特长隧道贯通测量误差与精度的分析 建筑工程论文

任向辉

摘要:随着人们对交通运输便利性的要求,特长隧道工程在国内外得到了越来越广泛的应用。结合实际的隧道工程施工经验,总结出对隧道贯通产生影响的主要测量误差来源,并详细的叙述了为实现贯通精度,而采用的相应控制方法,希望对今后特长隧道贯通的测量工作有一定的指导作用。

关键词:特长隧道;贯通测量;误差;精度控制

近年来,在我国便利的交通网络建设中,隧道建设发挥着相当重要的作用,占据着不可替代的位置,发展势头也越来越猛。在对隧道长短的限定中,通常情况下隧道长度小于五百延长米的称为短隧道,而长度限定在五百至三千延长米之间的隧道被称之为中长隧道,而处于三千至一万延长米的隧道称之为长隧道,大于一万延长米的隧道就被称之为特长隧道。根据相关的统计数据得知,现在我国的公路隧道达到2889处,当中包括有43处的是特长隧道,如何做好特长隧道的高精度贯通是特长隧道工程中的重中之重。这就需要施工人员在相关的技术指导下采用相应的技术措施及设备,做好精度分析,从而保证特长隧道工程的贯通质量。

1.贯通测量概念

贯通误差是指相向或同向掘进的隧道,在施工中线的贯通面上,因未准确接通而产生的偏差。隧道贯通误差的主要来源为洞外控制测量、联系测量、洞内控制测量的误差,洞内施工放样所产生的误差。从贯通误差的性质可分为:横向贯通误差,纵向贯通误差,高程贯通误差。横向及纵向贯通误差属于平面贯通误差。正确的贯通测量是按照相关的规范精度要求、施工图设计要求,编制相应可行技术方案,使用符合精度要求的仪器设备,采用可靠的人员及方法来实现。

2.进行贯通测量的方法以及对其误差分析计算

2.1高程控制测量

高程控制测量的任务是按规定的精度施工测量隧道洞口附近水准点的高程,作为高程引测进洞的依据。对于短隧道,使用三角高程测量还是能够满足测量要求的,但是对于特长隧道来说,隧道洞外贯通测量的方法需要采用高精密水准的方法才可以。水准测量应选择连接洞口最平坦和最短的线路,以期达到设站少、观测快、精度高的要求。每一洞口埋设的水准点应不少于两个,且以安置一次水准仪即可联测为宜。高精密水准测量方法虽然可以满足测量的精度要求,但其缺点是劳动强度大,工作效率不高,所以这种方法也逐渐被GPS拟合高程代替精度相当的水准测量。而特长隧道洞内的高程贯通测量主要采用高精密水准的测量方法。

2.2洞外平面贯通测量的方法

隧道工程平面控制测量的主要任务是测定各洞口控制点的平面位置,以便根据洞口控制点将设计方向导向地下,指引隧道开挖,并能按规定的精度进行贯通。洞口外的平面控制测量可采用GPS测量、三边、导线测量或者多种测量方法相组合的形式进行综合性的测量工作。在现代隧道施工中大部分采用的贯通测量方法是GPS测量,对于特长隧道的贯通GPS网形,从这种测量方法的灵活性出发,在隧道洞口线路中线位置上增设进出口点位,再增设其他的点位,组成的网形如图1所示。从此图中也可以看出,必须减小垂线方向上的偏差,每个端位的控制点高度都不能差的太大。

2.3洞内平面控制测量的方法及精度分析

隧道工程的洞内是非常狭窄的沿着一个方向进行延伸的巷道,巷道里的条件与外界的地面具有很大的差距,在隧道内部进行平面控制测量的一般方法是支导线法。支导线法适用于隧道长度小于3km的长隧。对于隧道工程中的特长隧道工程,在贯通测量中经常采用的方法是使用导线网的方式建立隧道洞内平面控制测量网。通常隧道内的导线布置方式有两种,分别为大地四边形构成的直伸型导线网以及双导线构成的交叉双导线网。这两种方式中因为直伸型导线网的特点为观测量大,并且在靠近隧道洞壁的两边非常容易受到折光影响,所以在特长隧道贯通测量时采用交叉双导线网比较有优势。

误差预计与精度分析理论是依据现行的误差理论,根据实际的隧道工程贯通测量设计方案在施工的过程前对贯通相遇点偏差量可能出现的误差范围进行预计。倘若预计的范围值超过了相关规定的范畴,那么应该对现在的设计方案进行调整修订,提高设计的精度,从而满足实际工程中的误差要求;倘若误差的预计值小于相关规范的要求,那么可以改变贯通测量的方案,降低观测量,从而减少成本支出。

在按照计划的贯通测量方案中,进行实际的测量工作时,一定有偏差最小的贯通相遇点的位置,此位置也被称之为最佳贯通点。在应用误差限差与精度分析公式时,要根据设计方案、误差理论求得最佳贯通点的位置。在具体的分析过程中,依据贯通测量的数据进行误差的分析,需要明确的一点是横向贯通误差预计的方法是对过程中已经被确定好的特长隧道贯通相遇点位置为基础的。倘若因为其他的状况改变了此点的具体位置,也就是改变了洞内导线测角。因此对于特长隧道的贯通测量工序,在实际的施工中出现贯通点变化时只需要在这个限定的范围内就可以仍然按照原来设计的测量方案进行,且保证贯通测量的误差不会超过规范内的要求。

3.结语

综上所述,特长隧道的贯通测量的误差限差以及精度的确定与分配是非常亟待解决的问题,需要使用系统的完整的解决方案,而GPS技术在隧道控制测量中应用是非常的广泛的,前景也是不容忽视的,尤其是适用于特长隧道,这种技术的优点是节省人力与时间,而且能够使工作效率大大提升,其次是能够大大的提高洞外控制测量的精度。在本文中分析了对特长隧道有影响的主要测量误差,尤其是隧道的横向贯通误差的限定问题,此误差主要来源于洞内导线测角误差,针对此种状况必须依据具体的施工特点进行合理的布网工作。隧道的洞内平面控制网采用交叉双导线网布网形式能够较好的对此项误差进行限制。

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