水利水电工程中隧洞施工的设计方法

水利水电工程中隧洞施工的设计方法摘要：新时期，随着我国经济社会实力的进一步增强，诸多行业在实际的发展过程中取得了新的革新和突破，水利水电工程也是如此。一般来说，隧洞施工属于我国水利水电工程项目中的关键内容，可以有效地保证水利水电工程顺利进行导流操作和发电功能。然而，在实际运行过程中，我国的水利水电工程由于起步隧洞施工测量工作还存在极大的不足，测量的设计方法不够科学，需要进一步加以完善。关键词：水利水电；隧洞施工测量；设计方法1隧洞施工测量概述1.1隧洞施工测量相关特点分析进行隧洞施工控制测量的主要目的在于使隧洞可以进行相向挖掘，并使得实际的挖掘可以按照预期的计划进行，不仅可以保障隧洞挖掘的效率，还可以将挖掘过程之中产生的误差控制在可控的范围之内，不会对隧洞的正常使用产生不利影响。对隧洞施工控制测量进行设计、施工以及相关数据的数据的处理与隧洞所在的地形、挖掘隧洞的长度、所具备的硬件设备以及采用的施工方法等具有直接关系。因此，隧洞的挖掘与施工应该按照科学的程序进行操作。首先，在隧洞进行施工之前应该开展其外部的测量工作，充分地将设备在隧洞外的控制点进行连接，同时结合隧洞中设定的坐标共同构建控制点的坐标系。因为隧洞的挖掘工程具有自身的特殊性，其延伸的距离较长，并且相向的两侧之间并不能沟通，因此，应该在设置一个中间点。在进行平面控制测量时，所采用的测量方法是三角测量或者导线测量；在高程控制测量中采用的方法是三角高程测量或者水准测量。在当前的隧洞挖掘与施工之中，进行施工测量的手段以及方法正在不断地发生改变，其技术水平也在不断地提升，像GPS技术、全站仪等已经得到了普遍的应用。将其与计算机数据处理技术结合，不仅提高了实践应用效果，还节约了大量的经费支出。1.2平面控制测量分析 在隧洞施工之中，进行平面控制测量的主要目的是对洞口的控制点位置进行测量，将设计的方向直接引入地下，进而对隧洞进行挖掘，同时还可以保障其挖掘的精确性。在传统的挖掘施工之中，受到施工技术与设备水平的限制，可以使用的方法仅仅局限在直接定线法、三角网法等，不仅精确度较低，难以适应长距离的测量，而且工作量较大，需要较大的成本。在当前的实际测量与施工之中，全站仪已经得到了较为广泛的使用，不仅提高了整体自动化水平，而且具有更为广泛的适应性，既降低了施工的成本，又提高了工作效率。1.3高程控制测量在隧洞施工之中，进行高程控制测量的主要目的在于隧洞进行双向开挖的过程中保证其精确性，使得高程系统可以在洞内有效地发挥作用，以便于进行隧洞的施工。传统的高程控制测量手段是利用等级水准测量，不仅需要耗费较多的时间，而且工作量大、精确度不够高。随着当前技术水平的不断提高，光电测距技术逐渐成熟，并且在实际的测量工作之中被广泛应用，逐渐代替了等级水准测量。2隧洞施工控制测量的设计方法我国水利水电工程的隧洞施工测量工作的目标在于有效地促进整个工程项目在进行隧洞开挖工作的过程中保证精准性和安全性，要始终保持两个隧洞口位置连接点的正确性，而且，在进行打通洞口操作的过程中，要严格地根据实际情况来进行隧洞口的挖掘工作，有针对性地避免隧洞口不能直接进行通视的情况。基于此，文章主要针对我国水利水电工程的隧洞施工控制测量的设计方法进行了分析和论述，并针对平面控制测量的设计方法、高程控制测量的设计方法进行了简单的介绍，具体如下：2.1平面控制测量的设计方法 平面控制测量的设计方法对于我国的水利水电工程的隧洞施工工作来说具有非常重要的意义，其主要的应用原理是将不同的隧洞口处的控制点进行差异化设置，每一个不同的隧洞口都具有自己的控制点，将这些控制点进行合理的安排，使隧洞口测量工作能够顺利进行。一般来说，就是将不同控制点的位置进行精准确定，从而再在图纸上将具体的设计内容呈现出来，进而根据不同的施工图纸进行操作，严格地把握测量工作的具体原则和注意事项，从而保证测量工作的顺利进行。