工程测量在隧道与地下工程中的应用实践

摘要：随着城市化进程的加快，隧道与地下工程的建设在现代工程中愈发重要。本文将探讨工程测量在隧道与地下工程中的实际应用，分析其在工程设计、施工及后期维护中的关键作用。阐述了精准测量对提升工程安全性和经济性的影响，并总结出在未来工程建设中应进一步加强测量技术的应用与创新。

关键词：工程测量；隧道工程；地下工程

引言

隧道与地下工程在基础设施建设中扮演着重要角色，同时也面临着复杂的地质条件与环境挑战。有效的工程测量技术是确保隧道及地下工程顺利实施的基础。随着科技的发展，新技术的引入为测量工作带来了新的机遇与挑战。

一、工程测量的基本概念

1 工程测量的定义

工程测量是指依据一定的测量原理和方法，对工程项目的空间位置进行确定和记录的过程。它涵盖了地形测量、建筑物位置的勘察、线形的设计控制等多个方面。工程测量不仅包括传统的测量如水平、垂直高度以及角度的测量，还涉及使用现代技术手段如激光测量、GPS定位和无人机技术，以提高测量的准确性和效率。在隧道与地下工程中，工程测量尤为重要，因其需要精确地掌握地质条件和埋藏物的位置，以确保施工过程的安全和工程的质量。

2 工程测量的重要性

工程测量在隧道与地下工程中的重要性主要体现在以下几个方面。首先，准确的测量数据为工程设计提供科学依据，确保设计图纸的准确性与合理性；其次，在施工过程中，测量技术帮助工程师实时掌握施工进度和位置，调整施工策略，减少误差的发生。此外，工程测量还能在工程竣工后进行验收和质量评估，为后期维护和管理提供数据支持。最终，严格的测量制度和高效的测量技术能够有效降低事故发生的风险，提升工程的安全性和经济效益。

二、工程测量在隧道工程中的应用

1 设计阶段的测量

1.1 地形测量与数据收集

地形测量是设计阶段的首要工作，主要包括对项目区域的地形地貌、土壤特性、地下水位等因素的详细勘查。通过采用全站仪、GPS等高精度测量仪器，工程师能够获取准确的高程、坡度及其他地理信息。这些数据不仅用于绘制测量图，还为后续的工程设计提供了基本依据。精准的地形测量能够有效识别潜在的风险区域，例如滑坡或地质不稳定地带，为环评、设计方案的调整和施工安全提供重要参考。

1.2 3D建模技术应用

随着科技的进步，3D建模技术在隧道工程设计中的应用愈发广泛。通过将地形数据转化为三维模型，设计师能够更直观地了解隧道的空间配置及其与周围环境的关系。这种技术不仅提高了设计的准确性，还为各专业之间的协作提供了有效的平台。3D模型允许不同专业的技术人员进行虚拟建造，提前发现设计中的潜在问题，减少后期施工中的调整与变更。同时，3D建模还能在与相关部门沟通时，提高设计方案的可视化效果，使之更易于理解，大大促进了项目的效率和沟通效果。

2 施工阶段的测量

2.1 精确定位与控制

在隧道施工中，精确的定位与控制是至关重要的环节。通过高精度的设备，如全站仪、激光扫瞄仪等，施工人员能够实时获得隧道的定位信息。这些设备帮助确定施工点的准确位置，确保隧道的轴线、坡度和断面达到设计要求。特别是在复杂的地质条件下，精确控制能有效规避潜在的风险，提高施工的安全性。此外，定期的现场复测可以及时识别施工偏差，确保工程始终处于可控状态，从而避免因施工误差导致的重大安全隐患和经济损失。

