油气管道穿越工程隧道施工测量技术探索.pdf

石油天然 气学报2 0 1 2 年 1 1 月第 3 4 卷第 1 1 期 J o u r n a l o f Oi l a n d Ga s T e c h n o l o g y No v ． 2 0 1 2 Vo 1 ． 3 4 No ． 1 1 油气管道穿越工程隧道施工测量技术探索 李哲伟 中石油西气东 输管道公司， 上海2 0 0 1 2 2 [ 摘要]在 油气管道穿越 工程 中，隧道 施 工测量 是隧 道施 工过程 中不 可缺 少 的一环，这项 工作进 行 的好 坏 ，直接影响到 隧道 能否按规定精度贯通和施工放 样 的准确 程度 。对 隧道 施工测 量进 行 了研 讨，包括 隧 道施工测量 内容 ，隧道 贯通误 差的测定 与调整 ，隧道 施工监控量测。 [ 关键词] 油气管道 ；管道穿越 ；隧道 ；施 工；测量 ；监控量测 [ 中图分类号]TE 9 7 3 ． 4 0 7 [ 文献标志码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 2 1 1 0 1 5 7 0 2 在油气管道穿越工程中，隧道施工测量采用 工程测量规 范 GB 5 0 0 2 6 2 0 0 7 。建立三级控制网 测量复核制度 ，对于地面控制 网要定期复测 ，洞内控制 网在每掘进 1 0 0 mm左右进行复测。 1 隧道施工测量内容 1 ． 1洞 外控 制测 量 在进场和交接桩以后 ，组织测量技术力量对设计单位提供的平面控制网和高程控制网进行复测 ，洞 口点准确设置 。外业工作完成 以后 ，对观测数据进行初步处理 ，并按要求进行平差计算和进洞关系计 算 ，然后报监理工程师批准后使用 ，以确保隧道 的施工精度 。 1 ． 2 洞 内控 制测量 洞 内平面控制测量主要采用导线测量。洞内放样使用 的置镜点每 5 0 m设置一个。 1 洞 内平面控制点的选点、埋石 洞内控制点应选在通视 良好 ，顶板或底板岩石坚固的地方，以 使工作安全和控制点便于保存。洞内导线点兼作水准点使用 ，埋石方法 、要求与洞外导线点相同。由于 洞内施工和运输特别繁忙，光线较差 ，露 出地面的标志易被破坏，因此导线点应选择在 中线的一侧 ，标 石顶面应埋人地下 1 0 2 0 c m处 ，以坚固稳定 、便于利用为原则 ，上面盖上铁板或厚木板，并注意不要 压在金属标志上。埋石后 ，在边墙上以红油漆作为标志 ，标 明点号 、里程等 ，并以箭头指明埋点位置。 2 洞 内导线测量洞 内导线测量全部 由全站仪完成 ，其施测方法与洞外相 同。但 由于洞 内测量条 件恶劣，为了减少折光误差 的影响，应尽量选择在较 凉爽 的夜间和阴天进行 。测站和 目标都要严格对 中，同时可以采用 2次照准 、2次读数的方法 ，减弱仪器、觇标置中和照准读数误差。 1 ． 3洞 内高 程控 制测 量 1 洞内水准测量精度地面与地下要控制测量对贯通误差的影 响，采取等影 响分配原则 。公路隧 道的贯通限差为 7 0 ra m，其中误差为 3 5 mm，则洞内高程贯通中误差一0 ． 7 i 3 5 2 4 ． 8 5 m m。由于水准 线路小于 5 k in，采用等外水准测量即可满足精度要求 。 2 洞 内水准测量施测 洞内水准测量利用平面控制点 、主要导线点设置为永久水准点 ，施工导线 点设置为临时水准点 。洞 内水准点在隧道未贯通之前 ，只能布设支水准线路 ，为增加检核条件，必须进 行多次观测和往返观测 。随着隧道的掘进和水准点的延长 ，为满足施工放样和贯通精度的要求 ，先设置 较低精度的水准点在施工导线点上 ，然后设置精 度较 高的水准点在主要导线点上 。由于洞 内通视条件 差 ，仪器到水准尺的距离不应超过 5 0 m。洞 内测距三角高程测量在全站仪导线测量时一并完成 ，即导线 水平角测量、导线边长测量和导线高差测量一并完成 。为了减少测量误差积累 ，导线点高程的传递通过 主导线进行 ，施工导线点高程则 由其附近的主导线点对其观测求得 。 [ 收稿日期]2 0 1 2 0 8 1 2 [ 作者简介]李哲伟 1 9 8 3 一 ，男，2 0 0 8 年西北工业大学毕业，助理工程师，现主要从事工程管理与油气储运工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 5 8 石 油天然气学报 石 油机械 工程 2 0 1 2 年 1 1 月 1 ． 4 洞 内中线 测设 ， 在隧道开挖初期 ，以洞 口控制点为依据 ，放样临时隧道中线 ，指导隧道的开挖方向。当隧道掘进到 一 定距离 ，洞内控制点逐步建立以后，再测设正式 中线点，指导隧道的衬砌施工。由于隧道位于平曲线 上 ，临时中线点每 5 ～1 0 m设一点 ，正式中线点每 5 0 m设一点。中线的测设可用极坐标法进行 ，为防 止错误和提高精度 ，应以分中法测设中桩桩位。 1 ． 5 洞 内其 他结构 物 的测设 洞内水平横洞 、排水沟及其他结构物的测量放样 ，可根据这些结构物与中线的相对位置和设计高程 进 行测 设 。 2 隧道贯通误差的测定与调整 当隧道相 向开挖到贯通面时 ，由于受到测角、量距、水准测量等误差 的联合影响，线路在中线与高 程两方面均会产生实际贯通误差 。为了保证线路 中线平顺 、断面尺寸与衬砌准确以及行车安全，必须进 行 贯通 误差 调整 。 2 ． 1 隧道 贯通 误差 的测 定 在隧道贯通面任取一临时点 E， 分别由相向的 2条导线附近的控制点测定该点坐标 ， 得 2组坐标值 z E 1 ， Y E 1 和 z E 2 ， Y E 2 ； 由两边水准点测定 E点高程为HE l 、 HE 2 。 则 A S一 [ z E 2 一z E 1 ． ， E 2 一Y E 1 ] 为平面实际贯通误差 。 设贯通面的方位角为 a ， 则实际横 向贯通误差为 I A S c o s A a l， 实际纵向贯通误差 为 I A S s i n A a I， 其中 A a a Fa r c t g [ F 2 一Y E 1 ／ z F 2 一lz E 1 ] 。 而 HE 2 一HE 1 为实际竖向贯通误差 。 2 ． 2 隧 道贯通 误 差的调 整 平面位 置调 整 1 平面位置调整 由曲线两端向贯通面按长度比例进行调整。由于调整只能在未 2次衬砌段进行 ， 调整长度将 由未衬砌段长度确定，一般取 1 0 0 m。 2 高程调整隧道贯通点附近水准点高程 ，采用 由进 出口分别引测 的高程平均值作为调整后的高 程 ；其他各点按水准线路 的长度比例分配，调整后作为施工放样 的依据 。 3 隧道施工监控量测 光爆、锚喷 、量测是新奥法施工的核心，为验证初期支护设计的合理性 ，指示施作二次衬砌设计参 数及提供安全信息处理等。进行监控量测十分必要。必测项 目的施测、资料整理 、信息传递等由专人负 责 。选 测项 目则 根据 工程 实际需 要 随时安 排 。量测 的重 点 以 I、 Ⅱ、 Ⅲ类 围岩段 为主 。 1 地表下沉观测 在隧道埋深小于 3 0 m 的范围内，于开挖掌子面前方 3 0 m处 ，每 1 0 m 布置一个 检测横断面。每一横断面内按 4 m 间距 ，从隧道 中心开始每侧各测 7 点 。 2 净空变形量测量测断面按 I类围岩 1个／ 1 0 m；Ⅱ类 围岩每 1 个／ 1 5 m；Ⅲ类 围岩每 1 个／ 2 0 m； Ⅳ类围岩 1个／ 5 0 m。必要时适当加密。其测点布置视施工方法而定 ，台阶法开挖于拱顶、拱腰、墙部 共测 5点 即拱顶下沉 1点，水平收敛 2对 。 3 量测频率视量测断面距开挖作业面 的距离 S而定 ， 即 S1 5 m，2次／ d ； S3 0 m，1次／ d ； S 7 5 m，1次 ／ 周 。 4 量测起始时间 地表下沉观测必须在洞内开挖作业面前方 3 0 m 的相应里程开始；净空变形量测 应在开挖爆破后设点，于 2 4 h之 内量取初始读数。 、 5 量测终止时间 地表下沉观测 ，到仰拱施作完毕为止；净空变形量测到施作二次衬砌时为止。 6 量测方法 地表下沉及拱顶下沉 ，用精密水准仪取绝对或相对高程 ，记 录每次成果以作 比较 ； 水平收敛量测 ，用收敛仪测取每对测点之间的相对距离 ，根据每次测得结果 ，把信息反馈给技术主管工 程 师进行 比较 。 [ 编辑] 苏开科 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m