早些年的测量因为受到相关技术的影响，测量水平不足，甚至存在着极大的问题，而这些年随着技术水平的提升，我国在应用平面控制测量的设计方法时取得了一定的进步，并十分有利于水利水电工程的施工。2.2高程控制测量的设计方法在我国的水利水电工程的隧洞测量工作当中，应用高程控制测量的设计方法可以有效地促进整个工程项目的测量工作更具科学性和稳定性。这种测量方法的一般依据在于严格地保证隧洞口的不同控制点的设计可以更精准，而且，要保证控制点之间的高差位置符合标准要求。一般来说，在以往水利水电工程项目中应用的高程控制测量设计方法属于等级水准测量，效率不够高。然而，当前的隧洞施工工作需要借助测距仪的优势来实现设计工作和具体施工方法的使用，以进一步促进整个工程项目的顺利进行。3隧洞掘进测量的设计方法隧洞口控制点的高程与坐标位置的确定需要依靠隧洞的控制测量，在此基础上根据相关的参数对中线点的高程与坐标位置进行计算。而隧洞掘进中的相关数据的计算主要依靠的手段是坐标反算。与此同时，对洞口掘进测设数据的计算可以结合平面控制网与平面控制点和中线里程桩等来完成，具有良好的实际效果。3.1设定掘进的方向 进入施工隧洞的最初方向对整个隧洞的施工具有直接影响，在贯通隧道时产生的误差很多都是与此相关，没有保障隧洞中线方向的精确性，因此，为了使整个挖掘工作能有效开展，应该将掘进方向设置在至关重要的位置上。在实践的操作之中，可以通过在洞口设置一些参考点，并且将中线的位置在地面上标注出来，为隧洞的挖掘以及洞内控制点的选取和后期的施工提供一定的依据。在选取参考点时应该注意将对施工的影响降低到最小，以显示出参考点的实际价值，并且可以及时地根据现场施工的情况对挖掘施工的进度进行调整，准确地掌握隧洞中中线的实际方向。3.2测定洞内的腰线与中线在进行隧洞施工时，对施工挖掘的方向具有重要影响的因素是腰线与洞内的中线位置。其位置的确定对实际工程的有效开展具有直接影响。为了便于操作和后期的查找与检查，一般将中线设置在隧洞顶端。因此，在进行具体的施工与建设时，对中线桩的测量与设置可以依靠洞内的中线控制桩来实现。其具体的实施过程可以大致分为以下几个步骤：首先，在洞口寻找合适的开挖面，在此之上设置与测量中桩线，并且准备挖掘工作；其次，将中桩线引进隧洞之中，选取恰当的距离设置中线里程桩；再次，在隧洞的墙壁上选取固定的距离（一般为10m）设置腰线，以实现墙壁横断面的放样与标高；最后，对腰线的高程进行测量应该按照从高程控制点出发的原则，保证其实际测量效果的准确性与精确性。需要注意的是，隧洞的纵断面通常具有一定的坡度，会对腰线的高程产生一定的影响，因此，应该确保腰线的高程与地面高程平行。3.3指示掘进方向 对于水利水电施工而言，隧道的挖掘都是在地下或者施工环境较为昏暗的，对施工挖掘带来了一定程度的不便，并且增加了隧洞挖掘的难度。为了有效地解决这一难题，相关部门以及专业技术人员提倡利用激光仪器确定腰线与中线的位置与方向。一般而言，通过利用激光仪器可以将地下的情况较为直观地呈现，并且其前期的准备工作较少，操作方便，为施工人员的操作提供了一定的便利，具有较高的自动化水平。在实际的挖掘工作之中，可以将激光仪器固定在确定的位置上，将相对应的光电接受靶安放在掘进机上，可以实现在正常的掘进过程中发挥光电接受靶的指引作用，在特殊地形情况时可以转化为自动控制操作，及时地纠正掘进过程中的偏差，保证挖掘方向的准确。4结束语综上所述，文章着重围绕着我国水利水电工程中隧洞施工测量的设计方法进行了较为详细的阐述，同时，针对隧洞施工控制测量的设计方法等内容展开了具有针对性的分析和思考，进一步突出了我国水利水电工程在施工过程中应该更加重视测量设计工作，要采取合适的方法来保证其科学性和专业性。一般来说，因为隧洞施工测量环节对于整个水利水电工程系统的正常运行而言非常重要。因此，应该保证隧洞口控制点的位置更加合理，进一步完善测量技术、更新测量方法，有效地促进整个水利水电工程的施工更加优质高效。