浅谈隧道贯通测量中的误差预计

浅谈隧道贯通测量中的误差预计

刘希德金静辉

中交隧道工程局第四工程有限公司四川成都610031

摘要：在隧道贯通施工过程中，贯通测量误差预计的进行，有效地控制了隧道贯通的误差，优化了测量方案，选择了正确的测量方法，保证了必要的精度，减少不了必要的损失，又不会因“精度过高”出现浪费成本的状况。本文针对贯通测量选择的方案，对隧道贯通测量误差预计进行了如下分析——

关键词：隧道贯通；测量；误差预计

引言：“隧道工程”的测量工作中，贯通误差预计多采用规程规定测量参数，“规程参数”多假设在条件优越的环境下，经过某些理论推导的结果。而在现实施工中，一些不正常因素、都会在某种程度上影响测量结果，比如操作人员、环境、仪器问题等。此篇文章通过理论分析测量误差，并结合实际坑道、测量实践，再进行对比贯通测量预计误差和实际偏差值之间的差距，提出、在贯通测量预计中、采用在实际测量过程中统计出的参数进行预计、可以提高预计精度，从而积累相应经验，为以后的测量误差预计提供必要的依据。

一、贯通测量误差的概述

我们说的“隧道贯通误差”分类中的“贯通误差”指的是在隧道贯通施工中，由于地面控制测量；地下控制测量；联系测量；施工放样等误差，造成反方向或同一方向掘进的坑道的两条施工中线上，具有贯通面里程的中线点重合不了，两点连线的空间线段称为贯通误差。因此、我们可以把横向误差的来源分为--地面控制测量误差；盾构姿态施工测量误差；地下贯通导线点的测量误差；盾构姿态定位测量误差；盾构姿态施工测量误差；盾构进洞口平面坐标测量误差和其他因素的影响。而根据其在隧道内的不重合现象，可以将贯通误差分为三种：纵向贯通误差、横向贯通误差。前者与贯通面垂直的分量，影响着隧道中线的长度和线路的设计坡度；后者（将使隧道施工中线产生左或右的偏差）与贯通面平行的分量，其影响线路方向。假如误差超出一定范围，就会引起隧道几何形状的改变，因此须对横向误差加以控制；3、“竖向贯通误差”也就是高程贯通误差。在沿垂面上的正射投影称之为高程贯通误差，简称高程误差。

在任何工程建筑项目测量过程中，误差是在所难免的，隧道贯通测量误差也在此列。在现实施工测量时，施工人员往往会为了赶工作进度，为了提前竣工、改善隧道工作的条件，于是以隧道两端的开切口为施工起点，从隧道两端相向挖掘、同时进行施工。为了符合相关规定、达到隧道在贯通方向与贯通点的误差要求，在实际施工中，“隧道贯通测量误差预计”是非常重要的一项。

二、贯通测量方案的选择

1、现场调查

隧道总长为780米，进出口里程是DK600+033-DK600+813，隧道地质构造环境恶劣，由很多不良地质与特殊地质形成。隧道纵向分别是百分之十二的山坡，缓和曲线在570，a右34‘08’43“的曲线上，因此，在实际测量过程中，对贯通测量的“精度要求”和“测量质量的控制”提出较高的要求。

2、贯通测量的预计方法

由于隧道施工测量是在隧道洞内和洞外进行的，所以、在隧道贯通测量中，难免受环境与测量作业的限制。隧道洞内施工测量使用导线测量方法进行测量时，容易增加测量误差，容易使隧道贯通位置、和设计位置的预计误差出现明显变化，使隧道贯通质量达不到相关规定要求。因此、在隧道贯通工程设计当中，一定要做好所选择测量方案与误差预计工作，对测量方案中设定精度进行计算，使修正后的测量方案、和方法、能够满足施工中在纵向上所出现的贯通预计误差、会小于测量限差要求，使用常规的水准测量，均可满足工程精度要求。但由于隧道整体的施工质量是由“横向贯通误差”的大小决定的，也有导致整个隧道报废情况的发生，所以、必须严格把控横向贯通的误差参数、确保误差预计不要超出限定范围。

三、贯通测量中的“误差预计”

