淺談隧道貫通測(cè)量的方案優(yōu)化與精度分析

■李榮高

（江西省天久地礦建設(shè)工程院 江西 鷹潭335001）

淺談隧道貫通測(cè)量的方案優(yōu)化與精度分析

■李榮高

（江西省天久地礦建設(shè)工程院 江西 鷹潭335001）

本文以實(shí)際的隧道貫通工程為例，根據(jù)工程的具體情況選擇了測(cè)量方案，然后對(duì)貫通測(cè)量方法進(jìn)行了分析和探討，最大限度的降低了測(cè)量誤差，保證了貫通測(cè)量精度，為類似工程積累了經(jīng)驗(yàn)。

隧道貫通測(cè)量方案優(yōu)化精度分析

1 工程概況

某隧道工程右線隧道長(zhǎng)度為2034m，左線隧道長(zhǎng)度為2101m，工程采用出口和進(jìn)口兩個(gè)工作面相向掘進(jìn)的方法進(jìn)行開挖施工。為了保證掘進(jìn)過程中貫通結(jié)合位置的誤差控制在《工程測(cè)量規(guī)范》所規(guī)定的限差要求內(nèi)。在選擇貫通測(cè)量方案時(shí)，需要保證測(cè)量精度可以達(dá)到隧道貫通設(shè)計(jì)運(yùn)行的誤差要求。

2 對(duì)于貫通測(cè)量方案的選擇

根據(jù)工程建設(shè)的實(shí)際情況，必須對(duì)隧道的貫通誤差予以限制，其中要求橫向貫通的誤差不得超過100mm，而高程貫通誤差則不得超過50mm，但是因?yàn)閷?shí)測(cè)的相關(guān)資料極為有限，因此通常會(huì)按照誤差極限的中間值作為測(cè)量誤差的限差。即MK橫允=±50 mm，Mh豎允=±25 mm。

2.1 對(duì)于地下導(dǎo)線的測(cè)量

受到貫通誤差的直接影響，地下導(dǎo)線不但要必須保證貫通的精準(zhǔn)度，更要保證施工放樣指導(dǎo)開挖的便捷性[1]。對(duì)于本工程來說，應(yīng)當(dāng)通過三級(jí)布設(shè)的方式進(jìn)行施工，其中施工導(dǎo)線和基本導(dǎo)線以及主要導(dǎo)線的邊長(zhǎng)分別為25m、100m、400m。地下導(dǎo)線測(cè)量精度如表1所示。

表1 地下導(dǎo)線測(cè)設(shè)精度要求

2.2 對(duì)于導(dǎo)線測(cè)量的基本要求

（1）正如前文所述，為了確保隧道貫通的順利進(jìn)行，本工程的實(shí)際建設(shè)過程中要求使用DJ2級(jí)全站儀進(jìn)行測(cè)量，并按照左右角分別觀測(cè)三次，測(cè)角過程中的誤差不得超過±2.5″，在測(cè)量定向角和洞內(nèi)外連接角以及洞內(nèi)外邊長(zhǎng)和高差相差較大時(shí)，必須增加測(cè)回?cái)?shù)。（2）洞內(nèi)必須嚴(yán)格遵守導(dǎo)線邊角精度的匹配性，其自身平均邊長(zhǎng)不得小于300m，相鄰導(dǎo)線的邊長(zhǎng)度則不能產(chǎn)生較大偏差，其自身邊長(zhǎng)的相對(duì)誤差不得低于/35000。（3）洞口導(dǎo)線邊應(yīng)當(dāng)盡可能避開場(chǎng)地的臨時(shí)性設(shè)施和電線等多種障礙物，加強(qiáng)洞內(nèi)的通風(fēng)和煙塵排除工作，根據(jù)洞外的實(shí)際情況，在洞內(nèi)設(shè)點(diǎn)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡可能遠(yuǎn)離洞門，從而避免因?yàn)槎赐鈿庀髼l件的差異對(duì)光線的清晰度造成較大影響[2]。（4）在洞內(nèi)外的導(dǎo)線網(wǎng)的銜接過程中應(yīng)當(dāng)以邊聯(lián)式附合導(dǎo)線進(jìn)行連接。

3 具體測(cè)量方式

在實(shí)際工作過程中，應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合實(shí)際情況，以現(xiàn)有儀器為基礎(chǔ)制定測(cè)量方案，并使用全新儀器進(jìn)行平面導(dǎo)線控制測(cè)量，而使用WOIDNA-2水準(zhǔn)儀完成高程控制測(cè)量。

3.1 在平面導(dǎo)線控制測(cè)量過程中所使用的觀測(cè)方式和精度要求

（1）應(yīng)當(dāng)在測(cè)站上安置全站儀，進(jìn)行對(duì)中、整平，而各鏡站上應(yīng)當(dāng)安裝棱鏡，并完成對(duì)中和整平，量記棱鏡高，此時(shí)應(yīng)當(dāng)確保鏡面對(duì)向測(cè)站，打開全站儀電源，通過上下轉(zhuǎn)動(dòng)望遠(yuǎn)鏡和水平旋轉(zhuǎn)儀器的方式完成初始化，最終完成角度測(cè)量狀態(tài)的設(shè)置。（2）進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算。將已知數(shù)據(jù)和觀測(cè)等級(jí)和測(cè)距儀精度等多種數(shù)據(jù)準(zhǔn)確抄錄在示意圖之上。

