老君隧道贯通误差控制方法探讨

□ 潘志寿

（甘肃省水利水电勘测设计研究院有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

1.工程概况

平定高速公路老君隧道位于甘肃省会宁县李家湾村，全长1375m，海拔高程2100～2200m，沉积物具有二元结构，主要是新堆积黄土，下部是卵砾石层，底部为第三系泥岩。整座隧道分为长680m、坡度为1.5%的上坡和长685m、坡度为1.32%下坡。

2.洞内、外控制测量布设

因在老君隧道洞外各布设四等精密导线施工控制网，利用洞外控制网进行洞内一级导线布设，来达到贯通精度要求。

（1）老君隧道洞外控制网根据提交的高级精度已知点AA003和AA005布设为闭合导线网，其按照四等导线网精度要求布设。

（2）老君隧道洞内根据洞外控制网的高级精度已知点出口G9、G1点和出口G8、G6、及G4点布设为支导线，其按照一级导线精度要求布设，直线地段最短距离不小于200m，水准点在导坑拱部、边墙施工段每100m设立一个临时点，并定期复核。经观测计算闭合差51.5mm，每千米水准测量高差全中误差为±2.7mm＜f允=±10mm。

3.贯通测量采用的仪器及精度控制

测量仪器为拓普康GPT—3002N/OP,综合精度为±1.49mm，一测回水平方向偏差为1.24″，已经过检测并在使用期限内。控制测量精度以中误差衡量，最大误差（极限误差）规定为中误差的2倍，根据《公路隧道施工技术规范》、《公路隧道勘测规程》及《公路勘测规范》要求，根据本合同段要求，拟采用的精度控制指标见表1和表2。

3.1 老君隧道洞外控制测量

老君隧道平面导线网由九个点构成闭合线路。

3.1.1 角度测量精度计算

角度测量采用方向法右角观测读数不归零的方法二测回观测，求得测站平均值，其内角闭合差fw为：

表1 隧道中线极限贯通误差

表2 贯通面上贯通误差影响值的分配

观测角度改正后导线测角中误差mβ:

符合一级导线测角的技术要求。

3.1.2 边长精度计算

边长采用往返各二测回观测读数取平均值，求得测站平均值，其往返测距单位中误差μ：

实际每边测距中误差MDi选取其中权最小，中误差最大的边w6～w7计算：

允许误差MD允＝±17mm MDi＜MD允,

符合一级导线测距的计算要求。

3.1.3 环线导线全长闭合精度

导线相对闭合差T：

3.1.4 水准高程控制测量精度计算

老君隧道高程控制以BM132点高程为起算数据，增埋四个水准点，构成五个测段的闭合线路，按照四等水准测量的观测方法和技术要求实测，其环线闭合差fh＝-7.0mm。

每千米测段高差改正数Δ计算每千米高差偶然误差MΔ:

水准高差闭合线路精度符合四等水准测量的精度要求。

3.2 洞内控制测量精度预计

根据规范要求，洞内导线布设尽量为直伸导线，隧道总的横向贯通误差的允许值为Δ，按照等影响原则，则地面测量所引起的横向贯通误差的允许值为±Δ/√3=±0.58△，洞内平均边长为150m，贯通允许中误差为±75mm，根据贯通面精度要求估算采用何种等级观测。

因全站仪观测标称精度为2mm+2ppm，对于直线隧道或半径很大的曲线隧道，纵向贯通误差影响较小，主要由导线测量中角度观测的误差引起的，其支导线点位精度分析，导线端点横向误差为：

（取 n=7,s=150m,ρ=206265,mu=0.075m）

通过上述估算，因此决定采用直线隧道控制边长2～3km,曲线隧道为1～1.5km,测角误差为±4″，仪器为J2型，测回数为2的导线进行施工，可以满足隧道贯通要求。

3.3 高程控制精度预计

根据规范要求，由洞外高程控制测量误差的影响所产生的贯通面上的高程贯通误差按照下式计算：

式中：m△h—贯通面上的高程中误差（mm）

L—洞外两开挖洞口间水准路线长度（km）

mΔ—每公里高程中误差中数偶然中误差（mm）

根据规范要求，四等水准控制每公里高程中误差中数偶然中误差为±5mm,隧道水准路线长度为1.5km，贯通面上的误差设计值为±75mm，则其贯通面上的中误差为：

由上述分析，采用四等水准高程测量能满足贯通面上的贯通精度要求。

4.结束语

通过洞外控制测量，保证隧道工程在两个或多个开挖面掘进，施工中线在贯通面上的横向及高程能满足贯通精度要求。通过洞内控制测量精度的计算，进一步掌控在施工过程中测量精度，更好地达到贯通面横向及高程贯通精度要求。

参考文献：

【1】交通部.JTGF60-2009.公路隧道施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2009.

【2】交通部.JTGC10-2007.公路勘测规范[S].北京：人民交通出版社，2007.

【3】中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.GB12898-2009国家三、四等水准测量规范[S].北京：中国标准出版社，2009.