2.2 变形监测

在隧道施工过程中，地基和周围环境常常会受到影响，导致变形和沉降等问题的发生。因此，变形监测成为施工阶段不可或缺的一部分。使用测斜仪、位移计等监测仪器，工程师能够实时监测隧道周边的地表和结构物的位移情况。通过对监测数据的分析，施工团队可以及时识别可能的变形趋势，并采取相应的防范措施。这种及时的反馈机制不仅有助于保障工程的安全，还能有效降低施工过程中的风险，确保工程按质按量地完成。同时，通过系统的变形监测，进一步完善和提升隧道工程的质量管理水平。

三、工程测量在地下工程中的实践

1 探测与评估

1.1 地质勘探的重要性

地质勘探是在地下工程建设之前对土壤、岩石及水文条件等进行系统调查与研究，以获取基础数据。这一过程对于了解地下环境、识别潜在风险至关重要。通过钻探、取样和实验分析等手段，可以评估地下土壤和岩石的物理及力学性质，从而为设计方案的制定提供科学依据。准确的地质勘探能够帮助工程师识别可能存在的地质灾害，如滑坡、涌水、及地震风险，从而采取相应的预防措施，确保施工的安全性和有效性。

1.2 隧道风险评估

在完成初步的地质勘探后，随之而来的重要任务是对隧道工程的风险进行全面评估。风险评估主要通过分析地质条件、松土层分布、地下水位等因素来识别和评估潜在的风险隐患。工程师会运用各类模型和预测技术，分析可能的施工问题，并根据评估结果制定相应的应对策略。这一过程不仅要关注施工安全，还要评估对周边环境和已有结构的影响。

2 施工过程中的监测与调整

2.1 施工稳定性监测

施工稳定性监测是确保地下工程安全性的重要措施。地下施工环境复杂多变，施工过程中可能面临如地层沉降、位移、裂缝等不稳定因素的威胁。为了及时了解工程状态，工程师通常会使用多种监测设备，如位移传感器、应变计和激光测距仪等，实时监测施工区域的各种参数。这些设备能够捕捉到细微的变化，并通过数据分析，评估施工对周围环境的影响，以便及时采取应对措施。一旦发现异常情况，立即进行调查和调整，有助于有效避免安全事故，保障施工人员的生命安全和工程的整体质量。

2.2 施工后的竣工测量

施工完成后，竣工测量是检验地下工程质量的重要一步。竣工测量通过对实施过程中各项参数和指标进行系统的核对，确保工程是否符合设计要求。使用高精度的测量仪器，如全站仪和水准仪，工程师会对隧道的形状、位置和尺寸等进行详细的测量。通过对比竣工测量结果与设计图纸，可以检测出施工中的偏差和问题。这一过程不仅帮助确认工程质量，还为后续的运营和维护提供了数据支持。准确的竣工测量能够为后续的监测、维护和改建工作奠定良好的基础，确保地下工程在未来能够安全、可靠地投入运行。

四、未来的测量技术发展方向

随着科技的不断进步，测量技术也在不断演变，新兴技术的引入将为传统工程测量带来革命性的变革。其中，无人机测量技术的崛起使得大规模的地形勘测和数据采集变得更加高效和准确。无人机能够在较短时间内覆盖广泛区域，获取高分辨率的影像和三维数据，极大地提高了测量工作的效率。此外，激光扫描技术的应用也在建筑和土木工程中逐渐普及。激光扫描可以提供高精度的点云数据，辅助设计与施工过程中的空间分析和碰撞检测。

五、结论

工程测量在隧道与地下工程建设中至关重要，它不仅为工程设计、施工提供了坚实的基础支持，还在后期维护中发挥着重要作用。随着技术的不断进步，未来的工程测量将更加高效、智能，为地下工程的安全与经济性保驾护航。

参考文献；

[1]孙文志，李锴，郭金龙，等.面向隧道工程测量的点云降采样方法[J].四川建筑，2024，44（01）：78-80.

[2]张秀娟，陈国真.无损检测技术在隧道工程测量施工中的应用研究[J].交通建设与管理，2023，（03）：144-145.

[3]刘耀龙.无损检测技术在隧道工程测量施工中的应用[J].设备管理与维修，2022，（02）：130-131.