梁武

摘 要：以廣西桂中治旱樂灘水庫引水灌區(qū)工程為例，本文先闡述了在引水隧洞法施工過程中提高施工測(cè)量技術(shù)的意義，然后詳細(xì)分析了法施工過程中的測(cè)量技術(shù)，最后探討了法施工中出現(xiàn)的測(cè)量偏差及其補(bǔ)救措施。

關(guān)鍵詞：引水隧洞；TMB法；測(cè)量技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.05.093

1 工程簡(jiǎn)介

廣西桂中治旱樂灘水庫引水灌區(qū)地處紅水河中下游兩岸，涉及廣西4個(gè)縣（市）、27個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別為：南寧市賓陽縣、來賓市忻城縣、合山市和興賓區(qū)。灌區(qū)涉及灌溉面積為128.79萬畝，其中新增灌溉面積55.17萬畝，改善灌溉面積23.07萬畝，恢復(fù)灌溉面積40.11萬畝，保障當(dāng)?shù)卮尜A、引用水源灌溉面積10.45萬畝，由樂灘水庫通過總干渠引水灌溉。本次研究工程為一期工程，包括總干渠和北干渠片，范圍為廣西桂中治旱樂灘水庫引水灌區(qū)一期工程北干渠一標(biāo)北干渠起點(diǎn)至屯武渡槽進(jìn)口段（樁號(hào)B0+000～B29+444.732）工程，采用TBM法施工。

2 提高 施工測(cè)量技術(shù)的意義

為協(xié)助施工中挖掘進(jìn)程快、精確度高的特點(diǎn)，需要大力提高施工中的測(cè)量技術(shù)。本次施工中采用隧道導(dǎo)向系統(tǒng)，其型號(hào)為，并相應(yīng)配備了型號(hào)為的測(cè)距儀、型號(hào)為的水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀。施工時(shí)需要采用傳統(tǒng)導(dǎo)線測(cè)量方法為隧道導(dǎo)向系統(tǒng)提供坐標(biāo)。由于隧道導(dǎo)向系統(tǒng)具有高效、快捷、精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì)，可以將刀盤位置偏差，以隧道設(shè)計(jì)軸線與其軸線對(duì)應(yīng)關(guān)系的形式直觀準(zhǔn)確地顯示在操作室，操作人員以此掌握時(shí)空位置并及時(shí)根據(jù)顯示結(jié)果適當(dāng)調(diào)整方向，從而達(dá)到精準(zhǔn)挖掘前進(jìn)的目的。

3 施工測(cè)量技術(shù)

3.1 導(dǎo)向系統(tǒng)的構(gòu)成及其安裝準(zhǔn)備工作

3.1.1 導(dǎo)向系統(tǒng)的構(gòu)成

本次工程施工過程中包括連接電纜、靶單元（組合式目標(biāo)）、接口單元、重復(fù)單元、個(gè)人微機(jī)和打印機(jī)、手提式終端和工具及檢驗(yàn)儀器[1]。

3.1.2 導(dǎo)向系統(tǒng)安裝準(zhǔn)備工作

第一，檢查導(dǎo)向設(shè)備及其配備設(shè)備是否完好，能否正常投入使用；第二，將儀器保護(hù)罩、設(shè)備支架、設(shè)備單元等進(jìn)行安裝處理，安裝過程中確保操作無誤，避免操作失誤導(dǎo)致設(shè)備無法正常使用；第三，將激光目鏡取代經(jīng)緯儀目鏡，安裝控制單元，并將電纜進(jìn)行連接；第四，將洞內(nèi)外各計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)；第五，將隧道設(shè)計(jì)軸點(diǎn)以散點(diǎn)分布圖形式計(jì)算出表列。

3.2 測(cè)量經(jīng)緯儀坐標(biāo)（X，Y，Z）

由于配置較長(zhǎng)，因而選擇通視性高、處在慢掘進(jìn)或者不掘進(jìn)狀態(tài)、無后配套機(jī)車的運(yùn)行時(shí)段開展測(cè)量工作，一般在隧洞左側(cè)邊緣安裝經(jīng)緯儀組合設(shè)備，采用導(dǎo)線測(cè)量法來求得坐標(biāo)[2]。具體測(cè)量過程如下：第一，操作人員實(shí)地勘察隧洞現(xiàn)場(chǎng)，選擇較為平穩(wěn)的地方固定經(jīng)緯儀支架，并觀察記錄上次控制單位顯示的各項(xiàng)空間數(shù)據(jù)；第二，向后查看洞內(nèi)的導(dǎo)線點(diǎn)，并牽引至經(jīng)緯儀上，并由此測(cè)出洞內(nèi)高度；第三，連接已安裝好的各單元，并檢查激光目鏡與視線、測(cè)距儀與經(jīng)緯儀的平行關(guān)系；第四，輸入經(jīng)緯儀坐標(biāo)（X，Y，Z），向后視察導(dǎo)線點(diǎn)，估測(cè)方位角并輸入；第五，找準(zhǔn)靶單元，適當(dāng)調(diào)節(jié)激光光斑，將設(shè)備保護(hù)殼安裝，使系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)，并仔細(xì)核對(duì)兩次測(cè)量結(jié)果。

