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      貴新隧道貫通誤差預(yù)計(jì)

      2014-08-08 02:13:28金立忠王成偉
      山西建筑 2014年14期
      關(guān)鍵詞:測(cè)角點(diǎn)位導(dǎo)線

      金立忠 王成偉

      (中交隧道局有限公司第三工程公司,江蘇 南京 211100)

      貴新隧道貫通誤差預(yù)計(jì)

      金立忠 王成偉

      (中交隧道局有限公司第三工程公司,江蘇 南京 211100)

      以貴新隧道工程為例,對(duì)貫通誤差進(jìn)行了精度分析,介紹了點(diǎn)位布置與具體的測(cè)量方法,并對(duì)各點(diǎn)位坐標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算,指出在洞外采用GPS聯(lián)測(cè),洞內(nèi)采用支導(dǎo)線,其精度完全滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

      貫通誤差,精度,規(guī)范,計(jì)算

      1 工程概況

      中交隧道工程局有限公司承建的國(guó)道主干線福州繞城公路西北段RA9合同段路線位于福州市晉安區(qū)宦溪鄉(xiāng)境內(nèi),起于貴新隧道中部,樁號(hào)為YK21+150,終于大洋村K26+400,距福州市區(qū)城北約30 km,全長(zhǎng)5.241 53 km。本合同段主要經(jīng)過(guò)點(diǎn)有:五峰寺、后壟、桂湖、大洋。主要工程包括:雙線隧道總長(zhǎng)度2 347 m/0.5座,其中貴新隧道左洞長(zhǎng)2 336 m,右洞長(zhǎng)2 358 m,路基總長(zhǎng)度1 502 m,五峰寺特大橋長(zhǎng)738 m;后壟大橋長(zhǎng)482 m;大洋1號(hào)大橋長(zhǎng)172.12 m。

      2 點(diǎn)位布置及測(cè)量方法的確定

      貴新隧道全長(zhǎng)5.2 km,我標(biāo)段從出口位置至貫通面長(zhǎng)2.3 km。根據(jù)《公路勘測(cè)規(guī)范》表1,當(dāng)兩開(kāi)挖洞口間長(zhǎng)度為3 000 m~6 000 m時(shí),貫通極限誤差應(yīng)小于200 mm,根據(jù)表2,貫通中誤差洞外為60 mm,洞內(nèi)為80 mm,全隧道為100 mm。高程中誤差洞內(nèi)外各為25 mm,全隧道35 mm。據(jù)此,洞外出入口布設(shè)控制點(diǎn)并采用D級(jí)GPS控制網(wǎng)聯(lián)測(cè),洞內(nèi)擬采用支導(dǎo)線法,每220 m布設(shè)一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn),高程采用三等水準(zhǔn)測(cè)量法在出入口聯(lián)測(cè)。假設(shè)隧道出入口均采用同樣的方法觀測(cè),則本合同段內(nèi)的半座隧道的允許誤差應(yīng)為全隧道的一半,即m允=50 mm,下面根據(jù)儀器精度,測(cè)量方法,以右洞為例,對(duì)貫通誤差進(jìn)行精度分析,以檢查是否符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

      表1 貫通極限誤差

      表2 貫通中誤差

      洞內(nèi)每220 m左右布設(shè)一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn),從出口的YK23+508附近布設(shè)的第一個(gè)洞口投點(diǎn)至貫通面YK21+150布設(shè)的最后一點(diǎn),總長(zhǎng)2.358 km,大約共12個(gè)支導(dǎo)線點(diǎn)。從出口至貫通面點(diǎn)名依次編號(hào)為GXY1,GXY2,…,GXY12。點(diǎn)位布置見(jiàn)圖1。

      3 坐標(biāo)計(jì)算

      GXY1坐標(biāo):X1=X0+D1×cosα1,Y1=Y0+D1×sinα1。

      GXY2坐標(biāo):X2=X1+D2×cosα2,Y2=Y1+D2×sinα2。

      ?

