浅谈隧道贯通测量的方案优化与精度分析

2016-02-05李荣高

地球 2016年12期

关键词：标尺读数导线

■李荣高

（江西省天久地矿建设工程院江西鹰潭335001）

浅谈隧道贯通测量的方案优化与精度分析

■李荣高

（江西省天久地矿建设工程院江西鹰潭335001）

本文以实际的隧道贯通工程为例，根据工程的具体情况选择了测量方案，然后对贯通测量方法进行了分析和探讨，最大限度的降低了测量误差，保证了贯通测量精度，为类似工程积累了经验。

隧道贯通测量方案优化精度分析

1 工程概况

某隧道工程右线隧道长度为2034m，左线隧道长度为2101m，工程采用出口和进口两个工作面相向掘进的方法进行开挖施工。为了保证掘进过程中贯通结合位置的误差控制在《工程测量规范》所规定的限差要求内。在选择贯通测量方案时，需要保证测量精度可以达到隧道贯通设计运行的误差要求。

2 对于贯通测量方案的选择

根据工程建设的实际情况，必须对隧道的贯通误差予以限制，其中要求横向贯通的误差不得超过100mm，而高程贯通误差则不得超过50mm，但是因为实测的相关资料极为有限，因此通常会按照误差极限的中间值作为测量误差的限差。即MK横允=±50 mm，Mh竖允=±25 mm。

2.1 对于地下导线的测量

受到贯通误差的直接影响，地下导线不但要必须保证贯通的精准度，更要保证施工放样指导开挖的便捷性[1]。对于本工程来说，应当通过三级布设的方式进行施工，其中施工导线和基本导线以及主要导线的边长分别为25m、100m、400m。地下导线测量精度如表1所示。

表1 地下导线测设精度要求

2.2 对于导线测量的基本要求

（1）正如前文所述，为了确保隧道贯通的顺利进行，本工程的实际建设过程中要求使用DJ2级全站仪进行测量，并按照左右角分别观测三次，测角过程中的误差不得超过±2.5″，在测量定向角和洞内外连接角以及洞内外边长和高差相差较大时，必须增加测回数。（2）洞内必须严格遵守导线边角精度的匹配性，其自身平均边长不得小于300m，相邻导线的边长度则不能产生较大偏差，其自身边长的相对误差不得低于/35000。（3）洞口导线边应当尽可能避开场地的临时性设施和电线等多种障碍物，加强洞内的通风和烟尘排除工作，根据洞外的实际情况，在洞内设点时应当尽可能远离洞门，从而避免因为洞外气象条件的差异对光线的清晰度造成较大影响[2]。（4）在洞内外的导线网的衔接过程中应当以边联式附合导线进行连接。

3 具体测量方式

在实际工作过程中，应当充分结合实际情况，以现有仪器为基础制定测量方案，并使用全新仪器进行平面导线控制测量，而使用WOIDNA-2水准仪完成高程控制测量。

3.1 在平面导线控制测量过程中所使用的观测方式和精度要求

（1）应当在测站上安置全站仪，进行对中、整平，而各镜站上应当安装棱镜，并完成对中和整平，量记棱镜高，此时应当确保镜面对向测站，打开全站仪电源，通过上下转动望远镜和水平旋转仪器的方式完成初始化，最终完成角度测量状态的设置。（2）进行内业计算。将已知数据和观测等级和测距仪精度等多种数据准确抄录在示意图之上。

3.2 四等水准测量工作的进行

在四等水准测量具体执行过程中需要使用WOIDNA-2型水准仪和木质的双面区格式水准尺，并必须进行往返观测。所有观测站都应当按照后后前前的观测程序，具体操作方式如下：（1）应当保证仪器的水准气泡严格居中，将望远镜照准后视标尺黑面，在按下自动补偿按钮之后，读写记录上下丝和中丝的标尺读数，经过计算之后判断前视距是否超限；（2）将望远镜照准后视标尺红面，在按下自动补偿按钮之后，读写记录中丝的标尺读数，经过计算之后判断黑面与红黑的中丝读数之差是否超限；（3）将望远镜照准前视标尺黑面，在按下自动补偿按钮之后，读写记录上下丝和中丝的标尺读数。（4）将望远镜照准前视标尺红面，在按下自动补偿按钮之后，读写记录中丝的标尺读数，经过计算之后判断黑面与红面中丝读数之差、黑红面高差之差是否超限；计算本站高差（黑红面所测高差中数），各项限差检核无误后，通知观测员和后尺搬站[4]。（5）本次观测全部完成后，对所有外业观测资料进行检查，将计算略图绘制出来，并对计算数据进行抄录，分别对往返高差、附合线路闭合差进行计算。

4 贯通误差分析

（1）横向贯通误差。经过测量和计算，导线测边误差造成的横向贯通误差为±10.36mm，洞外导线测角误差造成的横向贯通误差为±21.63mm，洞内导线测角误差造成的横向贯通误差为± 23.25mm，导线测边误差造成的横向贯通中误差为±4.1mm，预计洞外和洞内造成的贯通中误差为±33.65mm，具低于允许误差范围值（±50mm）,达到了规范中横向贯通误差的规定要求。

（2）高程测量造成的竖向贯通误差。根据复测设计单位提供的水准点D68~D73路线的长度为3.4km,往返高差不符值43mm，对每公里因高程测量造成的竖向误差进行计算后得到预计洞内路线长度高程测量造成的竖向贯通误差为±11.6mm，预计洞外路线程度高程测量造成的竖向贯通误差为±21.5mm，预计洞内和洞外高程测量造成的竖向贯通误差为±24.4mm，均低于允许误差范围值（± 25mm）,达到了竖向贯通误差的规定要求。