1、工程概況
石牙山
隧道通風豎井位于廣梧高速公路河口至雙鳳段RK56+465偏右25m處，距蒼梧端洞口1472.37m，井深156.99m，直徑7.0m，底部通過聯(lián)絡風道與隧道主洞相連，為我省第一條高速公路豎井。該豎井設計主要考慮隧道遠景通風，由送風系統(tǒng)和排風系統(tǒng)組成，整個豎井工程施工分為：開挖、初期支護、井壁襯砌、井口圈、中隔墻、馬頭門、吊頂板、防排水工程等，其中需要用到激光垂準儀放樣定位的主要是開挖、井壁襯砌和中隔墻等。
2、施工方法
結合目前國內(nèi)、外公路、鐵路、水電、礦山豎井施工經(jīng)驗和方法，我們豎井開挖方法采用的是中心擴孔法：
中心擴孔法是先采用鉆機自上至下鉆出導孔，導孔鉆至井底后換上擴孔鉆頭，再由下向上擴孔形成一定直徑的導井。導井形成后，第二次由上往下用鉆爆法擴孔開挖到設計輪廓。豎井開挖完成后，再一次由下往上用爬模施工完成
混凝土襯砌。
3、測量準備
在豎井附近布置三個相互通視的平面控制點，以隨時觀測和驗證各間點的位移及沉降；各點間的相互距離控制在200～300 m之間，且均能與豎井通視，以便從不同點位對豎井進觀測和驗證，保證放樣精度；控制點樁要高度適當，且埋設穩(wěn)固，以便長期使用和保存。各控制點布置如下圖：
由于豎井和隧道主洞是一個工程整體，豎井的局部三角鎖在使用前必須并入整個隧道平面控制網(wǎng)，并按三等三角測量精度要求進行整體平差，確定豎井控制點坐標。待導井和聯(lián)絡風道完工后，用激光垂準儀對洞內(nèi)、洞外進行聯(lián)系測量，以達到洞內(nèi)、洞外控制網(wǎng)的統(tǒng)一。
4、測量放樣
4.1激光垂準儀
激光垂準儀是一種以重力線為基準，給出鉛垂直線的光學定位儀器?？捎脕頊y量相對鉛垂線的微小水平偏差、進行鉛垂線的定點傳遞、物體垂直輪廓的測量等。適用于高層建筑物、煙囪、發(fā)射井及高塔架的鉛直定位測量。 激光垂準儀的基本構造主要由氦氖激光管、精密豎軸、發(fā)射望遠鏡、水準器、基座、激光電源等部分組成。 其基本工作原理是：先在已知控制點上安置激光垂準儀，并嚴格精平、對中；對中后，由垂準儀向上或向下垂直發(fā)射一條激光束，并投射至工作面，工作面上的激光投影點即為放樣點。
根據(jù)激光垂準儀基本工作原理可知，用激光垂準儀放樣主要在兩個方面產(chǎn)生較大誤差：首先是對中誤差，由于消除激光垂準儀的對中誤差與普通全站儀相同，本文中不再敘述；然后是由于垂準儀產(chǎn)生的激光束不垂直而產(chǎn)生的投影誤差，這類誤差跟投影距離成正比，距離越大，誤差越大。消除這類誤差的辦法是：在同一控制點轉動垂準儀，每轉動90度進行一次投點放樣，轉動一周完成四次投點放樣，然后四點平均即可有效消除該類誤差。
4.2導向孔放樣
可直接通過井外控制點，使用全站儀準確放出豎井中心點平面位置，操作過程完全在地面進行與其余測量放樣無異。本文主要論述的是二次擴孔和混凝土襯砌施工時測量放樣。
4.3二次擴孔施工測量
當二次擴孔深度達到20m以上時，先用全站儀在門式井架上放置永久性豎井中心點（即該點的使用時間與井架相同），并通過不同控制點位對豎井中心點進行定期復核，確保豎井中心點位置準確。然后用激光垂準儀將豎井中心點的準確平面位置投射到開挖面井蓋上（即導井頂面蓋板）。最后以井蓋投射點為圓心，用鋼尺放出開挖輪廓線及炮眼位置。一次爆破一次投射放樣，往復循環(huán)至擴孔結束。下面是豎井施工時用井架立面圖：
