胡浩明 廣東水電二局股份有限公司

1.引水隧洞施工控制測(cè)量的必要性

引水隧洞施工作為當(dāng)前水利工程項(xiàng)目當(dāng)中的重要一環(huán)，其對(duì)于精度方面有著相對(duì)較高的要求，雖然其施工長(zhǎng)度較短，但受到其他因素的影響程度較大，如：地質(zhì)條件、工程性質(zhì)等均可能會(huì)影響到工程開(kāi)展，對(duì)此需要嚴(yán)格保證控制測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與真實(shí)性，否則將會(huì)對(duì)水利工程貫通程度造成很大影響。一般而言，測(cè)量方法的選擇主要是以引水隧洞工程的實(shí)際情況為主，需要安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)此項(xiàng)工作，首先是設(shè)計(jì)隧洞內(nèi)的控制測(cè)量，其次在進(jìn)行貫通的同時(shí)對(duì)貫通結(jié)果加以精確測(cè)量，最后如果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即停止貫通工作，糾正后才可繼續(xù)施工。通過(guò)采用以上流程可以保證控制測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，在此基礎(chǔ)上，相關(guān)人員還需要科學(xué)合理對(duì)測(cè)量方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，使施工人員能夠嚴(yán)格按照測(cè)量方案開(kāi)展測(cè)量工作，真正意義上提升引水隧洞施工控制測(cè)量準(zhǔn)確度，確保施工的有效開(kāi)展。

2.引水隧洞施工控制測(cè)量

在引水隧洞施工實(shí)踐中，控制測(cè)量無(wú)疑具有十分重要的意義，其實(shí)質(zhì)上是基于隧洞施工設(shè)計(jì)要求，妥善確保兩相向開(kāi)挖方向于貫通面的正確貫通，換言之，要能夠根據(jù)相關(guān)規(guī)定來(lái)有效控制橫向與高程貫通誤差。具體而言，實(shí)踐工作當(dāng)中主要是涉及到洞外與洞內(nèi)兩方面的控制測(cè)量。

2.1 平面控制測(cè)量

對(duì)于該環(huán)節(jié)工作來(lái)說(shuō)，其核心實(shí)質(zhì)即要面向相關(guān)洞口的控制點(diǎn)，針對(duì)其在平面上的位置來(lái)加以測(cè)定，從而基于此可以進(jìn)一步落實(shí)開(kāi)展地下設(shè)計(jì)，對(duì)后續(xù)的開(kāi)挖工作加以引導(dǎo)，同時(shí)依照相應(yīng)要求妥善實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)貫通。在具體實(shí)踐測(cè)量工作當(dāng)中，過(guò)去因技術(shù)條件等方面的制約，該環(huán)節(jié)工作一般多采取直接定線(xiàn)、三角網(wǎng)、經(jīng)緯儀導(dǎo)線(xiàn)等措施手段，但是這些方法或多或少都存在有一定的局限或不足之處，比如：精度不足、投入精力與成本過(guò)高、適用條件差等等。對(duì)此，隨著工程測(cè)量領(lǐng)域快速發(fā)展，現(xiàn)階段實(shí)踐工作中可以借助全站儀，依靠它來(lái)建立導(dǎo)線(xiàn)，并發(fā)揮其所具備的光電測(cè)距作用，達(dá)到引水隧洞貫通平面控制測(cè)量工作需求，而從實(shí)際工作反饋來(lái)看，其作業(yè)精度、效率都更具保障。

2.2 高程控制網(wǎng)的布設(shè)與要求

對(duì)于該環(huán)節(jié)工作而言，其核心實(shí)質(zhì)即根據(jù)相應(yīng)設(shè)計(jì)要求，以相向開(kāi)挖的洞口作為對(duì)象，針對(duì)其二者的控制點(diǎn)高差加以測(cè)量，從而在隧洞里得到統(tǒng)一高程系統(tǒng)，為具體作業(yè)帶來(lái)參考，最終實(shí)現(xiàn)豎向上的妥善貫通。以往該環(huán)節(jié)工作更多是通過(guò)等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量來(lái)加以落實(shí)，但因其相對(duì)較為低效而逐漸被“光電測(cè)距三角高程+導(dǎo)線(xiàn)”測(cè)量模式所取代。實(shí)踐工作當(dāng)中，需要對(duì)向（往返）觀(guān)測(cè)各邊高差，各方向上進(jìn)行4次讀數(shù)，由儀器與氣象改正往返高差的差在±5mm以下，則將平均值做最終結(jié)果。此外，針對(duì)高程線(xiàn)路來(lái)講，具體實(shí)踐工作中一般要將其作為閉水準(zhǔn)路線(xiàn)，同時(shí)也可以將之附合至已知等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)，且高差閉合差控制在±Lmm以下（L：路線(xiàn)長(zhǎng)度；單位：km）。往返觀(guān)測(cè)時(shí)還需要注意控制氣象、設(shè)備等變量因素，涉及邊長(zhǎng)最大超1000m時(shí)需要將臨時(shí)轉(zhuǎn)點(diǎn)置于中部，從而最大程度上降低大氣折光誤差，保障能夠更加準(zhǔn)確來(lái)觀(guān)測(cè)豎直角[1]。

