桥隧相连公路工程独立施工控制网设计研究

李松 孙炜 刘铭扬

摘 要：高精度的独立施工控制网是工程顺利贯通的保证控制，本文通过对G7611都匀至香格里拉高速公路守望（滇黔界）至红山（滇川界）段K68+309～K96+312里程范围桥隧相连整体工程路线走势及其地理特点分析，合理的布置独立施工控制网，确定GPS网形及测量等级，运用一点一方向平差计算，各项成果精度指标满足要求，投影长度变形值小于1cm/km。

关键词：独立施工控制网；一点一方向；平面高程面；中央子午线

1 前言

随着国家一带一路战略规划的实施，西部高速公路项目逐渐增多。大多数项目桥隧比占线路70%以上，长大隧道、桥梁较多，且桥隧多是整体相连工程。工程周边环境复杂，控制测量难度较大，对独立施工控制网进行优化设计是重难点。工程控制网的优化设计目的，就是在一定的观测条件下要使控制网有较高的质量，即精度、可靠性、费用达到质量标准[1]。

2 工程概况

G7611都匀至香格里拉高速公路守望（滇黔界）至红山（滇川界）段是国家高速公路网重要干线公路之一，也是云南与四川和贵州衔接的重要公路。项目地处云贵高原西北部，滇东北高原南部，位于东经103°46'～103°08'，北纬27°27'～27°06'之间，海拔最高3356米，最低568米。本文研究的区域为K68+309～K96+312，桥隧相连，其中1km～3km隧道2个，3km～6km隧道4个，1km～2km多跨桥梁1座，300m～500m的单跨桥梁1座。具体见表1。

3 控制网设计

根据《公路勘察规范》要求，隧道贯通长度在1km～3km 内应布设四等独立施工控制网，3km～6km内应布设三等独立施工控制网，桥梁（多跨）总长在1km～2km布设四等独立施工控制网，300m～500m的单跨桥梁布设三等施工控制网。表1中湾塘2号特大桥、青岗坪2号隧道、江口隧道应布设四等独立施工控制网，其它布设三等独立施工控制网。大型构造物平面控制测量坐标系其投影长度变形值不应大于1cm/km [2]，考虑到一点一方向计算方法会导致误差在结构的一端积累，且太多的施工控制网成果易造成施工中运用出错。本项目尽量合并单个独立施工控制网，集成大网，最终确定此范围组成3个三等独立施工控制网。具体见表2。

4 控制点选取、埋设

在每个隧道进口、出口，桥梁起点、终点处分别布设三个控制点，紧挨着的构造物布设公共用点，如小河隧道出口端与黑石河隧道进口端可以共用三个控制点，以节约费用。点位选取在开阔、稳定、受干扰小的地方、且分布均匀，点间距大于500m，埋设尺寸为500mm*500mm*600mm的测量桩，严格按照规范执行。

5 控制网测量

采用6台GNSS接收机，按照公路三等GPS测量技术要求施测，保证卫星高度截止角大于15度，采样间隔为15秒，同时观测卫星个数不小于4个，同步观测时段长度为90min，平均重复设站次数不小于2，以网连接。

6 数据处理

基线解算后，进行重复基线、同步环、异步环检核，再对控制网进行三维无约束平差，然后再運用一点一方向计算方法处理数据。具体过程如下：

三等独立施工控制网1计算：在三等独立施工控制网1中选取一点为固定点，固定点成果采用线路坐标成果，这点到另一端一点的连线为起始方向（通过线路控制网坐标计算），平差计算后得出成果。

三等独立施工控制网2计算：在三等独立施工控制网2中选取一点为固定点，固定点成果采用三等施工控制1成果，以这点到另一端一点的连线为起始方向（通过线路控制网坐标计算），平差计算后得出成果。

三等独立施工控制网3计算：在三等独立施工控制网3中选取一点为固定点，固定点成果采用三等施工控制2成果，以这点到另一端一点的连线为起始方向（通过线路控制网坐标计算），平差计算后得出成果。

经三次计算后，控制网最弱点位精度、最弱相邻点边长相对中误差满足规范要求，成果可靠，可以用于指导施工。

7 结论

通过对全线桥隧的长度、结构形式、平面高程面、中央子午线等进行详细的统计，设计合理的控制网方案，在实施过程中注意点位的布置、埋设、GPS网形、观测质量等，后续在处理数据过程中要选取合适的抵偿高程面、中央子午线，运用一点一方向计算方法，可以获取满足规范要求的成果，同时精度、可靠性、费用等达到质量标准。

参考文献：

[1] 张正禄.工程测量学[M].武汉：武汉大学出版，2002：44

[2] JTG C10-2007.公路勘测规范[S].