长大隧道控制测量方案设计与贯通误差

陈伟平

摘要：随着我国综合国力的不断提升，我国交通事业迅速发展，极大程度的方便了居民的出行，促进了城市经济的增长。隧道公路工程是交通工程中的重要组成部分，控制测量方案是隧道工程施工中的重要环节，也是测量工作开展的基础工作。本文以实际工程为例，对长大隧道控制测量方案设计与贯通误差进行研究与分析，旨在为相关人员提供参考，促进我国交通工程的发展。

关键词：长大隧道;控制测量方案，贯通误差

引言

随着我国经济水平的提升和建筑行业的发展，投入建设的隧道工程数量不断增多，在隧道工程的建设过程中，由于施工因素或细部放样因素的影响，可能会在相向开挖洞段中线出现衔接不准确、不理想的现象，这种现象的专业术语叫贯通误差。为减少贯通误差对隧道工程施工带来的影响，保障隧道施工的顺利推进，相关人员应在满足控制测量精度和成果的前提下进行施工测量放样工作。在建设隧道工程时，减少控制精度在横向和高程上的贯通误差对保证隧洞内外的准确性具有非常重要的意义。为确保隧道的贯通能在允许精度范围能施工，应在施工前科学设计洞内外平面和高程的控制测量方案，做好充分的精度估算，以科学的手段控制测量精度，依托于精度测量结果指导施工测量工作的进行，为工程的有序推进提供保障。

1  工程概况与设计实施

1.1  工程概况

本文采用的工程是位于我国某南方城市的长大隧道，该隧道采用双线双洞设计，左线全长22332m，右线全长22358m。

1.2  控制网布设

1.2.1  洞外控制网布设

在洞外平面控制网，测量方式采用静态测量弄湿，标准为一等GPS精度要求，将接收机精度指标控制在5mm±ppm范围内。对平面GPS控制网布设来说，需要充分考虑GPS在观测方面的额环境要求、隧道线路平面和洞口的位置要求等因素，最终确定以洞口子网砼子控制网构成。

需要在布网工作开展前，在比例为1：10000的地形图上设计控制网，做好前期分析工作，并且制定全面且详细的质量保障措施[1]。控制点的详细选择内容，应既能满足GPS观测需求，又能有效保障隧道控制测量质量。通过布设4个或5个控制点进行洞口子网控制测量，控制点的选择应重点考虑后视进洞的便捷性。控制点的设置位置应满足两点原则：第一，洞口设点应能与两个以上后视点通视;第二，应控制洞口设点后视竖直角度在5°之内。利用GPS接收机对线路中线控制点和洞口设点进行测设处理，科学的应用全站仪对结果进行复核。

1.2.2  洞内导线布设

在布设洞内导线时，应充分结合洞内施工特点和洞外控制测量基础两项因素。具体操作时，起始点设为洞口控制点，将两组导线进行沿线布置，完成布置后构成一个多变性的闭合导线环，一次完成测量。导线边长的设置应结合实际通视条件和实际测量需求，长边的长度应为300m以上，导线点应布设在施工感染小、可靠性高的区域中，并保持洞内设施和点间视线距离为0.2m以上。应用双照准法进行水平角的观测，测角顺序为从洞外向洞内，观测时间应为夜间或阴天，并且使用全站仪和Ⅱ级以上观点测距仪进行洞内边长的观测。

1.3  数据处理方法与精度

1.3.1  平面控制数据与精度

应用LGOC软件对基线进行结算处理，根据规范要求做好基线观测值的异步环闭合检核及重复基线检核[2]。该网格中共有重复基线60条，观测基线133条，多变性闭合环共40个。该网络由6个洞口子网和5个联系网共同构成。洞口子网闭环核差最大三维的绝对闭合差为18mm，联系网环闭合差最大相对闭合差为1.288ppm，以上参数都符合规范要求。

1.3.2  高程控制数据与精度

利用电子水准仪的自带软件处理原始数据，形成高差距离文件。利用相关软件计算水准网平差的严密平差，将案例工程隧道进口附近定测水准点及出口定测水准点的高层作为成果计算的起算高程，共有闭合环13个，127短高差观測值，68个共处理水准点。

整个隧道高程控制网站红，闭合环总数为13个，闭合差最大2.79mm，闭合差最小-0.04mm。平差在处理前每公里整网高差偶然误差值为0.44mm，处理后最大高差改正值是-1.24mm，最弱点高层精度为4.01mm，符合水准网闭合精度的要求。

1.3.3  质量检查

检查平面控制网质量。对比全站仪的测量数据和控制网的成果，通过对比结果确定平面控制网的可靠性[3]。开展隧道施工角度以及距离检查工作时，需要在隧道的进口以及出口两个位置之上所设定的控制网内，各选择一个三角形配合检查工作推进，检查完成后，还需针对检查结果进行对比和分析。整项检查工作开展中，技术人员需按照不同的频次进行隧道水平角和距离往返的观测，前者观测标准为4测回，后者往返需各2测回，此间需注意，应直接在隧道独立坐标系投影面之上完成观测距离数值的改画处理。

上述检查工作完成后，技术人员需继续执行下述工作流程：

①比较GPS成果计算数值与现场使用全站仪实际测量结果之间的较差，经对比得出最大、最小较差分别为2.18”、0.17”，统计其平均值为1.51”。

②比较GPS成果计算数值与现场使用全站仪测出的边长进行结果较差，发现最大、最小较差分别为-5.6mm、-0mm，统计其平均值为2.07mm。综合上述两项工作流程的执行结果分析可知，GPS平面控制测量后的精度完全满足项目的施工标准，值得推广使用。

检查高程控制网质量。在相关规范的要求下，根据测量数据的结果，实际测量检查水准网中的5个测段，检查方式应用单程二等水准测量，将检测高差和原测高差进行对比，最大较差-2.2mm，最小较差-0.41mm，较差平均值1.37mm，各项数据均符合限差标准，高程控制网的精度符合要求。

2  结语

综上所述，本文以实际工程案例对隧道建设过程中整体方案的设计方法进行探讨，主要对贯通误差指导下的隧洞内外、布设高程控制网、处理数据的方法、检查质量的方法等进行介绍。若发现实际与设计不符，必须对误差原因进行深入检查并且调整测量方案，使贯通误差值和测量精度都符合相关要求，才能保证隧道的掘进质量，保障工程的顺利开展。通过对工程案例长大隧道控制测量方案设计与贯通误差的分析与讨论，可为其他隧道工程的施工设计提供参考，希望能促进我国隧道建设事业的不断发展。

参考文献：

[1]郑贵平. 长大隧道贯通误差监测[J]. 建筑·建材·装饰， 2019， 000（008）：71-72.

[2]韩党军， 沈延峰. 长大隧道控制网设计技术探析[J]. 山西建筑， 2019， 045（007）：173-175.

[3]段太生， 郭平， 李学仕，等. 基于高速铁路长大隧道平面控制测量关键技术研究与应用[J]. 路基工程， 2019（4）.

（作者单位：中铁十二局集团第一工程有限公司）