2.3 隧洞洞內(nèi)控制測(cè)量

該環(huán)節(jié)工作主要涵蓋以下兩個(gè)方面：

（1）洞內(nèi)平面控制測(cè)量—導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量。該項(xiàng)工作需結(jié)合實(shí)際開(kāi)挖進(jìn)展情況，有序推進(jìn)落實(shí)導(dǎo)線(xiàn)布設(shè)及測(cè)量工作；通常而言是將洞口點(diǎn)視作導(dǎo)線(xiàn)起點(diǎn)，同時(shí)基于洞口控制點(diǎn)測(cè)定其具體坐標(biāo)；而該環(huán)節(jié)作業(yè)往往環(huán)境不夠理想、易受諸多因素影響且時(shí)間壓力大；若實(shí)際隧洞為中小類(lèi)型，則通常僅會(huì)涉及到施工與基本導(dǎo)線(xiàn)的作業(yè)，前者邊長(zhǎng)在30～50 m，結(jié)合實(shí)際作業(yè)情況，靠洞軸線(xiàn)來(lái)布設(shè)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)，后者邊長(zhǎng)在100～150m，其和前者需要協(xié)同考量進(jìn)行布設(shè)，但導(dǎo)線(xiàn)精度較前者則要高一等級(jí)。

（2）洞內(nèi)高程控制測(cè)量——水準(zhǔn)測(cè)量。該環(huán)節(jié)的作業(yè)情況和洞外基本一致；但考慮到實(shí)際環(huán)境因素，其視線(xiàn)長(zhǎng)度宜控制在50m以下；如果洞頂板作為水準(zhǔn)點(diǎn)，則進(jìn)行觀(guān)測(cè)讀數(shù)需要倒轉(zhuǎn)水準(zhǔn)尺并以其底部頂緊水準(zhǔn)點(diǎn)標(biāo)志。

2.4 洞內(nèi)測(cè)量注意事項(xiàng)

實(shí)際洞內(nèi)測(cè)量當(dāng)中，可能會(huì)因?yàn)榭陀^(guān)環(huán)境與作業(yè)者主觀(guān)等因素而導(dǎo)致有不同的誤差情況產(chǎn)生，對(duì)此應(yīng)注意著力進(jìn)行避免，并針對(duì)各類(lèi)誤差采取相應(yīng)措施；同時(shí)根據(jù)不同開(kāi)挖長(zhǎng)度需注意做好基本導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)增設(shè)工作，以四等邊直伸型導(dǎo)線(xiàn)選擇為宜并宜選擇長(zhǎng)邊；三角高程的同測(cè)距于同次照準(zhǔn)落實(shí)，可借助隔點(diǎn)設(shè)站方式來(lái)保障精準(zhǔn)對(duì)中；涉及砼襯砌則需注意附合導(dǎo)線(xiàn)與平差，結(jié)合貫通中誤差分配值的要求，對(duì)其進(jìn)行估算，見(jiàn)表1所示為洞內(nèi)貫通中誤差影響值的限差；隧洞開(kāi)挖還需注意定期復(fù)檢估算導(dǎo)線(xiàn)精度情況，從而更好的保障其正確開(kāi)挖[2]。

表1 洞內(nèi)貫通中誤差影響值的限差

3.引水隧洞開(kāi)挖掘進(jìn)中的測(cè)量

在妥善落實(shí)好控制測(cè)量階段的工作任務(wù)后，可通過(guò)相關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)與參數(shù)進(jìn)一步開(kāi)展掘進(jìn)階段的工作任務(wù)，具體而言主要包括以下方面內(nèi)容。

