貫通測量的需要，還要在隧道貫通后重新布設(shè)隧道內(nèi)CPⅡ平面控制網(wǎng)，為軌道控制網(wǎng)CPⅢ提供高精度的測量基準(zhǔn)。通過分析兩者之間的差異，采取針對性的技術(shù)策略滿足隧道不同施工階段的要求，合理布設(shè)洞內(nèi)平面控制網(wǎng)。

1 控制網(wǎng)共性分析

隧道內(nèi)CPⅡ平面控制網(wǎng)與施工導(dǎo)線網(wǎng)的共性有以下幾點(diǎn):

(1)隧道內(nèi)CPⅡ平面控制網(wǎng)與洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)均采用導(dǎo)線測量施測;

(2)同等級控制網(wǎng)的設(shè)計測角中誤差、方位角閉合差、測回數(shù)等技術(shù)指標(biāo)相同;

(3)測量儀器主要為高精度全站儀，對中裝置為精密對點(diǎn)器;

(4)觀測條件受隧道內(nèi)條件限制，施工干擾大;

(5)控制網(wǎng)平差采用嚴(yán)密平差;

(6)控制網(wǎng)放樣的中線應(yīng)滿足隧道建筑界限要求。

2 控制網(wǎng)測量差異分析

隧道線下施工過程中，為了隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)或附屬結(jié)構(gòu)放樣、斷面測量、指導(dǎo)開挖方向并確保隧按要求貫通，需要布設(shè)洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng);隧道貫通后無砟軌道施工前，應(yīng)通過隧道進(jìn)出口或者輔助導(dǎo)坑洞口的洞外控制點(diǎn)在隧道內(nèi)布設(shè)洞內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)。線下施工過程中布設(shè)的洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)與為滿足軌道施工而建立的CPⅡ平面控制網(wǎng)有諸多不同之處。

2.1 控制網(wǎng)用途

洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)的主要用途有兩個方面:一方面是在隧道線下工程施工期間進(jìn)行施工放樣，另一方面是為了控制測量誤差積累，確保隧道相向開挖面按精度要求正確貫通。滿足隧道橫向貫通精度是洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)最關(guān)鍵的技術(shù)指標(biāo)。

洞內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)主要用途是為測設(shè)CPⅢ平面控制網(wǎng)提供起算依據(jù)，進(jìn)一步為無砟軌道施工提供精密的測量基準(zhǔn)。

2.2 控制網(wǎng)施測時機(jī)

洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)在隧道開挖期間從洞外控制點(diǎn)逐段引測，一般情況下，離工作面最近的導(dǎo)線點(diǎn)與工作面間的距離大于2倍洞內(nèi)導(dǎo)線設(shè)計邊長時向工作面延伸測量一次施工導(dǎo)線，隨隧道開挖逐段延伸測量，直至隧道貫通進(jìn)行貫通測量。

無砟軌道隧道內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)一般在隧道全面貫通，隧道二襯、水溝電纜槽施工完畢、沉降觀測通過評估后，全隧整體布網(wǎng)施測。

2.3 點(diǎn)位埋設(shè)位置

洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)在隧道線下工程施工期間布設(shè)，為避免風(fēng)管、水管等遮擋視線，點(diǎn)位一般埋設(shè)在隧道中線附近(如圖1所示)。

隧道內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)在線下工程結(jié)束后布設(shè)，控制點(diǎn)一般在隧道左右兩側(cè)水溝和電纜槽中隔墻頂部成對布設(shè)，點(diǎn)間視線應(yīng)旁離洞內(nèi)設(shè)施0.2m以上，削弱旁折光對水平角測量的影響，導(dǎo)線邊長300～600m，點(diǎn)位埋設(shè)為不銹鋼標(biāo)志，可永久保存，如圖1所示。

圖1 隧道內(nèi)CPⅡ及洞內(nèi)施工控制點(diǎn)埋設(shè)位置(單位:cm)

2.4 控制網(wǎng)類型

洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)只能在隧道內(nèi)布設(shè)成閉合導(dǎo)線環(huán)，閉合環(huán)邊數(shù)一般為4～6條，隧道貫通前無法與對向開挖面洞外控制點(diǎn)形成附合路線，如圖2所示;隧道內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)施測時，隧道一般已全面貫通，洞內(nèi)導(dǎo)線網(wǎng)可與各開挖面洞外控制點(diǎn)形成附合路線，洞內(nèi)導(dǎo)線網(wǎng)一般布設(shè)為交叉導(dǎo)線網(wǎng)，如圖3所示，測量時聯(lián)測部分施工控制點(diǎn)檢核CPⅡ控制網(wǎng)與施工控制網(wǎng)的一致性。