二次擴孔小于20m時，考慮到爆破可能對井架造成較大變形或位移（井架上的永久性中心點位置會隨井架產(chǎn)生位移），不能使用井架上的永久性中心點。我們采用的辦法是：每次放樣均從井外控制點放樣出豎井中心點在井架上的平面位置，然后用鉛錘將豎井中心點位置投放到擴孔開挖面，接下來的工作與上述相同：用鋼尺放出開挖輪廓線和炮孔位置。如投放鉛錘時鉛錘晃動過大，可采用將鉛錘放入盛水或油的桶中，以減小晃動。在這里投點方法采用鉛錘而不是垂準儀，主要是考慮鉛錘投點使用簡便，且投放深度較淺時又能滿足精度要求。
4.4砼襯砌施工測量
砼襯砌的施工放樣主要是對襯砌模板位置的放樣。由于我們采用是爬模施工工藝，爬模的特點是模板主體固定不能伸縮和變形，只有活動模板可通過油壓千斤頂進行張開與閉合，以達到裝模和拆模的目的。下面是豎井施工爬架平面示意圖：
根據(jù)爬模特點，要放出模板的準確位置，就必須放樣出模板主體至少兩個點和每塊活動模板至少一個點。為確保放樣精度，我們初擬主體模板放樣三點，且三點不能在同一直線上（兩點定位一點復核），每塊活動模板放樣兩點，也是一點定位，另一點復核。
砼襯砌是由下而上施工的，除第一次砼襯砌施工外，模板下部是緊扣已施工完畢的襯砌砼的，無需放樣，需要放樣的只有第一次襯砌施工的模板下部和所有襯砌施工的上部模板。第一次襯砌的下部模板放樣可通過洞內(nèi)導線點直接用全站儀放出，操作跟主洞砼襯砌放樣相同，在此不再敘述。
我們對爬模上部位置放樣的方案是：首先在模板上選定需要放樣的點，點位以選在模板外沿與砼面接觸為宜，這樣更能保證放樣質量，點數(shù)已在上面的敘述中提到；第二步根據(jù)點位所處的空間位置計算出它們各自的設計坐標；第三步是用全站儀通過井外控制點放樣出以上各點在井架上的準確平面位置，并在放樣位置架設固定的投影平臺；第四步是在投影平臺上架設激光垂準儀將待放樣點在平臺上的平面位置投放到爬模上部，并使其準確就位。
在此要特別交代的是：確定模板位置的各點一經(jīng)選定就不再改變。同樣，井架平臺上的各投射點也不再變化。除定期對平臺投射點的點位復核外，不再每次放樣均從井外控制點對各投射點進行放樣，而是直接從投射點處直接投影放樣。
至于一些附屬工程的測量放樣，由于精度要求較低，操作比較簡便，在此不贅述。
5、測量總結
利用激光垂準進行豎井施工放樣具有如下幾個方面的優(yōu)勢：
5.1放樣時間短，縮短工序循環(huán)時間
二次擴孔的工序循環(huán)是：投點放樣---鉆孔---爆破---排碴---投點放樣。由于每一次投點放樣均是直接從井頂已知點進行投射，二次擴孔放樣過程只需約10分鐘，整個放樣過程完全可以在排碴與鉆孔兩個工序間的交接時間內(nèi)完成，基本不占用工序循環(huán)時間；
混凝土襯砌的工序先王是：投點放樣---模板就位---混凝土澆筑---防水板、鋼筋等的安裝---投點放樣。由于襯砌混凝土爬模笨重，就位過程較為緩慢，且模板就位過程中需要不斷的放樣調(diào)整，可以說整個投點放樣過程完成不占工序循環(huán)時間。
5.2放樣精度高
我們通過激光垂準儀對洞內(nèi)、洞外導線進行聯(lián)系測量，其導線相對閉合差為1/41807，角度閉合差為11.3秒，其測量精度滿足三等平面控制網(wǎng)精度要求。
