隧洞內(nèi)控制測(cè)量探析

盧群

摘 要：在隧洞施工中，施工控制測(cè)量工作格外重要。測(cè)量精度對(duì)整個(gè)施工質(zhì)量具有直接影響。本文將對(duì)隧洞施工控制測(cè)量規(guī)劃與誤差進(jìn)行一定的分析，同時(shí)介紹隧洞內(nèi)控制測(cè)量的基本流程，并給出提高貫通精度的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：隧洞；控制測(cè)量；貫通精度

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

1 隧洞施工控制測(cè)量規(guī)劃與誤差

1.1 平面控制測(cè)量規(guī)劃與誤差

受隧洞地形的限制，洞內(nèi)平面控制測(cè)量工作在貫通之前是由支導(dǎo)線構(gòu)成的。在進(jìn)行開挖時(shí)，應(yīng)該對(duì)支導(dǎo)線做好相關(guān)的規(guī)劃工作，并做好誤差估算以及施測(cè)級(jí)別的工作。在設(shè)計(jì)控制測(cè)量方案之前，首先對(duì)貫通面與開挖平面的設(shè)計(jì)圖紙要有全面的了解，然后按照施工要求，對(duì)洞內(nèi)條件，包括通視條件與出渣情況對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的影響在工程圖紙上加以標(biāo)注。測(cè)角和導(dǎo)線邊長(zhǎng)是橫向貫通中常見的兩類誤差，這兩種誤差會(huì)對(duì)隧道的貫通準(zhǔn)確度造成嚴(yán)重影響。通過使用誤差傳播原理進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線的測(cè)角與側(cè)邊是相互獨(dú)立的，因此做誤差分析時(shí)可以分別進(jìn)行。

1.2 高程控制測(cè)量規(guī)劃與誤差

高程控制測(cè)量精確度會(huì)對(duì)隧洞內(nèi)的誤差造成一定影響，具體而言，高程控制測(cè)量誤差級(jí)別取決于豎向貫通中產(chǎn)生的誤差。豎向貫通誤差中常見的是水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果誤差和三角高程測(cè)量誤差等。通?？梢圆捎靡欢ǖ墓焦浪阖Q向貫通中的誤差，也可以通過固定公式完成對(duì)中高差中數(shù)的偶然中誤差的計(jì)算，并通過對(duì)數(shù)據(jù)的對(duì)比規(guī)定誤差級(jí)別，從而選擇符合規(guī)定的等級(jí)指數(shù)，原則上是所選級(jí)別的標(biāo)準(zhǔn)值大于計(jì)算值。

2 隧洞洞內(nèi)控制測(cè)量的具體流程

2.1 選取儀器設(shè)備

對(duì)隧洞進(jìn)行施工時(shí)，需要對(duì)相關(guān)的儀器設(shè)備進(jìn)行選擇，主要選擇原則如下：首先，測(cè)距精度不大于2mm+2×10-6D，水準(zhǔn)儀的精度應(yīng)該控制在大于等于±1mm/km的范圍內(nèi)，測(cè)角的精度≤±1″；其次，測(cè)量過程中使用的所有儀器應(yīng)該符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且已完成對(duì)設(shè)備的專業(yè)檢定認(rèn)證工作。

2.2 掘進(jìn)工程

在確定洞外工程控制網(wǎng)的精度、可靠性和靈敏度的條件下，進(jìn)行隧洞外洞內(nèi)聯(lián)測(cè)，聯(lián)測(cè)工作應(yīng)該由專業(yè)測(cè)量工作人員在溫度條件穩(wěn)定、天氣晴朗時(shí)完成。具體測(cè)量時(shí)，應(yīng)該充分考慮在不同時(shí)段，不同溫度條件，不同天氣對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。具體使用方向觀測(cè)方式，對(duì)豎直角的測(cè)量應(yīng)該反復(fù)進(jìn)行4次，測(cè)距的工作需6次才可完成。在一定條件下計(jì)算邊長(zhǎng)，并保持投影面高度與隧洞中線平均高程一致。

最后是調(diào)節(jié)測(cè)量準(zhǔn)確度，在進(jìn)行隧洞施工控制測(cè)量時(shí)，應(yīng)該將附屬工程中展開混凝土襯砌工作與洞外施工進(jìn)行同時(shí)考慮。需要沿著相向開挖的導(dǎo)線開展相關(guān)工作，然后解決平差問題，并對(duì)貫通誤差做出處理。相關(guān)的工作人員需要根據(jù)方案中的控制測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)完成以上工作，并嚴(yán)格做到遵循工作流程，嚴(yán)格推進(jìn)工程。

