高速公路特长隧道贯通误差控制测量技术研究

高速公路特长隧道贯通误差控制测量技术研究

巨鹏轩

中铁六局集团有限公司交通工程分公司，陕西 宝鸡 721000

摘要：随着我国经济和社会的迅速发展，对公路工程的需求日益增加，超长隧道的建设日益增多。因此，如何降低隧道施工中的贯通误差，是确保隧道施工质量的关键。由于隧道施工条件较差，大量粉尘、水汽、温度等因素会对测量的设备和仪器造成不良影响。选用先进的测量技术手段，以降低隧道的贯通的误差，确保工程项目建设施工的质量。本文对隧道洞外点位的布设、隧道内平面控制测网方案、高程控制测量等问题进行了较为详尽的论述，并就如何减少隧道施工中的贯通误差控制技术要求作了详尽的论证，为以后的隧道工程施工中的贯通误差控制测量提供了可靠技术。

关键词：高速公路；特长隧道；贯通误差；测量控制

0 引言

现如今，由于我国飞速发展，人民的生活需求日益提高，我国在不断发展建设高速公路，高速公路特长隧道工程的数量也在日益上升。因此，能够降低特长隧道贯通误差的控制测量工作是隧道内施工质量控制的关键工作。由于隧道内恶劣的施工环境，大量的灰尘水汽及温度的变化都会对测量仪器的数据采集产生不利的影响，只有选用合适且满足规范要求的测量方法，才能有效降低特长隧道的贯通误差，保证施工质量。隧道贯通误差是影响隧道贯通质量的一个重要指标，文章就隧道内平面控制测量方案、洞外洞内(内外)点位的布置、高程控制和施工中应注意的几个问题进行了探讨和分析，选择符合规范要求的、能够降低贯通误差的测量技术，为今后的特长隧道工程贯通控制水平提供参考。

1 隧道贯通误差控制测量标准

1.1 布置平面

在进行隧道贯通误差控制的过程中，在工程设计方面的布置平面控制主要有：隧道出入口的平面控制。在工程建设中，为有效地控制（减小测量）误差，必须在工程建设（前、中、后期）合理（的规划、复测）平面控制测量网。在工程建设中，要确保平面控制网的精度，并对各平面进行统一的控制。施工过程中的平面控制对隧道的施工质量有较大的影响。在进行岩体平面控制测量时，受各种因素的影响，尤其是测量误差的积累和复杂的地势受限影响。隧道施工中的贯通误差管理标准十分清楚，由于开挖孔长度的不同，其纵向和横向的贯通误差也有很大差异。

1.2 布置洞外点位

在实现洞内控制与洞外控制之间的衔接时，影响最大的是洞口起始边控制点，它的准确性也会对控制网的精度产生一定的影响。为了有效地抑制了观测误差，尽量扩大视野，在洞口设置导测点时，必须在正中进行导测。在工程项目施工前、中期，必须合理地布置出洞外的控制点和导线的形状，并在每个洞口各设3个控制点，相互检核，根据测量精度选用合适的测量设备，并严格监控隧道控制线。

1.3 布置洞内平面控制网

根据洞外控制点的测量，实现洞内平面线的控制，在布设平面导线控制网时，必须充分了解洞内的实际状况，起始边作为洞口的布置延伸，并沿隧道的方向布置支导线。为了确保导导线网的质量和精度，应选用平面连接线来布置隧道内的平面控制测量，以便扩大检验范围，精确地减小测量误差，实现对测量误差的科学控制。由于隧道设计图纸的不同，也会导致其水平和纵向贯通的偏差大小的影响。

2隧道洞内平面管理

2.1 布置控制网

在设计隧道洞口的控制测量时，把各条边它设置成全圆法闭合环，这样可以多一些增加每条边检查，不断地改善线网的外部质量，以便及早地发现和采取有效的措施来解决这些问题。在布设导线时，宜采用对称排列方式，同一里程以间隔2-4米为宜，结构高度应低于观察侧0.5米，以尽量减少旁折光对水平角度的限制。直线段导线的边长应保持在250-300米之间，曲线段导线的边长应根据实际情况尽量拉长，同时，由于隧道长度的增大，导线网也随之加长，所以在控制点处的高度差异不能过大，该方法能有效地减小点位误差对测量精度的影响。

