冉一豐

【摘? 要】隨著我國社會經濟的飛速發(fā)展，我國國內的一些隧道工程隨之不斷增多。在隧道工程挖掘過程中，所有的規(guī)范標準也比較多，精度也相對較高，特別是特長隧道，由于實際測量階段很容易造成貫通誤差，所以，在具體的施工過程中，要對貫通誤差進行合理控制，保證不會對實際工程造成影響。本文就對特長隧道測量的貫通誤差控制措施進行深入探討。

【關鍵詞】特長;隧道;測量;誤差

1、隧道貫通誤差控制的意義

隧道誤差控制是個繁瑣的過程，是通過很多步驟才完成的，每一步都至關重要，都直接影響了整個貫通誤差的數值。下面分各個步驟依次說明。測量講究的是先整體后局部、先控制后碎部。隧道貫通誤差是隧道兩端相向施工的中線因地表控制測量及隧道內導線測量的誤差使其在貫通面處不能理想地銜接而產生的縱向，橫向及高程誤差。由于測量過程中不可避免地帶有誤差，因此貫通實際上總是存在偏差的。隧道貫通接合處的偏差可能發(fā)生在空間的3個方向中，即沿隧道中心線的長度偏差，為縱向貫通誤差;垂直于隧道中心線的左右偏差，為橫向貫通誤差;和上下的偏差，為高程貫通誤差?？v向貫通誤差只對貫通在距離上有影響，對隧道的質量沒有影響，而后兩種方向上的偏差對隧道質量有著直接影響。在隧道施工當中，如果貫通誤差超過規(guī)定的范圍，將會引起隧道中線的偏差，甚至使洞內建筑物侵入規(guī)定的界限而使洞內已襯砌的部分被報廢，給工程帶來重大的損失。

2、特長隧道測量貫通誤差控制措施

2.1建立洞外控制網

實際工程測量當中，規(guī)定在區(qū)內的實際變形值要在2.5cm/km，因為隧道是線性的，如果按照常規(guī)3°高斯投影進行坐標估算，隧道出口的長度投影將變成14cm/km，這和規(guī)定的實際要求相差甚遠。為了進一步縮小實際投影，一定要建立一個中央子午線選擇測區(qū)中央，高程化面則選擇平均高程面建立相應的直角坐標系，同時建立出一套供應工程使用的基礎坐標，唯有如此才能確保隧道貫通正常。平面控制網主要是借助GPS進行測量，將實際測量控制點掩埋成具有強制觀測裝置的混凝土墩。如此可以有效確保洞外控制網的準確性，控制網當中最長的邊達到12Km以上，最短的邊長超過200米。最弱點的點位中誤差是在±1cm之間。建議改為“洞外平面控制網與高程控制網的等級分別達到了一級和四等。

2.2明確超出規(guī)范的貫通誤差值

由于實際相向挖掘長度具有一定限差，因此需要解決的基本問題就是明確貫通的目標，也就是貫通中誤差。在確定貫通中誤差時需要注意兩項原則：一，可以順利實現原則，也就是給定的誤差精度要求不能過高，否則就會對實際測量技術及設備要求過高，進而造成大量的成本投入;二，滿足實際工程需求，以便于更好地開展下一步的工程襯砌，同時滿足相應的過水斷面操率需求，將襯砌厚度的一半當做貫通測量的最低限差，確保實際貫通誤差不超過這一具體數值即可，如此就不會對實際襯砌操作帶來影響。具體方法：針對數值在10km內的要參考相關隧道貫通測量規(guī)范要求;針對數值在10km以外的，則要結合實際工程技術與支護需求，選用工程測量中的隧道誤差統(tǒng)計分析，對實際測繪結果進行推算。針對特長隧道測量，因地球曲率與地面高差投影等誤差的影響，及地下導線測量誤差與地面施工控制網等方面的影響，使隧道挖掘中出現一定的中線偏移情況，也就是產生所謂的貫通誤差。在隧道中線這一方向的投影長度稱為縱向貫通誤差，垂直于中線方向的投影長是橫向貫通誤差，高程方向的投影長度是豎向誤差也叫高程貫通誤差。因實際施工中，縱向誤差對工程的影響較小，再加上電磁波的測距精度較高，因而可以將縱向誤差合理的控制在一定范圍內。豎向誤差可用精密水準法進行測量，因此隧道的實際貫通誤差主要表現在橫向貫通誤差上。

