隧洞洞內(nèi)的控制測(cè)量探析

衛(wèi)宏雄

摘 要：本文將對(duì)洞內(nèi)控制測(cè)量設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹，并在此基礎(chǔ)上對(duì)提高洞內(nèi)控制測(cè)量精度提出合理的建議。

關(guān)鍵詞：隧洞;控制測(cè)量;精度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.079

0 引言

隧洞工程的開(kāi)挖需要滿足各項(xiàng)規(guī)范要求，除此之外，隧洞開(kāi)挖對(duì)其精度方面也有嚴(yán)格的要求。為了保證隧洞的貫通能夠滿足其精度要求，我們首先需要做的工作就是預(yù)先設(shè)計(jì)洞內(nèi)的控制測(cè)量方案，在隧洞開(kāi)挖且未貫通時(shí)要進(jìn)行實(shí)時(shí)的測(cè)量，根據(jù)測(cè)量的結(jié)果對(duì)其精度進(jìn)行估算，并根據(jù)估算結(jié)果適時(shí)地調(diào)整測(cè)量方案.本文將結(jié)合這些內(nèi)容對(duì)隧洞的控制測(cè)量進(jìn)行探討。

1 洞內(nèi)控制測(cè)量設(shè)計(jì)

1.1 平面控制測(cè)量設(shè)計(jì)

在隧洞未成功貫通之前，對(duì)洞內(nèi)的平面控制測(cè)量通常采用支導(dǎo)線的測(cè)量方法。在準(zhǔn)備開(kāi)挖隧洞時(shí)，首先要了解貫通精度對(duì)隧洞的方向機(jī)長(zhǎng)度等方面的要求，并根據(jù)這些設(shè)計(jì)內(nèi)導(dǎo)線，同時(shí)還需要估算預(yù)期誤差，根據(jù)實(shí)際的測(cè)量結(jié)果和估算結(jié)果確定測(cè)量的等級(jí)，以確保隧洞貫通精度的準(zhǔn)確性，并以此為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)測(cè)量設(shè)備和測(cè)量方案進(jìn)行合理的選擇。

根據(jù)洪差傳播定律，分別計(jì)算導(dǎo)線的測(cè)角和測(cè)方這兩個(gè)獨(dú)立的量。在導(dǎo)線測(cè)角中，橫向貫通中導(dǎo)線測(cè)角引起的誤差myB可以表示為：

在以上公式中，測(cè)角誤差由mB表示，單位為S;

代表的是觀測(cè)點(diǎn)到貫通面的垂直距離平方的總和，單位為m2。

在導(dǎo)線測(cè)邊中，橫向貫通中的誤差洪差為mys：

在上述公式中：表示導(dǎo)線邊長(zhǎng)相對(duì)誤差，單位是mm;

表示導(dǎo)線邊在貫通面上的投影長(zhǎng)度平方和的總和，單位是m2。

所以，由上述的分析可以知道，導(dǎo)線測(cè)量中的橫向貫通誤差my可以表示為：

上述公式是隧洞工程中用于估算橫向貫通誤差常用的公式。

在隧洞施工圖紙上，各導(dǎo)線點(diǎn)和貫通面之間的距離Rx以及導(dǎo)線邊在貫通面上產(chǎn)生的投影長(zhǎng)度Dx，同時(shí)結(jié)合該項(xiàng)目工程中使用的儀器設(shè)備的精度確定測(cè)量角和邊的精度mB和ms/s，代入my公式中進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)my在誤差允許的范圍內(nèi)時(shí)可以進(jìn)行隧洞開(kāi)挖工作，否則就要選擇更加精準(zhǔn)的儀器進(jìn)行測(cè)量或是改變施工路線和相應(yīng)的測(cè)量方案來(lái)重新進(jìn)行計(jì)算，直到計(jì)算值滿足貫通精度要求為止。上述誤差估算公式也可以結(jié)合不同施工儀器設(shè)備的差別和技術(shù)水平間的差異，選定一個(gè)固定的數(shù)值mB或ms/s來(lái)求另外一個(gè)參數(shù)。

根據(jù)假定的mB或ms/s值來(lái)計(jì)算并確定導(dǎo)線測(cè)量的等級(jí)，并以此為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行隧洞測(cè)量，從而可以有效地指導(dǎo)隧洞的開(kāi)挖位置和方向。

1.2 高程控制測(cè)量設(shè)計(jì)

