浅谈隧道施工测量技术应用及问题分析

浅谈隧道施工测量技术应用及问题分析

关键词:隧道工程;施工测量;仪器管理

随着经济建设速度的加快,我国交通运输行业的发展取得了非常大的成绩。高速铁路作为交通运输行业重要的组成部分,对于交通运输行业的发展非常关键。在高速铁路工程中,对桥梁路基隧道关键工序的监控能够有效地保证铁路工程的质量。本文将对铁路桥梁路基隧道关键工序的监控技术进行分析,希望为我国铁路行业的发展提供帮助。

1.测量技术在隧道施工项目建设中的重要作用

随着我国经济的飞速发展,我国的隧道施工技术取得了快速发展,自主研发的机械也取得专利权。其隧道施工的安全质量在国际上的声誉也是赫赫有名。万物的建设都离不开测量,因此测量技术显得也越来越重要。而且测量技术贯穿隧道施工的全过程,每一个测量环节都很重要。隧道施工基本都在山区,测量技术作为施工的头道工序,前期的踏勘、埋点、精测都需要精准完成才能保证隧道的正常施工。不论是主体工程、附属工程、临建及征地都需要测量放线才能实现。准确地说测量技术就是把图纸上的建筑物及构筑物按一定比例投影到地面上组成一个有形的工程实体。因此,测量精度直接关系到整个工程的质量,如果测量结果有误,所有实体按错误的点位施做,后果不堪设想,将会给工程建设乃至国家带来巨大的损失。因此,测量的速度和精准度将直接影响到整个工程的进度与质量。由此可见,测量人员必须要有丰富的理论知识和现场操作能力,仪器必须满足施工精度要求。有了测量的工作,由点到面再到空间,隧道工程也显得格外整齐。因此,规范的测量工作有利于保障隧道工程的安全、质量与进度,同时也可以避免不必要的经济损失,对于隧道工程的高质量、高效率建成具有重大意义。

2.测量在隧道施工中存在的主要问题

近年来,大大小小的隧道工程不论是质量还是安全事故频发,因此,隧道工程项目对工程管理工作要求越来越严格和规范,国家、行业以及地方政府也增加了很多规范、规章制度来约束隧道工程施工。目的在于促进隧道施工的标准化,保证人民的人生和财产安全。而目前的隧道测量工作已跟不上隧道工程快速发展的态势,有的施工单位甚至没有专业的测量人员,那些“半路出家”的测量人员只能应付简单的测量工作,测量成果质量无法满足隧道工程建设的需要,不良的测量会给隧道工程带来重大损失。

2.1测量技术人员流动大,测量仪器管理混乱

隧道测量人员属于一线员工,有些单位给的待遇与测量人员的工作不成正比,测量人员工作不积极,甚至几个班放一次线,最终给项目带来成本浪费。隧道施工本身环境差,空气流通不畅,打钻的时候噪声大、粉尘多、易塌方。条件艰苦、安全风险责任大、职业健康安全管理不完善。这就导致某些测量人员一旦遇到其他合适的岗位,或是跳槽、或是转行、或是寻求更高的待遇,施工企业难以留住人才。有的测量人员即使自身素质、责任心、技术水平都不错,表现也很突出,但就是难以提高其待遇或晋升职位。时间久了,也就离开了项目。当前在仪器管理和使用中也存在不少问题,有不少施工单位测量仪器少且测量仪器设备过于落后。测量仪器是测量工作中必备的工具,测量仪器少难以保证施工进度,而且在来回转运过程易损坏仪器部件;过于落后的仪器设备难以保证测量结果的精度,最后不利于保证隧道施工质量。

