在水利水電工程建設中為了施工導流、引水發電或修灌溉渠道，常常要修建隧洞。施工測量是隧洞按設計精度貫通的重要保證。隧洞施工前要進行貫通誤差設計和施工控制網的布設、測量，并以此為依據把設計圖紙上隧洞的平面位置和高程，按精度要求測設到地面上，作為施工的依據。施工測量貫穿于隧洞施工的全過程，施工測量工作直接影響隧洞工程的質量及施工進度。隨著科技的進步，測量技術和裝備有了很大的發展，全站儀和GPS的普遍使用使隧洞施工測量效率和質量有了很大的提高。本文就新的測量技術和儀器條件下，對隧洞控制測量和隧洞掘進中的測量方法進行探討。
1、工程概況
    永泰縣丹云九老溪二級生態電站位于葛嶺鎮溪西村枝柄，如附圖所示，隧洞總長3700多米，總水頭300米，不設壓力管道，總裝機1600KW。   
2、設備及功能簡介
2．1電子全站儀三維坐標測量
電子全站儀集光電測距儀和電子經緯儀、微處理器、存儲器于一體，具有精度高、速度快、操作簡便等特點，可在同一測站同時測距和測角，并能計算顯示出測點的三維坐標并自動存儲，具體操作步驟如下：
（1） 架設三角架。三角架頂面近似水平，且位于測站點的正上方，把其中一條腿踩一下固定。
（2） 安置儀器和對點。安置好儀器后，調節全站儀的三個腳螺旋，使光學對點器精確對準測站點。
（3） 利用圓水準器粗平儀器。調整三角架三條腿的長度，使全站儀圓水準氣泡居中。
（4） 利用管水準器精平儀器。通過旋轉三個腳螺旋，使管水準器氣泡在兩條相互垂直的線上都居中。
（5） 精確對中與整平。儀器精平后，通過對光學對點器的觀察，地面點會偏離光學對點器中心，需平移儀器，使儀器精確對準測站點，再擰緊中心連接螺旋，再次精平儀器。此項操作重復至儀器精確對準測站點為止。
（6）設置全站儀（不同的品牌略有不同，下面以賓得R200為例）
    打開儀器電源開關，設定現場的溫度、濕度和氣壓自動進行氣象改正，通過菜單項選擇，創建一個文件，然后選中這個文件，再選擇測距功能，輸入測站點坐標和儀器高，然后輸入后視點坐標或方位角，接著照準后視點的反射棱鏡，按“確定”鍵。修改“P/N”點編號，輸入“1或A1”，再修改棱鏡高，按“測距”鍵，儀器將會選用自身內存的計算程序自動計算并瞬時顯示出后視點的三維坐標(X，Y，Z)，核對后視點坐標值，如在誤差范圍內，就可以測量前視坐標了。
2．2  AutoCAD
AutoCAD是Autodesk公司開發的專門用于計算機繪圖設計的軟件，自面世以來一直以其簡便快捷、精確無誤等優點深受廣大工程技術人員的青睞。隨著AutoCAD軟件的不斷更新和推廣，AutoCAD軟件已不再是單純的繪圖工具，而是可以用來指導工程施工的管理軟件。在現代建筑施工中，會遇到許多不規則的建筑物和構筑物，而這些不規則的建筑物和構筑物在施工測量、放樣、工程量計算、工程資料的收集和整理等施工過程中存在許多問題。如果運用傳統的施工技術處理這些問題，將要花費大量的人力、物資和時間，而且精度和效果也難以滿足現代工程建設的需要。AutoCAD技術的運用，傳統工藝存在的問題均可以迎刃而解，并且可以達到事半功倍的效果。
 3、隧洞外施工控制測量
3.1隧洞施工控制測量的特點
隧洞施工控制測量的目的，在于保證隧洞兩相向開挖方向在貫通面按設計要求正確貫通，即橫向貫通誤差和高程貫通誤差在規定的限差內。隧洞施工控制測量的設計、實施和數據處理與隧洞的長度、形狀、施工方法、實地地形地貌、儀器設備等條件有關。隧洞外控制測量應在隧洞施工前完成，它以統一的平面、高程系統將布設在隧洞口附近的控制點連接起來，并根據隧洞中線上點的設計坐標，建立起它們與控制點的坐標關系。由于隧洞是一個狹長的建筑物，兩開挖洞口之間的控制點之間一般互不通視，故還要布設中間點。在全站儀問世以前，平面控制測量多采用三角網或導線測量，高程控制測量一般采用水準測量或三角高程測量，存在許多限制條件，如三角網角度限制，需要多邊通視，在山高路陡的地方水準測量相當困難等。當今隧洞控制測量中新技術不斷得到應用，如全站儀用于洞內外三維導線測量，它只需單邊兩兩通視，再加上計算機輔助設計和數據處理等，不僅提高了測量精度，而且具有顯著的經濟效益。
3.2隧洞洞外三維控制導線測量
（1）選點
選點的原則：相鄰兩點要相互通視，兩點間距離一般不超過600米，總點數要盡量少。洞口或支洞口附近的點要選在不容易被破壞的地方，其附近的兩點距離要控制在100米左右。
（2）埋點