3.1 測(cè)設(shè)隧洞的開(kāi)挖方向

施工人員可以利用中線(xiàn)法開(kāi)挖隧洞。所謂中線(xiàn)法，主要是指確定隧洞中線(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo)與洞內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo)后，依據(jù)相應(yīng)公式將放樣數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)。在這個(gè)過(guò)程當(dāng)中，可以提前在隧洞中線(xiàn)點(diǎn)上設(shè)置點(diǎn)位T和點(diǎn)位B，并且在洞內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)上設(shè)置P1與P2，借助坐標(biāo)反算公式計(jì)算水平角βT和βB、邊長(zhǎng)S1與S2。在具體實(shí)際操作過(guò)程當(dāng)中：首先是在P2位置安裝經(jīng)緯儀，其次是將P1視為一個(gè)后視點(diǎn)，最后撥角βT同時(shí)沿著經(jīng)緯儀方向?qū)1進(jìn)行測(cè)量，以此明確中線(xiàn)T具體位置。利用同樣方法找到中線(xiàn)B所處位置，隧洞開(kāi)挖方向即是二者連接線(xiàn)，同時(shí)二者之間應(yīng)該保持10cm左右的間距，如果中線(xiàn)點(diǎn)往前延伸一段距離時(shí)，可以將正倒鏡延長(zhǎng)直線(xiàn)法用于直線(xiàn)上，而將偏角法則用在曲線(xiàn)上，通常偏角法也被稱(chēng)之為短串線(xiàn)法，確定隧道開(kāi)挖方向還需要根據(jù)實(shí)際情況合理選擇相應(yīng)方法[3]。

3.2 測(cè)定洞內(nèi)中線(xiàn)、腰線(xiàn)

在進(jìn)行洞內(nèi)中線(xiàn)測(cè)定時(shí)，相關(guān)人員需要在洞口開(kāi)挖面上測(cè)量、設(shè)置中線(xiàn)樁，以此為基礎(chǔ)，逐漸向洞內(nèi)開(kāi)始緩慢掘進(jìn)，而在這期間需要注意的是，每掘進(jìn)20米時(shí)需要在隧洞頂部位置處埋設(shè)一個(gè)相應(yīng)中線(xiàn)里程樁，方便里程樁保存的同時(shí)，有利于其他工作順利開(kāi)展。腰線(xiàn)設(shè)計(jì)位置往往在隧洞巖壁上，即以10米為間隔測(cè)量、設(shè)置一組腰線(xiàn)，而由于隧洞縱斷面并不是一成不變的，所以腰線(xiàn)將隨著中線(xiàn)里程變化而發(fā)生改變，且始終與隧洞地坪高程線(xiàn)保持平行關(guān)系[4]。另外，中線(xiàn)和腰線(xiàn)的測(cè)定是否到位，關(guān)系著隧道施工掘進(jìn)方向的正確與否，所以相關(guān)人員必須依據(jù)相應(yīng)步驟將這項(xiàng)工作落實(shí)到實(shí)處。

3.3 隧洞掘進(jìn)方向的指示

在實(shí)踐工作當(dāng)中，借助激光指向儀開(kāi)展隧洞掘進(jìn)工作，一方面可以使相關(guān)人員直觀(guān)看到洞內(nèi)實(shí)際情況，另一方面則可以彌補(bǔ)洞內(nèi)光線(xiàn)不佳且操作面積小的不足，加快隧洞掘進(jìn)工作開(kāi)展進(jìn)程；同時(shí)，將激光指向儀引入這項(xiàng)工作中還具有多方面作用，如：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)管理和控制等。在利用機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備進(jìn)行隧洞掘進(jìn)時(shí)，相關(guān)人員首先可以將激光指向儀固定在某個(gè)位置上，然后為機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備配備光電接受靶，在掘進(jìn)機(jī)開(kāi)展工作時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)掘進(jìn)位置發(fā)生偏移，光電接受靶將自動(dòng)調(diào)整偏離位置，且向掘進(jìn)機(jī)傳輸自動(dòng)控制數(shù)據(jù)，使其能夠自動(dòng)調(diào)整當(dāng)前工作位置，進(jìn)而沿著直線(xiàn)方向繼續(xù)開(kāi)展推進(jìn)工作。

4.提高引水隧洞測(cè)量精度的對(duì)策

結(jié)合當(dāng)前引水隧洞施工發(fā)展情況來(lái)看，針對(duì)有關(guān)實(shí)踐工作中測(cè)量精度方面的要求正顯著提升，而相應(yīng)施工單位根據(jù)水利工程項(xiàng)目實(shí)際需要，也紛紛采取對(duì)策措施著力提高引水隧洞測(cè)量精度?；谝酝鶎?shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，可考慮從以下方面進(jìn)行著手。

4.1 嚴(yán)格對(duì)隧洞洞內(nèi)控制進(jìn)行設(shè)計(jì)