3.2 四等水準(zhǔn)測(cè)量工作的進(jìn)行

在四等水準(zhǔn)測(cè)量具體執(zhí)行過程中需要使用WOIDNA-2型水準(zhǔn)儀和木質(zhì)的雙面區(qū)格式水準(zhǔn)尺，并必須進(jìn)行往返觀測(cè)。所有觀測(cè)站都應(yīng)當(dāng)按照后后前前的觀測(cè)程序，具體操作方式如下：（1）應(yīng)當(dāng)保證儀器的水準(zhǔn)氣泡嚴(yán)格居中，將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)后視標(biāo)尺黑面，在按下自動(dòng)補(bǔ)償按鈕之后，讀寫記錄上下絲和中絲的標(biāo)尺讀數(shù)，經(jīng)過計(jì)算之后判斷前視距是否超限；（2）將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)后視標(biāo)尺紅面，在按下自動(dòng)補(bǔ)償按鈕之后，讀寫記錄中絲的標(biāo)尺讀數(shù)，經(jīng)過計(jì)算之后判斷黑面與紅黑的中絲讀數(shù)之差是否超限；（3）將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺黑面，在按下自動(dòng)補(bǔ)償按鈕之后，讀寫記錄上下絲和中絲的標(biāo)尺讀數(shù)。（4）將望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)前視標(biāo)尺紅面，在按下自動(dòng)補(bǔ)償按鈕之后，讀寫記錄中絲的標(biāo)尺讀數(shù)，經(jīng)過計(jì)算之后判斷黑面與紅面中絲讀數(shù)之差、黑紅面高差之差是否超限；計(jì)算本站高差（黑紅面所測(cè)高差中數(shù)），各項(xiàng)限差檢核無誤后，通知觀測(cè)員和后尺搬站[4]。（5）本次觀測(cè)全部完成后，對(duì)所有外業(yè)觀測(cè)資料進(jìn)行檢查，將計(jì)算略圖繪制出來，并對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行抄錄，分別對(duì)往返高差、附合線路閉合差進(jìn)行計(jì)算。

4 貫通誤差分析

（1）橫向貫通誤差。經(jīng)過測(cè)量和計(jì)算，導(dǎo)線測(cè)邊誤差造成的橫向貫通誤差為±10.36mm，洞外導(dǎo)線測(cè)角誤差造成的橫向貫通誤差為±21.63mm，洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)角誤差造成的橫向貫通誤差為± 23.25mm，導(dǎo)線測(cè)邊誤差造成的橫向貫通中誤差為±4.1mm，預(yù)計(jì)洞外和洞內(nèi)造成的貫通中誤差為±33.65mm，具低于允許誤差范圍值（±50mm）,達(dá)到了規(guī)范中橫向貫通誤差的規(guī)定要求。

（2）高程測(cè)量造成的豎向貫通誤差。根據(jù)復(fù)測(cè)設(shè)計(jì)單位提供的水準(zhǔn)點(diǎn)D68~D73路線的長(zhǎng)度為3.4km,往返高差不符值43mm，對(duì)每公里因高程測(cè)量造成的豎向誤差進(jìn)行計(jì)算后得到預(yù)計(jì)洞內(nèi)路線長(zhǎng)度高程測(cè)量造成的豎向貫通誤差為±11.6mm，預(yù)計(jì)洞外路線程度高程測(cè)量造成的豎向貫通誤差為±21.5mm，預(yù)計(jì)洞內(nèi)和洞外高程測(cè)量造成的豎向貫通誤差為±24.4mm，均低于允許誤差范圍值（± 25mm）,達(dá)到了豎向貫通誤差的規(guī)定要求。

5 結(jié)束語

總而言之，隧道工程由于施工工期短、投入資金大，在施工過程中如果測(cè)量出現(xiàn)疏忽，會(huì)造成比較大的經(jīng)濟(jì)損失且延誤工期，因此隧道貫通測(cè)量工作必須認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)，并制定切實(shí)可行的測(cè)量方案，以確保貫通精度。本文以實(shí)際工程為例，對(duì)隧道貫通測(cè)量方案的優(yōu)化進(jìn)行分析，保證了貫通精度，對(duì)類似工程施工具有一定的參考價(jià)值。

[1]劉凱,藍(lán)善勇.大金山隧道工程控制測(cè)量方法設(shè)計(jì) [J].山西建筑,2011,(11):143-145.

[2]尚云東.基于統(tǒng)計(jì)參數(shù)的隧道貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)分析 [J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化,2008, (04):58-60.

[3]王毅.城市軌道交通工程隧道施工貫通誤差測(cè)量精度設(shè)計(jì)與探討 [J].北京測(cè)繪,2009, (03):49-52.

[4]付恒友,楊松林.高速鐵路超長(zhǎng)越嶺隧道GPS洞外控制測(cè)量方案研究 [J].測(cè)繪科學(xué), 2009,(05):84-87.

F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-125-1