3 提高洞內(nèi)控制測(cè)量精度的措施

3.1 洞內(nèi)控制測(cè)量精度的估算

（1）估算平面控制測(cè)量精度。洞內(nèi)導(dǎo)線依據(jù)設(shè)計(jì)等級(jí)實(shí)測(cè)時(shí)受到諸多因素影響，如洞內(nèi)通識(shí)條件、施工技術(shù)等因素限制，造成實(shí)際實(shí)測(cè)出現(xiàn)偏差，未能完全按照設(shè)計(jì)路線進(jìn)行，此時(shí)就需要以已實(shí)測(cè)的結(jié)果為基礎(chǔ)精度估算該導(dǎo)線。

1）直伸型隧洞洞內(nèi)橫向貫通中誤差采用直伸支導(dǎo)線終點(diǎn)的點(diǎn)位誤差：

MBz=±m(xù)Sβ2n+（mβρL）2n+1.53

n- 導(dǎo)線邊數(shù)；mβ-測(cè)角中誤差，s；mss- - 測(cè)邊相對(duì)中誤差；L- 導(dǎo)線全長(zhǎng)，km；

2）而非直伸型隧洞的橫向貫通中誤差采用非直伸支導(dǎo)線終點(diǎn)的點(diǎn)位誤差：

MBf=±m(xù)Sβ2n+（mβρL）2∑Dy2

n- 導(dǎo)線邊數(shù)據(jù)，β-測(cè)角中誤差，s；mss- - 測(cè)邊相對(duì)中誤差；L- 導(dǎo)線全長(zhǎng)，km；∑Dy2導(dǎo)線重心到各導(dǎo)線點(diǎn)距離的平方和 （導(dǎo)線重心為導(dǎo)線各點(diǎn)坐標(biāo)X、Y值的平均值），m2；計(jì)算還未施測(cè)的導(dǎo)線點(diǎn)位依照設(shè)計(jì)擬定的點(diǎn)位計(jì)算進(jìn)行，整個(gè)結(jié)算過程中只要確保其MBz，?MBf值≤洞內(nèi)設(shè)計(jì)橫向貫通中誤差。

（2）估算高程控制測(cè)量精度。高程傳遞終點(diǎn)的精度，計(jì)算m△為：

m△=±14n[△△R]

△- 測(cè)段往返測(cè)高差不符值；R- 測(cè)段的長(zhǎng)度；n- 測(cè)段數(shù)。實(shí)踐表明，在水準(zhǔn)測(cè)量與三角高程測(cè)量中此種高程控制測(cè)量精度估算方法可以有效使用。

3.2 提高控制測(cè)量精度的措施

（1）在測(cè)量過程中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的控制測(cè)量等級(jí)相關(guān)技術(shù)完成測(cè)量。測(cè)量過程中盡量使用三聯(lián)腳架法，并注意各個(gè)基座與棱鏡以及儀器之間有無隙動(dòng)、氣泡有無偏離、對(duì)中偏離是否較大等等。

（2）在隧洞開挖過程中，應(yīng)該不斷增設(shè)基本導(dǎo)線點(diǎn)，控制開挖的臨時(shí)點(diǎn)要在2-3個(gè)以內(nèi)，并且做到及時(shí)的檢測(cè)，保證洞內(nèi)開挖的正確性。

（3）當(dāng)隧洞開挖到一定程度時(shí)，需要對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行檢測(cè)、復(fù)測(cè)以及精度的估算。若由于外力因素導(dǎo)致施工改變?cè)O(shè)計(jì)路線時(shí)，需要對(duì)精度進(jìn)行一定的估算，并做好記錄工作。對(duì)于導(dǎo)線在鋪設(shè)過程中應(yīng)該盡量布置成等邊直伸型，在測(cè)量環(huán)境允許的范圍之內(nèi)，盡可能選擇長(zhǎng)邊。

（4）對(duì)邊長(zhǎng)的投影計(jì)算做到精準(zhǔn)，并正確計(jì)算各個(gè)點(diǎn)的平面坐標(biāo)。對(duì)于三角高程測(cè)量，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)程序進(jìn)行。例如垂直角的觀測(cè)，需要在相同測(cè)距一次性照準(zhǔn)時(shí)完成；若三角高程的等級(jí)在三等或者三等以上時(shí)，在測(cè)量過程中需要采取一定措施完成測(cè)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(nèi)伴隨有混凝土襯砌施工，應(yīng)該對(duì)相向挖的兩條導(dǎo)線進(jìn)行附合，以保證洞內(nèi)混凝土襯砌施工的形體正確。

4 結(jié)語

綜上所述，在隧洞內(nèi)控制測(cè)量施工時(shí)，應(yīng)該由專業(yè)人員嚴(yán)格按照相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完成有關(guān)工作。同時(shí)落實(shí)施工方案，并參照工程要求，將理論與實(shí)踐進(jìn)行有效結(jié)合，通過規(guī)范化的流程完成對(duì)精度的控制，減少控制測(cè)量的誤差，以保證工程施工質(zhì)量。

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