隧洞內控制測量探析

盧群

摘 要：在隧洞施工中，施工控制測量工作格外重要。測量精度對整個施工質量具有直接影響。本文將對隧洞施工控制測量規劃與誤差進行一定的分析，同時介紹隧洞內控制測量的基本流程，并給出提高貫通精度的相關措施。

關鍵詞：隧洞；控制測量；貫通精度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.18.127

1 隧洞施工控制測量規劃與誤差

1.1 平面控制測量規劃與誤差

受隧洞地形的限制，洞內平面控制測量工作在貫通之前是由支導線構成的。在進行開挖時，應該對支導線做好相關的規劃工作，并做好誤差估算以及施測級別的工作。在設計控制測量方案之前，首先對貫通面與開挖平面的設計圖紙要有全面的了解，然后按照施工要求，對洞內條件，包括通視條件與出渣情況對測量產生的影響在工程圖紙上加以標注。測角和導線邊長是橫向貫通中常見的兩類誤差，這兩種誤差會對隧道的貫通準確度造成嚴重影響。通過使用誤差傳播原理進行分析，發現導線的測角與側邊是相互獨立的，因此做誤差分析時可以分別進行。

1.2 高程控制測量規劃與誤差

高程控制測量精確度會對隧洞內的誤差造成一定影響，具體而言，高程控制測量誤差級別取決于豎向貫通中產生的誤差。豎向貫通誤差中常見的是水準測量結果誤差和三角高程測量誤差等。通常可以采用一定的公式估算豎向貫通中的誤差，也可以通過固定公式完成對中高差中數的偶然中誤差的計算，并通過對數據的對比規定誤差級別，從而選擇符合規定的等級指數，原則上是所選級別的標準值大于計算值。

2 隧洞洞內控制測量的具體流程

2.1 選取儀器設備

對隧洞進行施工時，需要對相關的儀器設備進行選擇，主要選擇原則如下：首先，測距精度不大于2mm+2×10-6D，水準儀的精度應該控制在大于等于±1mm/km的范圍內，測角的精度≤±1″；其次，測量過程中使用的所有儀器應該符合行業標準，并且已完成對設備的專業檢定認證工作。

2.2 掘進工程

在確定洞外工程控制網的精度、可靠性和靈敏度的條件下，進行隧洞外洞內聯測，聯測工作應該由專業測量工作人員在溫度條件穩定、天氣晴朗時完成。具體測量時，應該充分考慮在不同時段，不同溫度條件，不同天氣對測量結果的影響。具體使用方向觀測方式，對豎直角的測量應該反復進行4次，測距的工作需6次才可完成。在一定條件下計算邊長，并保持投影面高度與隧洞中線平均高程一致。

最后是調節測量準確度，在進行隧洞施工控制測量時，應該將附屬工程中展開混凝土襯砌工作與洞外施工進行同時考慮。需要沿著相向開挖的導線開展相關工作，然后解決平差問題，并對貫通誤差做出處理。相關的工作人員需要根據方案中的控制測量標準完成以上工作，并嚴格做到遵循工作流程，嚴格推進工程。

3 提高洞內控制測量精度的措施

3.1 洞內控制測量精度的估算

（1）估算平面控制測量精度。洞內導線依據設計等級實測時受到諸多因素影響，如洞內通識條件、施工技術等因素限制，造成實際實測出現偏差，未能完全按照設計路線進行，此時就需要以已實測的結果為基礎精度估算該導線。

1）直伸型隧洞洞內橫向貫通中誤差采用直伸支導線終點的點位誤差：

MBz=±mSβ2n+（mβρL）2n+1.53

n- 導線邊數；mβ-測角中誤差，s；mss- - 測邊相對中誤差；L- 導線全長，km；

2）而非直伸型隧洞的橫向貫通中誤差采用非直伸支導線終點的點位誤差：

MBf=±mSβ2n+（mβρL）2∑Dy2

n- 導線邊數據，β-測角中誤差，s；mss- - 測邊相對中誤差；L- 導線全長，km；∑Dy2導線重心到各導線點距離的平方和 （導線重心為導線各點坐標X、Y值的平均值），m2；計算還未施測的導線點位依照設計擬定的點位計算進行，整個結算過程中只要確保其MBz，?MBf值≤洞內設計橫向貫通中誤差。

（2）估算高程控制測量精度。高程傳遞終點的精度，計算m△為：

m△=±14n[△△R]

△- 測段往返測高差不符值；R- 測段的長度；n- 測段數。實踐表明，在水準測量與三角高程測量中此種高程控制測量精度估算方法可以有效使用。

3.2 提高控制測量精度的措施

（1）在測量過程中，需要嚴格按照設計的控制測量等級相關技術完成測量。測量過程中盡量使用三聯腳架法，并注意各個基座與棱鏡以及儀器之間有無隙動、氣泡有無偏離、對中偏離是否較大等等。

（2）在隧洞開挖過程中，應該不斷增設基本導線點，控制開挖的臨時點要在2-3個以內，并且做到及時的檢測，保證洞內開挖的正確性。

（3）當隧洞開挖到一定程度時，需要對導線進行檢測、復測以及精度的估算。若由于外力因素導致施工改變原設計路線時，需要對精度進行一定的估算，并做好記錄工作。對于導線在鋪設過程中應該盡量布置成等邊直伸型，在測量環境允許的范圍之內，盡可能選擇長邊。

（4）對邊長的投影計算做到精準，并正確計算各個點的平面坐標。對于三角高程測量，應該嚴格按照相關程序進行。例如垂直角的觀測，需要在相同測距一次性照準時完成；若三角高程的等級在三等或者三等以上時，在測量過程中需要采取一定措施完成測量。如果隧洞的貫通面較多，還需要考慮隧洞全部貫通后的軸線情況；如果洞內伴隨有混凝土襯砌施工，應該對相向挖的兩條導線進行附合，以保證洞內混凝土襯砌施工的形體正確。

4 結語

綜上所述，在隧洞內控制測量施工時，應該由專業人員嚴格按照相關的行業標準完成有關工作。同時落實施工方案，并參照工程要求，將理論與實踐進行有效結合，通過規范化的流程完成對精度的控制，減少控制測量的誤差，以保證工程施工質量。

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