隧洞洞内的控制测量探析

卫宏雄

摘 要：本文将对洞内控制测量设计进行简要的介绍，并在此基础上对提高洞内控制测量精度提出合理的建议。

关键词：隧洞;控制测量;精度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.079

0 引言

隧洞工程的开挖需要满足各项规范要求，除此之外，隧洞开挖对其精度方面也有严格的要求。为了保证隧洞的贯通能够满足其精度要求，我们首先需要做的工作就是预先设计洞内的控制测量方案，在隧洞开挖且未贯通时要进行实时的测量，根据测量的结果对其精度进行估算，并根据估算结果适时地调整测量方案.本文将结合这些内容对隧洞的控制测量进行探讨。

1 洞内控制测量设计

1.1 平面控制测量设计

在隧洞未成功贯通之前，对洞内的平面控制测量通常采用支导线的测量方法。在准备开挖隧洞时，首先要了解贯通精度对隧洞的方向机长度等方面的要求，并根据这些设计内导线，同时还需要估算预期误差，根据实际的测量结果和估算结果确定测量的等级，以确保隧洞贯通精度的准确性，并以此为标准对测量设备和测量方案进行合理的选择。

根据洪差传播定律，分别计算导线的测角和测方这两个独立的量。在导线测角中，横向贯通中导线测角引起的误差myB可以表示为：

在以上公式中，测角误差由mB表示，单位为S;

代表的是观测点到贯通面的垂直距离平方的总和，单位为m2。

在导线测边中，横向贯通中的误差洪差为mys：

在上述公式中：表示导线边长相对误差，单位是mm;

表示导线边在贯通面上的投影长度平方和的总和，单位是m2。

所以，由上述的分析可以知道，导线测量中的横向贯通误差my可以表示为：

上述公式是隧洞工程中用于估算横向贯通误差常用的公式。

在隧洞施工图纸上，各导线点和贯通面之间的距离Rx以及导线边在贯通面上产生的投影长度Dx，同时结合该项目工程中使用的仪器设备的精度确定测量角和边的精度mB和ms/s，代入my公式中进行计算，当my在误差允许的范围内时可以进行隧洞开挖工作，否则就要选择更加精准的仪器进行测量或是改变施工路线和相应的测量方案来重新进行计算，直到计算值满足贯通精度要求为止。上述误差估算公式也可以结合不同施工仪器设备的差别和技术水平间的差异，选定一个固定的数值mB或ms/s来求另外一个参数。

根据假定的mB或ms/s值来计算并确定导线测量的等级，并以此为标准进行隧洞测量，从而可以有效地指导隧洞的开挖位置和方向。

1.2 高程控制测量设计

隧洞挖掘过程中，竖向贯通误差主要的影响因素是洞内高程测量的测量精度。一般情况下，采用水准测量或者三角高程测量中的竖向贯通误差来确定高程测量的等级。

上述公式中，mh代表的是竖向贯通误差;L是洞内高程测量的路线的全长，单位是m;

Mv表示按测段往返测的高差不符值计算的每km高差中数的偶然中误差，单位是mm。

由上述公式可以推导得出：

其中，L可以根据施工图纸中的施工路线进行测量或是取相当于洞轴线长度3-5倍的距离表示。

在高程测量的等级被确定后，依据简单方便、经济适宜、传递精度高的选择原则，选择合适的高程测量方法，如采用水准测量、三角高程测量等方法，并严格按照相关的技术要求进行测量。

2 提高洞内控制测量精度的建议

（1）严格按设计的控制测量等级相关技术要求进行施测。在隧洞的测量过程中，应尽可能地采用三联脚架法，在测量之前还要对仪器的基座和棱镜进行检查，重点检查其与仪器之间是否存在缝隙和气泡，同时还要检查两者之间是否存在偏离以及检查偏离的程度大小等等。如果存在上述问题，就需要及时找出问题并进行检修，同时采取针对性的措施进行解决。

（2）及时增设基本导线点。在隧洞开挖的过程中，要在一定的距离范围内设置相应的基本导线点，同时，对于指导隧洞开挖工作的临时点个数也要严格地控制，并且在施工过程中要经常检查导线点的正确性，从而更加确保洞室开挖的正确性。

（3）及时对导线检测与估算。在隧洞开挖的过程中，每进行一段时间或是施工达到一定的长度时，就要对导线进行检测，同时还要进行相应的复测，根据检测结果对其精度进行估算。对于由外部原因引起的线路改变，要及时地进行测量，并对其精度进行估算。

（4）其他。布设导线时应使导线尽量呈等边直伸型，在测量环境限度范围内尽量选择长边，对于边长在贯通上产生的投影要严格地进行计算，准确计算其中各点的坐标。在采用三角方式进行高程测量时，要严格遵守操作规程的规定，对于三等或高于三等的三角高程要及时地采取合理措施，以提高测量的精度。对于有砼衬砌的隧洞，要准确地附合相向挖的两条导线，并及时地进行误差分配或是平差处理，保证洞内砼衬砌的正确性。

3 结语

在隧洞的施工过程中，对隧洞内外线测量的全过程严格地实施质量控制，可以有效地减小隧洞横向和竖向的贯通测量误差，使其能够符合预计的限差要求。由此可以看出，对洞内施工过程的控制测量不仅能够减少施工中误差的产生，还能够有效地提高隧道的贯通精度，这在隧洞开挖中是十分必要的。

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