按照水利工程項(xiàng)目的特點(diǎn)以及施工要求，科學(xué)合理的對(duì)隧洞洞內(nèi)控制加以設(shè)計(jì)，使水利工程的設(shè)計(jì)與施工都能滿(mǎn)足相關(guān)技術(shù)要求，有助于更好的保證將這項(xiàng)工程落實(shí)到實(shí)處。同時(shí)，定期為施工人員組織開(kāi)展培訓(xùn)，可以使施工人員能夠樹(shù)立起良好的安全意識(shí)，并且按照設(shè)計(jì)方案開(kāi)展施工作業(yè)。在對(duì)隧洞洞內(nèi)控制進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該要求施工人員將三聯(lián)腳架法引入到施工作業(yè)中，并且嚴(yán)格按照方案內(nèi)容開(kāi)展施工，如果發(fā)現(xiàn)三角高程等級(jí)已經(jīng)達(dá)到二等及以上，相關(guān)人員必須利用提高精度的方式進(jìn)行作業(yè)。

4.2 開(kāi)展隧洞工程開(kāi)挖監(jiān)測(cè)工作

在正式施工開(kāi)始前，相關(guān)負(fù)責(zé)單位應(yīng)選派一名專(zhuān)業(yè)人員檢測(cè)各項(xiàng)設(shè)備是否存在松動(dòng)、偏移問(wèn)題、以及安裝情況是否到位等，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題必須立即更換相應(yīng)設(shè)備，期間需要注意，更換設(shè)備工作必須在隧洞工程開(kāi)展前完成，避免影響隧洞施工整體進(jìn)度。同時(shí)，還需要開(kāi)展隧洞工程開(kāi)挖監(jiān)測(cè)工作，待開(kāi)挖到一定距離時(shí)便適當(dāng)增加相應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)，以此來(lái)保證隧洞開(kāi)挖的準(zhǔn)確度，如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常需要再次對(duì)其加以測(cè)量，使施工工作能夠順利開(kāi)展。在開(kāi)展隧洞工程開(kāi)挖監(jiān)測(cè)工作時(shí)，有關(guān)部門(mén)一定要保證數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，從而使施工工程能夠按時(shí)且有序開(kāi)展。

4.3 估算隧洞洞內(nèi)控制的測(cè)量數(shù)據(jù)

想要順利完成估算隧洞洞內(nèi)控制的測(cè)量數(shù)據(jù)工作，相關(guān)人員還需要注意以下幾項(xiàng)內(nèi)容：第一，當(dāng)隧洞開(kāi)挖到一定距離時(shí)，需要準(zhǔn)確對(duì)導(dǎo)線(xiàn)加以估算；第二，等邊直伸型導(dǎo)線(xiàn)更有利于平面控制測(cè)量估算工作順利開(kāi)展；第三，選擇長(zhǎng)邊進(jìn)行隧洞控制測(cè)量，以滿(mǎn)足這項(xiàng)作業(yè)的最高標(biāo)準(zhǔn)；第四，如果發(fā)現(xiàn)洞內(nèi)有混凝土襯砌時(shí)，一定要及時(shí)開(kāi)展精度估算工作，同時(shí)，在分配貫通誤差過(guò)程中，還需要特別注意混凝土襯砌狀態(tài)，達(dá)到最佳狀態(tài)才能保證施工質(zhì)量；第五，在測(cè)量隧洞三角高程時(shí)，必須要求施工人員按施工方案進(jìn)行作業(yè)，以此保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)估算的準(zhǔn)確性，必要時(shí)安排專(zhuān)人定期檢查施工情況，減少施工人員違規(guī)操作等行為的發(fā)生。

5.結(jié)語(yǔ)

綜上所述：水利工程項(xiàng)目的建設(shè)施工是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作，任何一項(xiàng)施工作業(yè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該按既定規(guī)范要求得到精準(zhǔn)落實(shí)，而妥善控制好測(cè)量環(huán)節(jié)的精度之于引水隧洞施工的重要意義顯然不言而喻，其對(duì)于整個(gè)水利工程項(xiàng)目的安全質(zhì)量以及價(jià)值效益實(shí)現(xiàn)都會(huì)產(chǎn)生重要影響，因此，作為相關(guān)施工單位必須要對(duì)此給予充分的關(guān)注和重視，結(jié)合以往工程施工經(jīng)驗(yàn)與具體水利項(xiàng)目實(shí)踐，進(jìn)一步明確引水隧洞施工控制測(cè)量的必要性，同時(shí)嚴(yán)格依照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求細(xì)化落實(shí)好各項(xiàng)技術(shù)環(huán)節(jié)，科學(xué)靈活的開(kāi)展測(cè)量工作，合理有序的配套選用施工對(duì)策，從而更好的保障工程項(xiàng)目實(shí)施開(kāi)展。相信隨著水利工程施工實(shí)踐不斷發(fā)展，本文研究的此項(xiàng)工作還將會(huì)有更多進(jìn)展。