隧洞挖掘過(guò)程中，豎向貫通誤差主要的影響因素是洞內(nèi)高程測(cè)量的測(cè)量精度。一般情況下，采用水準(zhǔn)測(cè)量或者三角高程測(cè)量中的豎向貫通誤差來(lái)確定高程測(cè)量的等級(jí)。

上述公式中，mh代表的是豎向貫通誤差;L是洞內(nèi)高程測(cè)量的路線的全長(zhǎng)，單位是m;

Mv表示按測(cè)段往返測(cè)的高差不符值計(jì)算的每km高差中數(shù)的偶然中誤差，單位是mm。

由上述公式可以推導(dǎo)得出：

其中，L可以根據(jù)施工圖紙中的施工路線進(jìn)行測(cè)量或是取相當(dāng)于洞軸線長(zhǎng)度3-5倍的距離表示。

在高程測(cè)量的等級(jí)被確定后，依據(jù)簡(jiǎn)單方便、經(jīng)濟(jì)適宜、傳遞精度高的選擇原則，選擇合適的高程測(cè)量方法，如采用水準(zhǔn)測(cè)量、三角高程測(cè)量等方法，并嚴(yán)格按照相關(guān)的技術(shù)要求進(jìn)行測(cè)量。

2 提高洞內(nèi)控制測(cè)量精度的建議

（1）嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的控制測(cè)量等級(jí)相關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行施測(cè)。在隧洞的測(cè)量過(guò)程中，應(yīng)盡可能地采用三聯(lián)腳架法，在測(cè)量之前還要對(duì)儀器的基座和棱鏡進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查其與儀器之間是否存在縫隙和氣泡，同時(shí)還要檢查兩者之間是否存在偏離以及檢查偏離的程度大小等等。如果存在上述問(wèn)題，就需要及時(shí)找出問(wèn)題并進(jìn)行檢修，同時(shí)采取針對(duì)性的措施進(jìn)行解決。

（2）及時(shí)增設(shè)基本導(dǎo)線點(diǎn)。在隧洞開(kāi)挖的過(guò)程中，要在一定的距離范圍內(nèi)設(shè)置相應(yīng)的基本導(dǎo)線點(diǎn)，同時(shí)，對(duì)于指導(dǎo)隧洞開(kāi)挖工作的臨時(shí)點(diǎn)個(gè)數(shù)也要嚴(yán)格地控制，并且在施工過(guò)程中要經(jīng)常檢查導(dǎo)線點(diǎn)的正確性，從而更加確保洞室開(kāi)挖的正確性。

（3）及時(shí)對(duì)導(dǎo)線檢測(cè)與估算。在隧洞開(kāi)挖的過(guò)程中，每進(jìn)行一段時(shí)間或是施工達(dá)到一定的長(zhǎng)度時(shí)，就要對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)還要進(jìn)行相應(yīng)的復(fù)測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)其精度進(jìn)行估算。對(duì)于由外部原因引起的線路改變，要及時(shí)地進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)其精度進(jìn)行估算。

（4）其他。布設(shè)導(dǎo)線時(shí)應(yīng)使導(dǎo)線盡量呈等邊直伸型，在測(cè)量環(huán)境限度范圍內(nèi)盡量選擇長(zhǎng)邊，對(duì)于邊長(zhǎng)在貫通上產(chǎn)生的投影要嚴(yán)格地進(jìn)行計(jì)算，準(zhǔn)確計(jì)算其中各點(diǎn)的坐標(biāo)。在采用三角方式進(jìn)行高程測(cè)量時(shí)，要嚴(yán)格遵守操作規(guī)程的規(guī)定，對(duì)于三等或高于三等的三角高程要及時(shí)地采取合理措施，以提高測(cè)量的精度。對(duì)于有砼襯砌的隧洞，要準(zhǔn)確地附合相向挖的兩條導(dǎo)線，并及時(shí)地進(jìn)行誤差分配或是平差處理，保證洞內(nèi)砼襯砌的正確性。

3 結(jié)語(yǔ)

在隧洞的施工過(guò)程中，對(duì)隧洞內(nèi)外線測(cè)量的全過(guò)程嚴(yán)格地實(shí)施質(zhì)量控制，可以有效地減小隧洞橫向和豎向的貫通測(cè)量誤差，使其能夠符合預(yù)計(jì)的限差要求。由此可以看出，對(duì)洞內(nèi)施工過(guò)程的控制測(cè)量不僅能夠減少施工中誤差的產(chǎn)生，還能夠有效地提高隧道的貫通精度，這在隧洞開(kāi)挖中是十分必要的。

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