      GXY11坐標(biāo):X11=X10+D11×cosα11,Y11=Y10+D11×sinα11。

      GXY12坐標(biāo):X12=X11+D12×cosα12,Y12=Y11+D12×sinα12。

      所以:

      X12=X0+D1×cosα1+D2×cosα2+…+D11×cosα11+D12×cosα12

      (1)

      Y12=Y0+D1×sinα1+D2×sinα2+…+D11×sinα11+D12×sinα12

      (2)

      其中,D1,D2,…,D12為各導(dǎo)線邊長(zhǎng);α1,α2,…,α12為各邊方位角,α1=α0±180°+β1,α2=α1±180°+β2,…,α12=α11±180°+β12,β1,β2,…,β12為觀測(cè)左角。

      4 精度分析

      平面控制測(cè)量分洞內(nèi)外兩部分,平面貫通誤差由洞內(nèi)外控制測(cè)量共同引起。洞外采用D級(jí)GPS控制網(wǎng),出入口各兩個(gè)點(diǎn)。根據(jù)《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》(CH 2001-92)及實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看,各點(diǎn)點(diǎn)位中誤差均小于5 mm,現(xiàn)設(shè)洞外點(diǎn)位X,Y坐標(biāo)中誤差均為mX0=mY0=10 mm。

      對(duì)式(1),式(2)分別取微分:

      dX12=dX0+cosα1×dD1-D1×sinα1×dα1/ρ+cosα2×dD2-D2×sinα2×dα2/ρ+…+cosα12×dD12-D12×sinα12×dα12/ρ

      (3)

      dY12=dY0+sinα1×dD1+D1×cosα1×dα1/ρ+sinα2×dD2+D2×cosα2×dα2/ρ+…+sinα12×dD12+D12×cosα12×dα12/ρ

      (4)

      其中,D1,D2,…,D12,dD1,dD2,…,dD12取mm為單位;dα1,dα2,…,dα12,ρ取″為單位。

      各觀測(cè)左角β1,β2,…,β12預(yù)計(jì)范圍為165°~195°,導(dǎo)線邊長(zhǎng)200 m~240 m,導(dǎo)線起始方位角α0=170°43′36″,所以α1,α2,…,α12取值范圍為170°~220°。

      所以:

      (5)

      (6)

      采用索佳SET2130R全站儀正倒鏡等精度觀測(cè)兩個(gè)測(cè)回,儀器標(biāo)稱(chēng)精度測(cè)距(2+2)ppm,測(cè)角2″,取測(cè)距中誤差mD=±5 mm,測(cè)角中誤差mα=±5″,所以有:

      mD1=mD2=…=mD12=mD=±5 mm。

      mα1=mα2=…=mα12=mα=±5″。

      把上式代入式(5),式(6)得:

      5 影響橫向貫通誤差的因素

      由圖2可見(jiàn),對(duì)于等邊直伸導(dǎo)線,測(cè)角誤差是影響橫向貫通誤差的首要因素,而測(cè)邊誤差主要影響縱向貫通誤差。因此,洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量,增加測(cè)回?cái)?shù),保證測(cè)角精度是非常必要的。

      6 結(jié)語(yǔ)

      1)在洞外采用GPS聯(lián)測(cè),洞內(nèi)采用支導(dǎo)線,正倒鏡觀測(cè)兩個(gè)測(cè)回,貫通誤差遠(yuǎn)小于規(guī)范規(guī)定,其精度完全滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

      2)對(duì)于一般的長(zhǎng)隧道,采用GPS測(cè)量與單導(dǎo)線測(cè)量相結(jié)合的方法,其貫通誤差滿足設(shè)計(jì)要求,且布點(diǎn)靈活,施測(cè)方便。

      [1] JTJ 061-99,公路勘測(cè)規(guī)范[S].

      [2] JTJ/T 066-98,公路全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范[S].

      [3] 胡伍生.土木工程施工測(cè)量手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2005.

      [4] 張志剛.線橋隧測(cè)量[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2008.

      PredictiononGui-Xintunnelbreakthrougherror

      JINLi-zhongWANGCheng-wei

      (3rdEngineeringCompany,ChinaCommunicationTunnelBureauCo.,Ltd,Nanjing211100,China)

      Taking Gui-Xin tunnel engineering as an example, the article carries out accuracy analysis of breakthrough error, introduces point location and specific measurement methods, calculates the point coordinate, and points out that: the mutual utilization of external GPS measurement and internal branch wire can meet the norms and design requirements for accuracy.

      breakthrough error, accuracy, norms, computation

      1009-6825(2014)14-0223-03

      2014-03-03

      金立忠(1971- ),男,工程師; 王成偉(1979- ),男,工程師

      U452.13

      :A

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