姜洪山

（中铁二十二局集团第三工程有限公司，福建 厦门 361000）

1 工程概况

龙尖山隧道位于浙江省丽水市内的金华至温州铁路扩能改造工程JWSG-III 标段，左线起点里程为DK87+368，终点里程为DK91+813，全长约4445m。

该隧道为双线隧道，隧道设计速度目标值250km/h，线间距4.6m。隧道轨道结构类型为CPTSI型双块式无砟轨道，轨道结构高度为515mm。

隧址区内主要为侏罗系上统磨山石山群西山头组含角砾熔结凝灰岩，表层覆盖第四系残破积层粉质黏土、碎石土。隧址区陡坡峭，以山脊线为地表分水岭，雨水依据地形，沿山间冲沟陡峭水力坡度集中排泄至低地溪谷，排至东侧瓯江。地下水类型有第四系地层孔隙潜水、岩层裂隙水、构造裂隙水等，均主要接收大气降水补给。隧道地处亚热带季风气候区，东临好溪，气候温暖湿润，四季分明，气候宜人，年平均气温为18℃。由于出口受到地方改路及地质原因等各种因素影响，不能从出口掘进，只能从进口单头掘进。

2 控制测量设计

洞外平面控制测量采用GPS 按B 级网精度施测，洞内导线测量等级按照隧道二等导线，洞内导线测边、角按独立测量2 组计算。

隧道二等导线测量的技术要求：测角中误差1.3″，测距相对中误差1/250000，方位角闭合差（n 为测站数），导线全长相对闭合差1/100000；测回数9（1″全站仪），半测回归零差6″，一测回内2C 互差9″，同一方向值各测回互差6″。

洞外、洞内高程采用二等水准测量。

2.1 洞外控制网布设

设计院提供的平面控制点CPI，其点位距离线路较远，不能满足隧道正确贯通的要求，需重新布置同精度等级的洞外加密控制网。根据《高速铁路工程测量规范》（TB 10601—2009）要求及该隧道现场实际情况，洞外平面控制网采用全球卫星定位系统（GPS）测量，按B 级网精度施测，该项工作已经完成[1]。

2.2 洞内控制网布设及贯通误差计算

根据平面控制测量对横向贯通误差做出估算。依据《高速铁路工程测量规范》（TB 10601—2009）要求，洞内平面控制网采用三等导线施测，为提高贯通精度，中铁二十二局集团第三工程有限公司配备高精度自动搜索徕卡TCRA1201＋全站仪进行观测。所使用的全站仪在有效检定期内，根据测量仪器及洞内施测条件，按隧道二等导线布设附合导线控制网。按照两洞口以二等支导线一次测量的方式向洞内引测平面控制网来估算洞内控制测量对横向贯通误差的影响[2]。预计洞内导线点布设及各点距贯通面、隧道中线的距离如图1 所示（仅绘制支导线，实际为附合导线环）。汇总各导线点距离贯通面的距离，如表1 所示，进、出口洞内导线点距离贯通面距离dx、dy 值。

由洞内导线测量引起的隧道横向贯通误差主要有测角误差和测距误差两部分，其中测角误差引起的横向贯通误差myβ按式（1）计算：

式（1）中：mβ——导线测角中误差，该隧道导线按二等精度布设，独立一组测角中误差mβ为1s；

ρ——206265s；

测距误差引起的横向贯通中误差按式（2）计算：

根据表1、图1 中数据，得：

由洞内导线测角、测距误差引起的横向贯通误差值为：

2.3 洞内二等水准测量

高程的观测使用Trimble DINI03 电子水准仪。按二等水准测量的技术要求执行，逐点观测相邻水准点之间的高差。测量时，视距按照≥3.0m 且≤50m，前后视距差≤1.5m，前后视距累积差必须≤6.0m，视线高度下丝读数≥0.55m，上丝读数＜2.80m，往返测或闭合差使用3m 长的条码铟瓦尺，转点时采用5kg 的尺垫[3]。

水准线路采用往返观测，沿同一路线进行。每一测段均采用偶数站结束，由往测转为返测时，互换前尺再进行观测。奇数站时采用后—前—前—后，偶数站时采用前—后—后—前的观测顺序。观测数据采用仪器内置储存器记录，并转换成电子手簿。

水准测量作业结束后，每条水准路线应计算水准路线闭合差，按测段计算往返测高差不符值和每千米水准测量偶然中误差MΔ，要求MΔ≤1mm，每公里水准测量偶然中误差M∆按下式计算：

式（3）中：Δ——测段往返测（或左右路线）高差不符值，mm；

R——测段长度，km；

n——测段数。

3 导线布网

隧道内导线以洞口所投GPS 点为起始点向洞内测设，形成闭合导线环（见图2）。导线每延伸1～2 个控制点，控制点坐标采用平差值，起算到GPS 点进行平差。 导线要求导线边长应尽量的长（ 不小于300m），要根据实地的照准精度选定合适的距离。

图2 导线环布网形式

每个导线环的边数设计为4～6 条，导线平均边长布设应不小于300m。

洞门口第一对点的布设是关键，要便于向洞内引测，又要便于从GPS 控制点向洞口进行观测，要便于保护。导线点采用不锈钢的十字控制点。

4 保证测量精度的技术要求

从以下几个方面进行严格控制。

第一，洞门口第一对点架设全站仪观测是最难观测的，也是关键的2 站。要考虑洞内洞外的温差、洞内洞外的光线不一致。尽量选择在夜间或者阴天进行。

第二，观测前要进行通风，将灰尘、烟雾排出，确保观测棱镜清晰。

第三，前视后视架设棱镜处要架设大灯进行照明。

第四，机械车辆不通行，保障观测条件良好。

第五，洞内测量前，先将全站仪开箱放置20min 左右，让全站仪与隧道内的温度基本一样。

第六，完成规定测回数一半后，全站仪和前后视的棱镜均旋转180o重新对中整平，观测剩余测回数。

第七，前视棱镜、后视棱镜的架设固定测量人员。全站仪的操作固定2 名有操作熟练的测量人员进行观测。

第八，观测采用换手观测。

第九，每掘进300m 左右，增加一对观测点时，都要从洞外GPS 控制点向洞内进行全网观测，进行全网平差，并与上次观测成果数据进行对比分析，确定点位有无位移，确保点位准确。

5 进口导线观测

由于隧道无法两头掘进，后期对导线布网方案进行优化。首先，尽量拉长导线变成。有300m 左右，逐渐拉长到500m 左右。如图3 所示，为龙尖山隧道进口导线观测网示意图。导线网的平差采用武汉大学COSAWIN98 控制网测量数据处理软件[4]。

图3 龙尖山隧道进口导线观测网示意图

6 进出口贯通测量

贯通后与贯通前坐标比较，见表2。

表2 贯通后与贯通前坐标比较表

7 结语

比较可以看出，首次观测LJS22 坐标与贯通后LJS22 坐标，△X=-7mm，△Y=14mm。贯通误差精度远高于《高速铁路工程测量规范》（TB 10601—2009）的标准。通过龙尖山隧道导线的设计、导线布网、导线的观测要求与实际相结合，通过龙尖山隧道实际控制测量，全面地说明了导线布设方法的优点。为无砟轨道施工打下坚实的基础，为今后长大隧道导线测量提供了很高的参考价值。