圖2 洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)基本網(wǎng)形

圖3 隧道內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)布設(shè)基本網(wǎng)形

2.5 外業(yè)數(shù)據(jù)采集方法

洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)施測時，各施工環(huán)節(jié)作業(yè)循環(huán)緊湊，施工干擾大，觀測條件差，施工機(jī)械和施工人員的走行造成一個測回內(nèi)多次中斷觀測，或者一個測站多次中斷觀測。煙塵較大時，會出現(xiàn)能讀取角度觀測值但無法讀取距離觀測值的情況，一個測站的角度和距離需要在不同時段進(jìn)行觀測，造成自動觀測模式不能正常操作，多采用人工照準(zhǔn)測量模式采集觀測數(shù)據(jù)。

無砟軌道洞內(nèi)CPⅡ測量時隧道已經(jīng)貫通，施工工序減少，觀測條件相比施工導(dǎo)線網(wǎng)測量時大為改善，可以通過調(diào)整施工工序?yàn)镃PⅡ控制網(wǎng)測量創(chuàng)造較好的觀測條件，導(dǎo)線邊長一般布設(shè)為300m左右，便于采用智能型全站儀自動照準(zhǔn)模式配合CPⅢ采集軟件，實(shí)現(xiàn)自動觀測，提高觀測效率和觀測質(zhì)量。

2.6 平差原則

洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)一般隨開挖進(jìn)展分段施測，后一次延伸導(dǎo)線網(wǎng)以前一次靠近開挖面的導(dǎo)線邊位起算依據(jù)，因此以分段平差為原則。平差后點(diǎn)位精度反映的是控制點(diǎn)相對于各分段起算點(diǎn)之間的精度，不能反映控制點(diǎn)相對于洞外控制點(diǎn)之間的精度。

道洞內(nèi)CPⅡ整體布網(wǎng)，整體測量，控制網(wǎng)平差以整體平差兼顧界限為原則。控制網(wǎng)平差時，需考慮平差后控制網(wǎng)成果既要滿足軌道控制網(wǎng)(CPⅢ)測設(shè)的精度要求，又要兼顧無砟軌道施工中線與隧道線下工程施工中線具有良好的兼容性，不能因CPⅡ控制網(wǎng)平差成果造成隧道建筑界限侵限，平差時需通過反復(fù)試算來確定如何約束聯(lián)測的施工控制點(diǎn)，試算過程中需分析控制點(diǎn)相對中誤差、測角中誤差、附合導(dǎo)線全長相對閉合差等技術(shù)指標(biāo)是否滿足精度，以及采用試算成果檢測隧道斷面是否侵限等綜合因素，確定控制網(wǎng)平差方案。

2.7 貫通測量

洞內(nèi)施工導(dǎo)線網(wǎng)測量前須通過貫通誤差預(yù)計確定測量方案，隧道貫通后需要立即進(jìn)行貫通測量，測量貫通誤差，對隧道施工中線進(jìn)行調(diào)整，隧道橫向貫通誤差應(yīng)滿足規(guī)定限差。因縱向貫通誤差對隧道線下施工縱坡影響甚小，因此對縱向貫通誤差值沒有做嚴(yán)格規(guī)定，洞內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)整體測量整體平差，在貫通面上無需做貫通測量，測量技術(shù)方案編制時無需進(jìn)行貫通誤差預(yù)計，各工作面間貫通精度主要體現(xiàn)在附合路線閉合差上，縱向貫通體現(xiàn)在導(dǎo)線全長相對閉合差上。縱向精度過低將導(dǎo)致軌道控制網(wǎng)(CPⅢ)邊長改正數(shù)、邊長中誤差、點(diǎn)位相對中誤差等技術(shù)指標(biāo)超限，難以建立精度合格的CPⅢ控制網(wǎng)。

3 結(jié)束語

隧道內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)是高速鐵路施工測量引入的一個新概念，與隧道洞內(nèi)施工控制網(wǎng)在部分技術(shù)指標(biāo)上有相同之處，但在施測細(xì)節(jié)上具有顯著的差異。應(yīng)分析隧道內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)與隧道施工控制網(wǎng)在用途、點(diǎn)位埋設(shè)、測量時機(jī)、數(shù)據(jù)采集、平差原則、貫通測量等方面的差異，制定相應(yīng)的技術(shù)對策，才能正確建立滿足無砟軌道施工精度要求的CPⅡ控制網(wǎng)，為后續(xù)軌道工程施工提供精準(zhǔn)可靠的測量基準(zhǔn)。

隧道內(nèi)CPⅡ控制網(wǎng)與施工導(dǎo)線網(wǎng)分期建網(wǎng)的特點(diǎn)使兩個控制網(wǎng)在一定程度上存在“兩張皮”現(xiàn)象，隧道建筑限界要求二者在線形上應(yīng)保持一致，但軌道高平順性又要求CPⅡ控制網(wǎng)必須滿足軌道控制網(wǎng)(CPⅢ)測設(shè)的高精度要求，兩者同時兼顧給CPⅡ控制網(wǎng)數(shù)據(jù)平差處理帶來極大的困難，能否將施工控制網(wǎng)與CPⅡ控制網(wǎng)合二為一，既解決“兩張皮”現(xiàn)象又避免重復(fù)測量，需要在今后的測量實(shí)踐中進(jìn)行研究和探討。

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