先用鋤頭在選好點的位置挖一個25cm×25cm深度40cm～50cm左右的坑，接著將拌好的砼倒入其中，搗實抹平，然后再將長約35cm的Φ16鋼筋埋入砼中，并應將有打“十”字叉的一端朝上，待砼凝固后用油漆寫上點的編號。如果選的點在巖石上，就用鋼釬和錘子在巖石上打個“十”字叉，并用油漆寫上點的編號。
（3）測量
測量天氣盡量選在陰天進行，采用支導線測量。如附圖所示，導線點起點高程可以是假設高程或者套用1：1萬陸軍地形圖上的特征高程點（近似值），起點坐標為假設坐標。起始邊方位角用羅盤儀測定：先把羅盤儀放在儀器頂上，其側邊方向與望遠鏡軸線方向平行，水平轉動儀器直到羅盤儀指針白色那端指向“N”時，鎖緊水平制動螺旋，把全站儀水平度盤置零（賓得R-200全站儀是置零鍵連續按兩下），再順時針轉動儀器瞄準后視點，此時儀器顯示的水平角度就是測站點起始邊的方位角，參照上述2.1的步驟（6）設置儀器，就可以開始導線測量了。
如果直線隧洞長度小于1000m，則直接用全站儀測量導線點的三維坐標，每一測站要通過變動儀器高測三次坐標，每次三維坐標讀數差控制在5mm以內，最終坐標取三次的平均值作為下一測站的原始數據。如附圖所示，直線隧洞長度大于1000m，地形較復雜的，可采用GPS衛星定位測量。只須在洞口或支洞口選兩點可相互通視的控制點（附圖中紅色連線兩點）即可，控制點距離要在100米左右，點的周圍不能有大樹或灌木叢覆蓋，點的上空不能有高壓線路經過。
4、隧洞內施工測量
在隧洞進口和出口（或支洞口）之間的洞外控制導線測量完成之后，再進行洞內測量。
先用全站儀將導線點支到離洞口較近的地方，用全站儀放樣功能將洞口中心設計坐標放出來，然后在AutoCAD上1：1000的隧洞平面布置圖上獲取離設計洞口1m、3m、5m中心線上3點的設計坐標（也可用計算器通過洞線的方位角計算出來），在實地上再放樣出這三點坐標，并用油漆在巖石上做標記以指示隧洞開挖掘進方向。待隧洞在指示方向掘進約15米后，再用全站儀把導線點支到洞口，用前面的方法獲取離洞口5米（A點）、10米（B點）隧洞中心線的坐標，在隧洞地面把這兩點坐標放樣出來，用風鉆分別鉆孔，在孔上打入木樁，木樁頂面高程要與隧洞地面高程大約持平，再通過全站儀的望遠鏡的觀察（需開啟十字絲照明功能和礦燈照明），左右移動鐵釘，將鐵釘準確地釘在木樁上，通過測距功能測出地面上兩固定點的坐標，作為以后隧洞中心繼續放樣的導線點。
將全站儀排在埋設好的固定點A上，照準后視點B，鎖定儀器的水平制動螺旋，在全站儀激光指示下，轉動望遠鏡在隧洞頂上再做兩個標記，兩點相距10米左右，其中離工作面較近的一點要距工作面5米左右。用風鉆在標記上鉆孔，在孔上打入木樁，在全站儀的激光指示下，在木樁上釘上鐵釘，通過望遠鏡觀察，用錘子微調鐵釘，使兩垂線方向分別與設計隧洞中心線相吻合，以供施工人員控制掘進方向。
待隧洞掘進50米左右后，需再次測量放樣。可重復上述步驟，在洞頂做兩個固定點用于掛垂球，供開挖隧洞工人目測對中用，在隧洞地面中心線上做兩個固定點用于測量。
在開挖坡度大于30°的斜洞時，由于洞底坡度變化大，洞底高程施工不易控制，常出現超挖或欠挖的情況，影響隧洞的貫通精度。為此，在開挖斜洞時，每打10米長左右就必須放樣一次，嚴格控制施工誤差。
5、需注意事項
由于隧洞處于地下，陰暗潮濕，操作面較狹窄，開炸后空氣中又含有有毒氣體，有時還有大量地下水冒出，除了施工人員和測量人員要緊密配合、團結協作外，還需注意以下事項：
（1）要往洞里送新鮮空氣半個鐘頭～一個鐘頭以后（視隧洞距離長短），才能進入洞內。
（2）要準備好以下幾件物品：全站儀設備、安全帽、水鞋、礦燈（要充足電能）、擦鏡紙或棉簽（用于擦拭儀器對中器和望遠鏡上的目鏡和物鏡由于洞內外溫差而產生的水氣）、筆和筆記本、油漆（用于標記隧洞里程和控制點的位置）、木樁、鐵釘。
（3）全站儀最好用測角精度為2”的儀器。
（4）在輸入坐標數據時一定要核對后才可進行下一步操作。
（5）隧洞地面和洞頂上的固定點要釘牢固，點離工作面要大于5米，并在洞壁上做易辨認的標記。
6、結束語
隨著電子全站儀的普及，及AutoCAD的廣泛應用，對于工程測量和放樣的速度和精度的進一步提高，創造了有利的條件。使用電子全站儀的三維坐標測量功能、和AutoCAD的全面、快速、精確的繪圖及查詢功能，在隧洞的測量和放樣施工中，可以直觀、準確的進行任意斷面中心、放樣及測控任意點超欠挖情況，為隧洞工程施工提供了全面、快速、精確的測控服務。