1、测量限差

隧道结合处的偏差值，通常情况下可能出现以下几种误差：其中包括纵向误差，就是隧道水平面内沿着隧道中线方向产生的误差；还有横向误差，就是隧道水平面内垂直于隧道中线的误差；再者是高程误差，就是隧道竖直面内垂直于隧道腰线的误差。按照【新建铁路工程测量规范】要求，进行平面控制测量时，运用“五等导线”测量隧道外部，测角精度为4“，边长对中误差为1／20000.隧道内部测角精度为4“，边长对中误差为1／10000.隧道高程控制测量过程中，隧道洞内外皆使用五等精度要求进行测量，30L。

2、误差来源

（1）、光电测距误差——通常情况下、光电没距仪的测量、使用固定误差A（即是测量误差和隧道边长相关的随机性偶然误差）与比例误差B（即是测量误差和隧道边长大小比例的随机性偶然误差）。故计算公式为：MD=±（A+BD）。

（2）、水平角测量误差——隧道洞内测角测量方式与地面测角的测量方式是不一样的，测量误差的影响具体有以下几种表现：仪器设备的预计误差主要包括（视轴、竖轴倾斜和水平轴倾斜）等测量误差等。测角误差，主要包括（测角方法、瞄准和读数）预计误差等。觇标对中误差与仪器设备对中误差。

（3）、隧道高程测量误差——在隧道贯通测量过程中，造成隧道洞内水准测量误差有以下几种因素：工作人员操作不当；外部因素的影响；水准仪望远镜瞄准误差；其他测量仪器设备引起的误差；气泡居中在水准管内部引起的误差等。

四、确认误差参数

1、由于隧道现场测量的资料准备不足，所以需要确定的测量参数、都是按照测规和仪器标称精度要求来确认，例如隧道洞外按照五等导线进行测量，测角精度为M±4”，按照仪器内常数计算，隧道地面光电测距两次独立测距的精度为A=0.00054；B=0.000055。按照测规每公里、偶然中误差对隧道洞外高程误差进行测量，精度为M⊿=7.5MM。隧道洞内与隧道洞外的测量方式相同，测量结果为A=0.00054；B=0.000055；M⊿=7.5MM。

2、误差预计图的绘制。

由于隧道进出口使用相向挖掘贯通，因此在隧道DK600+423位置设置隧道贯通相遇点P，P点是圆曲线上的一个基点，法线方向设置在X轴，基点切线方向设定在Y轴。

3、误差的预计

在地面导线测量误差中，对于X方向上的P点误差预计，由于测角与量边的精度要求不同，必须严格按照相关要求进行测量，隧道贯通相遇点P在高程上的误差预计，隧道洞外高程测量的预计误差为32MM，小于预计误差50MM。经过误差预计测量可知，隧道实际贯通测量的误差重要方向与高程测量方面上，隧道实际贯通在隧道贯通的限定值之内。

五、贯通测量结果

在此次实际贯通测量中，通过重重检测后，隧道横向测量误差为25MM，高程测量误差为8MM。事实表明隧道贯通测量方案设计的优化与误差预计具有非常重要的意义，做好误差预计工作，不能只注重测量高精度而增加不必要的工作量，最后终使隧道贯通测量工作达到标准的要求。

结束语

在重大工程误差预计中，在条件允许的情况下，尽量采用与本地区“条件相近”的统计误差参数进行“误差预计”。在条件苛刻或本地区资料有限时，采用类似地区的统计参数、或者规程参数，也能满足生产限差要求。在满足要求的测量限差情况下，根据实际情况、本着节约成本增加效益的原则、选择合适的测量方案，做好测量工作。测量人员在隧道贯通测量中的误差预计，必须认真分析贯通测量的误差来源，在满足隧道贯通测量限差的基础上，以此确认贯通测量的误差参数、选择合适的测量方案、提升测量精确度、使隧道贯通测量的误差预计达到的理想的标准，这就要求在日常测量工作中，要及时进行统计分析测量的记录和成果，在施工测量结束时，要及时联测，并对测量的方案进行“精度分析”和“成果对比”。经过精度分析，找到主要的误差来源，总结经验，扬长避短，提高测量的精度和工作效率。

参考资料：

[1]李树波论隧道贯通测量中导线设计与误差预计，2016。

[2]苏杰朱林浅谈隧道贯通测量误差预计，2013，4。

[3]吴子剑刘卫隧道贯通测量误差计算方法，2016，2。