隧洞洞內的控制測量探析

衛宏雄

摘 要：本文將對洞內控制測量設計進行簡要的介紹，并在此基礎上對提高洞內控制測量精度提出合理的建議。

關鍵詞：隧洞;控制測量;精度

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

0 引言

隧洞工程的開挖需要滿足各項規范要求，除此之外，隧洞開挖對其精度方面也有嚴格的要求。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先設計洞內的控制測量方案，在隧洞開挖且未貫通時要進行實時的測量，根據測量的結果對其精度進行估算，并根據估算結果適時地調整測量方案.本文將結合這些內容對隧洞的控制測量進行探討。

1 洞內控制測量設計

1.1 平面控制測量設計

在隧洞未成功貫通之前，對洞內的平面控制測量通常采用支導線的測量方法。在準備開挖隧洞時，首先要了解貫通精度對隧洞的方向機長度等方面的要求，并根據這些設計內導線，同時還需要估算預期誤差，根據實際的測量結果和估算結果確定測量的等級，以確保隧洞貫通精度的準確性，并以此為標準對測量設備和測量方案進行合理的選擇。

根據洪差傳播定律，分別計算導線的測角和測方這兩個獨立的量。在導線測角中，橫向貫通中導線測角引起的誤差myB可以表示為：

在以上公式中，測角誤差由mB表示，單位為S;

代表的是觀測點到貫通面的垂直距離平方的總和，單位為m2。

在導線測邊中，橫向貫通中的誤差洪差為mys：

在上述公式中：表示導線邊長相對誤差，單位是mm;

表示導線邊在貫通面上的投影長度平方和的總和，單位是m2。

所以，由上述的分析可以知道，導線測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，各導線點和貫通面之間的距離Rx以及導線邊在貫通面上產生的投影長度Dx，同時結合該項目工程中使用的儀器設備的精度確定測量角和邊的精度mB和ms/s，代入my公式中進行計算，當my在誤差允許的范圍內時可以進行隧洞開挖工作，否則就要選擇更加精準的儀器進行測量或是改變施工路線和相應的測量方案來重新進行計算，直到計算值滿足貫通精度要求為止。上述誤差估算公式也可以結合不同施工儀器設備的差別和技術水平間的差異，選定一個固定的數值mB或ms/s來求另外一個參數。

根據假定的mB或ms/s值來計算并確定導線測量的等級，并以此為標準進行隧洞測量，從而可以有效地指導隧洞的開挖位置和方向。

1.2 高程控制測量設計

隧洞挖掘過程中，豎向貫通誤差主要的影響因素是洞內高程測量的測量精度。一般情況下，采用水準測量或者三角高程測量中的豎向貫通誤差來確定高程測量的等級。

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

Mv表示按測段往返測的高差不符值計算的每km高差中數的偶然中誤差，單位是mm。

由上述公式可以推導得出：

其中，L可以根據施工圖紙中的施工路線進行測量或是取相當于洞軸線長度3-5倍的距離表示。

在高程測量的等級被確定后，依據簡單方便、經濟適宜、傳遞精度高的選擇原則，選擇合適的高程測量方法，如采用水準測量、三角高程測量等方法，并嚴格按照相關的技術要求進行測量。

2 提高洞內控制測量精度的建議

（1）嚴格按設計的控制測量等級相關技術要求進行施測。在隧洞的測量過程中，應盡可能地采用三聯腳架法，在測量之前還要對儀器的基座和棱鏡進行檢查，重點檢查其與儀器之間是否存在縫隙和氣泡，同時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。如果存在上述問題，就需要及時找出問題并進行檢修，同時采取針對性的措施進行解決。

（2）及時增設基本導線點。在隧洞開挖的過程中，要在一定的距離范圍內設置相應的基本導線點，同時，對于指導隧洞開挖工作的臨時點個數也要嚴格地控制，并且在施工過程中要經常檢查導線點的正確性，從而更加確保洞室開挖的正確性。

（3）及時對導線檢測與估算。在隧洞開挖的過程中，每進行一段時間或是施工達到一定的長度時，就要對導線進行檢測，同時還要進行相應的復測，根據檢測結果對其精度進行估算。對于由外部原因引起的線路改變，要及時地進行測量，并對其精度進行估算。

（4）其他。布設導線時應使導線盡量呈等邊直伸型，在測量環境限度范圍內盡量選擇長邊，對于邊長在貫通上產生的投影要嚴格地進行計算，準確計算其中各點的坐標。在采用三角方式進行高程測量時，要嚴格遵守操作規程的規定，對于三等或高于三等的三角高程要及時地采取合理措施，以提高測量的精度。對于有砼襯砌的隧洞，要準確地附合相向挖的兩條導線，并及時地進行誤差分配或是平差處理，保證洞內砼襯砌的正確性。

3 結語

在隧洞的施工過程中，對隧洞內外線測量的全過程嚴格地實施質量控制，可以有效地減小隧洞橫向和豎向的貫通測量誤差，使其能夠符合預計的限差要求。由此可以看出，對洞內施工過程的控制測量不僅能夠減少施工中誤差的產生，還能夠有效地提高隧道的貫通精度，這在隧洞開挖中是十分必要的。

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