3.3 導(dǎo)向系統(tǒng)工作原理

隧道導(dǎo)向系統(tǒng)以安裝在隧洞右側(cè)洞壁邊緣的經(jīng)緯儀發(fā)出的激光為方向參考標(biāo)準(zhǔn)，其接口單元把經(jīng)緯儀發(fā)出的激光數(shù)據(jù)、經(jīng)緯儀坐標(biāo)、距離與控制系統(tǒng)進(jìn)行整合，并將信息發(fā)送給控制單元。目標(biāo)單元獲取激光束，并以此測(cè)量出激光點(diǎn)在靶點(diǎn)上的平面空間位置，靶單元能夠感應(yīng)出激光束軸線與自身軸線的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而可以精準(zhǔn)測(cè)量出的仰角和滾動(dòng)角。電纜是信息輸送通道，可將上述數(shù)據(jù)傳達(dá)給控制單元，然后運(yùn)用控制單元中的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行一系列的計(jì)算操作處理，綜合考慮靶單元與軸線之間的組合誤差，可計(jì)算與靶單元對(duì)應(yīng)的軸線的實(shí)際平面位置，也能計(jì)算出引水隧道設(shè)計(jì)軸線偏差的實(shí)際平面位置。根據(jù)與引水隧洞之間的角度關(guān)系，可大致評(píng)估刀盤平面位置的偏差，這些數(shù)據(jù)均可直觀、數(shù)字化反映在顯示屏上，由此，操作人員即可根據(jù)顯示屏數(shù)據(jù)來合理調(diào)整掘進(jìn)方向，提高設(shè)備施工效率。

3.4 測(cè)量偏差控制

影響掘進(jìn)偏差的主要因素有：第一，在引水隧洞中進(jìn)行掘進(jìn)工作時(shí)，由于溫度較高、水汽較重，飲水隧洞中的空氣分布不均勻，激光束在發(fā)射過程中，易產(chǎn)生折射現(xiàn)象，因而在處理數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生誤差。這種誤差難以避免，因而在測(cè)量過程中，選擇引水隧洞內(nèi)溫度正常、水汽較低的時(shí)段來進(jìn)行測(cè)量工作，以此來提高測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度；第二，引水隧洞深處地質(zhì)條件不好，有巖石塌落現(xiàn)象，并且、不能穩(wěn)定支撐，因而無法正常轉(zhuǎn)移方向。在實(shí)際操作中，可以采取加墊實(shí)木等手段，協(xié)助、穩(wěn)定支撐。例如，在本次施工過程中，由于隧洞含水砂層、粉質(zhì)壤土強(qiáng)度較低，且超前支護(hù)管棚搭設(shè)密度欠缺，隧洞在開挖之后，圍巖在地心引力作用下形成松散體，沿著超前支護(hù)的縫隙塌落，給的施工帶來嚴(yán)重影響，無法根據(jù)操作盤來正確轉(zhuǎn)變方向，因而施工人員采用實(shí)木加墊在設(shè)備中，幫助設(shè)備穩(wěn)定支撐，從而正確調(diào)整方向；第三；操作人員技術(shù)不夠純熟，責(zé)任意識(shí)薄弱，因而需要提高操作人員的職業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)能力?？梢远酱俨僮魅藛T學(xué)習(xí)關(guān)于隧洞規(guī)范測(cè)量這方面書籍，并在實(shí)踐中加以指導(dǎo)，適當(dāng)進(jìn)行思想教育，提高操作人員的工作責(zé)任心，以此可減少因人為因素產(chǎn)生的測(cè)量偏差事件，為高效、精準(zhǔn)的掘進(jìn)施工提供保障。

4 結(jié)束語

在廣西桂中治旱樂灘水庫引水灌區(qū)工程中，在TMB法施工中很好的運(yùn)用到了隧道導(dǎo)向系統(tǒng)、測(cè)距儀、水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀。操作人員嚴(yán)格按照各測(cè)量設(shè)備的技術(shù)要求規(guī)范操作，以為導(dǎo)向系統(tǒng)，其他設(shè)備提供坐標(biāo)（X，Y，Z），建立全面、精準(zhǔn)的掘進(jìn)方向偏差控制系統(tǒng)，為提供其軸線與隧洞設(shè)計(jì)軸線的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將偏差具體信息數(shù)據(jù)顯示在操作屏上。當(dāng)方向不在操作范圍內(nèi)時(shí)，可以精準(zhǔn)調(diào)整方向，使其在正確方向上開展施工，提高施工效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]施建軍.大伙房輸水工程TBM法施工同步襯砌技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)農(nóng)村水利水電，2013，15（06）：141-144.

[2]楊繼華，齊三紅，郭衛(wèi)新等.厄瓜多爾CCS水電站TBM法施工引水隧洞工程地質(zhì)條件及問題初步研究[J].隧道建設(shè)，2014，34（06）：513-518.