2.2城市地下隧道贯通误差分配

盾构城市隧道测量地下测量部分通过布设导线进行基本性测量。城市地下隧道施工中线贯通误差主要来源于地面控制网的主要控制测量。地面与地下控制网精度测量主要是通过竖井联系性测量完成。城市地下隧道施工测量由不同的测量单位实施测量,所以贯通误差可以根据分布测量适当分配。城市地下隧道贯通误差分配分为三个单元,分别是地面主要控制测量部分、地下隧道导线测量部分、竖井联系测量部分。地面主要控制测量部分测量条件相对较好,可以采用通视性测量方式。城市地下隧道测量受到洞内烟尘、水气影响无法实施有效的通视性测量。地下隧道洞内测量水准路线短,高差变化较小,受到施工干扰与光亮度影响大。

2.3施工测量不够重视,缺失到位的资源配置

当前隧道测量由项目工程部或技术部质管职能部门,责权利不对称,技术部人员对测量人员依赖性大,有些工程部位本来能用尺子自检的,但却通知测量人员用仪器测量。最后形成测量没有相对复核。测量负责人(测量班长)没有相应的测量工种证,对测量员要求不严格,有的甚至连仪器的对中整平都是现学,给测量工作增加难度。缺失相应的资源和配置,现场测量人员配备不足,2~3个人负责3~4个隧道,而且上工地基本靠走,没有车辆的接送。分包单位对施工测量重视程度更是不够,1个隧道只有1个测量人员,仪器管理也不到位,对仪器没有做到定期检校,而且仪器设备过于陈旧,精度难以保证。

3.隧道检测相关技术

3.1射线技术

采用这些技术(包括y射线反向散射和中子反向散射)可检测被测对象对亚原子粒子射线的影响它们主要用于道路结构中,以确定道路基础和混凝土路面的密实度和湿度。

3.2电气和电子技术

这些技术(包括涡流法、地质雷达和电势法)已在施工领域广泛应用。涡流法用于探查是否存在钢筋。地质雷达用于探查结构或地层中有无异常情况。在钢筋之间用电势量测可查明腐蚀的范围。

3.3光学技术

光学技术包括红外线温度记录法和多光谱分析法。这两种方法都是对衬砌表面进行摄像,不过分别用的是对可见光谱或红外线波长敏感的胶片和滤光镜。衬砌表面或衬砌内部的异常情况会使照片图象变化,所以可查出用肉眼看不见的表面破损。

4.地面控制测量控制误差环节

一般情况下,提高洞外地面控制测量质量能够间接提高地面控制测量结果的有效性和准确性。隧道内测量条件较差,因此要尽可能增加洞外控制点的测量精度,从而在误差分配方面能够有更多的余量,使最终全隧道的总影响值低于限值。基于城市二等网的地面控制网在布设时分为两级—首级GPS网和二级精密导线网,布设时应确保联合横向中误差小于士25mm。GSP控制测量作为地面控制测量的科技手段具有无需通视、点数少、精度高、性价比高等优点。而导线测量灵活性更强,短距测速快,相对精度高,因此被广泛应用于加密首级GPS网络。二者合作也是未来的主要发展方向。需要注意的是,GSP定位属于法线系统,导线测量属于垂线系统,二者基准并不完全相同,因此在进行联系测量和平差解算要充分考虑到垂线偏差的影响。

结论

本文针对我国铁路建设中桥梁、路基、隧道关键工序的信息化施工管理,调研了各关键工序的监控技术现状及存在的问题,在此基础上,采用当今先进和成熟的计算机开发技术和面向对象模块化设计思路,制定了桥梁预应力梁张拉质量监控系统、路基连续压实质量控制系统和隧道支护结构质量控制系统的技术方案及设备方案,为路桥隧关键工序自动监控技术的工程化应用奠定了基础。

参考文献

[1]王析.罗进文.现代通信系统与网络测量[M].北京:人民邮电出版,2008.

[2]杨代华,陈分熊,张莉君.单片机与嵌入式系统原理及应用[J]武汉中国地质大学出版,2010.

[3]李致宇,孙海燕.隧道工程测量的精度分析与测量方案设计[J].湖北民族学院学报(自然科学版),2010,28(1):93-97

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