淺談隧道貫通測量的方案優化與精度分析

■李榮高

（江西省天久地礦建設工程院 江西 鷹潭335001）

淺談隧道貫通測量的方案優化與精度分析

■李榮高

（江西省天久地礦建設工程院 江西 鷹潭335001）

本文以實際的隧道貫通工程為例，根據工程的具體情況選擇了測量方案，然后對貫通測量方法進行了分析和探討，最大限度的降低了測量誤差，保證了貫通測量精度，為類似工程積累了經驗。

隧道貫通測量方案優化精度分析

1 工程概況

某隧道工程右線隧道長度為2034m，左線隧道長度為2101m，工程采用出口和進口兩個工作面相向掘進的方法進行開挖施工。為了保證掘進過程中貫通結合位置的誤差控制在《工程測量規范》所規定的限差要求內。在選擇貫通測量方案時，需要保證測量精度可以達到隧道貫通設計運行的誤差要求。

2 對于貫通測量方案的選擇

根據工程建設的實際情況，必須對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，但是因為實測的相關資料極為有限，因此通常會按照誤差極限的中間值作為測量誤差的限差。即MK橫允=±50 mm，Mh豎允=±25 mm。

2.1 對于地下導線的測量

受到貫通誤差的直接影響，地下導線不但要必須保證貫通的精準度，更要保證施工放樣指導開挖的便捷性[1]。對于本工程來說，應當通過三級布設的方式進行施工，其中施工導線和基本導線以及主要導線的邊長分別為25m、100m、400m。地下導線測量精度如表1所示。

表1 地下導線測設精度要求

2.2 對于導線測量的基本要求

（1）正如前文所述，為了確保隧道貫通的順利進行，本工程的實際建設過程中要求使用DJ2級全站儀進行測量，并按照左右角分別觀測三次，測角過程中的誤差不得超過±2.5″，在測量定向角和洞內外連接角以及洞內外邊長和高差相差較大時，必須增加測回數。（2）洞內必須嚴格遵守導線邊角精度的匹配性，其自身平均邊長不得小于300m，相鄰導線的邊長度則不能產生較大偏差，其自身邊長的相對誤差不得低于/35000。（3）洞口導線邊應當盡可能避開場地的臨時性設施和電線等多種障礙物，加強洞內的通風和煙塵排除工作，根據洞外的實際情況，在洞內設點時應當盡可能遠離洞門，從而避免因為洞外氣象條件的差異對光線的清晰度造成較大影響[2]。（4）在洞內外的導線網的銜接過程中應當以邊聯式附合導線進行連接。

3 具體測量方式

在實際工作過程中，應當充分結合實際情況，以現有儀器為基礎制定測量方案，并使用全新儀器進行平面導線控制測量，而使用WOIDNA-2水準儀完成高程控制測量。

3.1 在平面導線控制測量過程中所使用的觀測方式和精度要求

（1）應當在測站上安置全站儀，進行對中、整平，而各鏡站上應當安裝棱鏡，并完成對中和整平，量記棱鏡高，此時應當確保鏡面對向測站，打開全站儀電源，通過上下轉動望遠鏡和水平旋轉儀器的方式完成初始化，最終完成角度測量狀態的設置。（2）進行內業計算。將已知數據和觀測等級和測距儀精度等多種數據準確抄錄在示意圖之上。

3.2 四等水準測量工作的進行

在四等水準測量具體執行過程中需要使用WOIDNA-2型水準儀和木質的雙面區格式水準尺，并必須進行往返觀測。所有觀測站都應當按照后后前前的觀測程序，具體操作方式如下：（1）應當保證儀器的水準氣泡嚴格居中，將望遠鏡照準后視標尺黑面，在按下自動補償按鈕之后，讀寫記錄上下絲和中絲的標尺讀數，經過計算之后判斷前視距是否超限；（2）將望遠鏡照準后視標尺紅面，在按下自動補償按鈕之后，讀寫記錄中絲的標尺讀數，經過計算之后判斷黑面與紅黑的中絲讀數之差是否超限；（3）將望遠鏡照準前視標尺黑面，在按下自動補償按鈕之后，讀寫記錄上下絲和中絲的標尺讀數。（4）將望遠鏡照準前視標尺紅面，在按下自動補償按鈕之后，讀寫記錄中絲的標尺讀數，經過計算之后判斷黑面與紅面中絲讀數之差、黑紅面高差之差是否超限；計算本站高差（黑紅面所測高差中數），各項限差檢核無誤后，通知觀測員和后尺搬站[4]。（5）本次觀測全部完成后，對所有外業觀測資料進行檢查，將計算略圖繪制出來，并對計算數據進行抄錄，分別對往返高差、附合線路閉合差進行計算。

4 貫通誤差分析

（1）橫向貫通誤差。經過測量和計算，導線測邊誤差造成的橫向貫通誤差為±10.36mm，洞外導線測角誤差造成的橫向貫通誤差為±21.63mm，洞內導線測角誤差造成的橫向貫通誤差為± 23.25mm，導線測邊誤差造成的橫向貫通中誤差為±4.1mm，預計洞外和洞內造成的貫通中誤差為±33.65mm，具低于允許誤差范圍值（±50mm）,達到了規范中橫向貫通誤差的規定要求。

（2）高程測量造成的豎向貫通誤差。根據復測設計單位提供的水準點D68~D73路線的長度為3.4km,往返高差不符值43mm，對每公里因高程測量造成的豎向誤差進行計算后得到預計洞內路線長度高程測量造成的豎向貫通誤差為±11.6mm，預計洞外路線程度高程測量造成的豎向貫通誤差為±21.5mm，預計洞內和洞外高程測量造成的豎向貫通誤差為±24.4mm，均低于允許誤差范圍值（± 25mm）,達到了豎向貫通誤差的規定要求。

5 結束語

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量出現疏忽，會造成比較大的經濟損失且延誤工期，因此隧道貫通測量工作必須認真、嚴謹，并制定切實可行的測量方案，以確保貫通精度。本文以實際工程為例，對隧道貫通測量方案的優化進行分析，保證了貫通精度，對類似工程施工具有一定的參考價值。

[1]劉凱,藍善勇.大金山隧道工程控制測量方法設計 [J].山西建筑,2011,(11):143-145.

[2]尚云東.基于統計參數的隧道貫通測量誤差預計分析 [J].筑路機械與施工機械化,2008, (04):58-60.

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

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

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-12-125-1