2.2 平面导线控制网

在施工前，要对各平面控制点进行多次复测，通常情况下需要至少测量4次，只有进行了反复测量，才可以找出测量的真值，更好的确保工程项目施工质量，最大限度地减少测量不规范导致的误差。在实际应用中，选用满足精度的全站仪。由于隧道中的湿度比较大而且存在着大量的灰尘，会对测量数据准确性造成一定的影响，因此在进行施工之前，必须要采取相应的措施，例如通风、停止施工、局部停止施工、避免交叉作业等等。在进行测量时，应尽可能地选取最优的观测时间，以确保观测条件处于最佳。在进行室内和室外联合测量时，应在早晨或傍晚进行，此时温度和空气流动比较平稳，因此测量结果更为精确。

3 隧道洞内平面控制网测量结果

3.1 处理数据

由于测量自动化程度的提高，在实际测量中，所有的外场测量资料都能得到有效的检测。在对内业资料进行处理时，必须对椭球型、投影高度进行适当的选取，以保证洞口控制网与洞口内平面控制网所获得的参数一致。经过多次测量，得到的结果不尽一致，这主要是由于洞口的观测条件的差异所造成的。由于导线网的振荡和测量成果都会受到累积测量误差的影响，所以要仔细地对所有的测量数据进行分析，对于测量数据多次复核成果不理想的控制点进行平均处理，这样就能有效地控制测量误差累积带来的影响，并能有效地抑制网状的摆动。

3.2 分析平面控制网精度

所有的数据资料都经过了细心的整理，最后得出了一个结论。在隧道中，闭合环是最常用的精确导引网络。对闭合环的全部资料进行了分析，表明采用精密导线网进行的观测结果可以达到较高的测量精度。通过对隧道出口到斜井的观测资料进行分析，得到了较大数量的资料。在此基础上，只对隧道内、外联合测向的最大平差及最大平差进行了详细的分析，最后得出了平差的非最佳修正点。通过对其内部和外部的联测时间的分析，得出了其重要的因素，即洞内部环境对观测资料的质量有很大的影响。当隧道内的气流不能正常流动时，将在某种程度上影响到观测角度的质量；需要注意的是，在对工程项目进行测量的时候，因为隧道内部的粉尘影响，对角度观测的质量和结果也有不利影响。要想使控制网的精度达到工程项目设计的标准和要求，就要将精密控制网中的误差控制在2mm以内，同时将平差改正值控制在2mm以内，使平面控制网精度满足工程项目建设标准和设计要求。

4 贯通误差的调整

为了减少测量误差，确保测量的准确性，在隧道完全贯通后，必须重新进行一次测试。只有在隧道贯通误差的测量值达到一定的限差内，才能进行后续的施工，对于限差内较大的差值要分化调整成圆曲线形状，并对数据进行复查和校核，也为以后的工程质量打下良好的基础。

4.1 平面贯通误差的调整

在进行工程项目的平面贯通误差的测量中，如果出现了平面贯通误差超出了工程项目施工标准和规范所允许的范围，那么在这个时候必须要对工程平面贯通误差进行有效的调整。测量结束后，要进行贯通点的闭合差计算，在调整接线时，按长度的比例进行分段，当闭合差非常小时，采用坐标修正法进行准确的修正，最后进行下一阶段的贯通误差控制。

4.2 高程贯通误差的调整

在高程贯通误差满足贯通误差极限时，由洞口两端水平点的转点到高程贯通点，分别求出了入口和出口的两个高程数值H进H出（实际贯通误差= H进-H出），并对计算结果进行了复验算，以减少误差，确保测量的准确性。高程贯通误差是由安装在水平线路上的，它的测量方法能够检测到的测量值，并能有效地减小测量误差。只有在有效地控制了高程贯通误差后，才可以进行下一阶段的施工。

5 结语

总之，在特长隧道施工中，横向贯通误差的检测与控制是关键，在施工中应合理设置平面控制点，合理安排观测时间，多次观察线路的控制方向，每1.2公里内必须进行高精度陀螺定向测量，确保高精度。本文通过对某高速公路特长隧道的贯通误差控制检测技术的研究，在实践中取得了较好的应用效果，具有一定的借鉴意义。现如今特长隧道工程数量越来越多，而有效降低隧道洞外洞内的贯通误差是隧道施工重要的步骤。在隧道内进行测量工作时，要注意点位的合理布设、适当的测量时间段和良好的视野。在保证隧道内贯通误差测量精度的同时，测量过程中还要注意自身的人身安全。测量时要严格遵循规范要求，确保实际贯通精度符合相应规范标准，有效控制存在的贯通误差，为隧道施工及顺利实现贯通奠定坚实的基础。

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