隧道貫通挖掘的基本特點是由支洞口的對面方向開始挖掘，從而不斷提升實際挖掘效果。在洞外要布設一定的地面控制網，比如GPS網、邊角網、導線網等，在隧道內要布支導線。例如，設定隧道分別從左右的洞口相向開挖，這時引起橫向貫通誤差的主要來源為：洞外控制測量產生的橫向中誤差m1，左端支導線測量產生的橫向中誤差m2，相應的右端支導線產生的橫向中誤差m3，洞內外測量誤差以及施工測量誤差等。同期三個誤差相比，最后的誤差相對較小，因此可以忽略不計。因前三項誤差對橫向貫通誤差的影響相對獨立，按照相應的等影響原則，如果讓m1=m2=m3=m，那么m4=m。進而可以明確實際洞內外的貫通誤差分配值。

2.3明確洞內控制網形及等級

結合實際推算的洞內控制等級，明確洞內控制實際方案與資源，確定最佳的貫通精度需要遵循經濟、合理、適度的原則，在這里既要確保貫通偏差在適中范圍不會對實際水流產生一定影響，或者是對建筑物造成一定的沖刷破壞，或者是出現相應的返工情況，最終造成一定的工程浪費，耽誤工期，影響隧道的最終使用;但是也不可以胡亂提高實際精度要求，進而引發(fā)工程測量階段的物力、人力、財力浪費，拖延工程時間。這一階段可以結合工程規(guī)范實際要求做好相應的財力、人力、物力投入。明確大邊長、導線進洞的基本洞內控制方案，明確基本控制參數為：將平面洞內控制網鋪設成一級導線網，也就是施工和基本方面的導線網?；緦Ь€網要鋪設成雙向閉合多環(huán)導線，同時結合洞內的條件設置相應的基本導線點，盡可能地將其設定在隧道中心線上，且形狀為等邊三角形。在相應規(guī)范中光電測距導線的最高等級應為一級。在布網設置中，要將測角測回數、測角精度、測距儀標稱精度、測距測回數等相應的技術指標進行提升，確保導線網的等級達到相應的一級標準。

2.4洞內控制測量精度設計

在洞內控制測量中，測量導線需要按照四等導線的布設要求進行作業(yè)，洞內控制測量精度必須要達到下面幾點要求：①本工程在隧道施工中，光照強度低、受到較大的干擾，并且測角誤差很大程度上受到外部環(huán)境的影響，所以測角誤差必須能夠滿足±2.5″的測角精度。②在曲線隧道控制測量中，因為洞內導線的形狀和隧道的形狀是相同的，邊長精度可以按照測量距離相對誤差的1/50000考慮。對于直線段隧道，貫通誤差和邊長誤差受到的影響比較小，主要是對測角精度進行合理的控制，所以邊長的長度是對測角精度進行影響的主要因素。在直線段隧道洞內控制測量中，導線的邊長通常設置為200m，隧道曲線段的導線邊長為100m或者以上。③嚴格控制測量的方法，本工程洞內導線測量的儀器為全站儀，全站儀的標稱的測角精度為±1.0″，測距精度±（1mm+1.0ppm）。可以看出全站儀的精度能夠完全滿足四等導線測量的要求和規(guī)定。在測量的工程中，主要采用方向觀測法對測角進行測量，角度4個測回，左角和右角分別2個測回，按照相同的目標進行觀測的過程中，需對測微輪進行合理調整和控制，進行兩次照準，兩次讀秒。嚴格控制兩次照準左角和右角的和，通?？刂圃?60°±5″內。

3、結束語

綜上所述，現如今特長隧道工程數量越來越多，而有效降低隧道洞外洞內的貫通誤差是隧道施工重要的步驟。在隧道內進行測量工作時，要注意點位的合理布設、適當的測量時間段和良好的視野。在保證隧道內貫通誤差測量精度的同時，測量過程中還要注意自身的人身安全。測量時要嚴格遵循規(guī)范要求，確保實際貫通精度符合相應規(guī)范標準，有效控制存在的貫通誤差，為隧道施工及順利實現貫通奠定堅實的基礎。

參考文獻：

[1]劉志.超長引水隧洞貫通誤差控制關鍵技術研究[D].成都：西南交通大學，2017.

（作者單位：貴州恒安工程試驗檢測有限公司）