地下贯通工程测量的精度影响误差分析

方成成 祖立庆

摘 要： 现如今，我国的经济在迅猛发展，社会在不断进步，对地下工程测量以及贯通工程测量进行了详细概述，通过对贯通工程的精度影响误差分析，对贯通相遇点（此点称之为K）在水平重要方向x'上的误差预计，从地下导线测量对横向贯通误差的影响、地面导线测量对横向贯通误差的影响、定向测量引起K点在方向上的贯通误差预计以及各项误差引起的K点在x'方向上的总误差，结合某矿9-1采区轨道大巷项目，通过各道测量步骤对横向贯通误差的影响，并對引起的横向贯通误差进行分析及精度估算，实现矿井在误差允许范围内进行贯通。

关键词： 横向贯通误差;误差分析;精度估算

【中图分类号】TD172 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）24-0061-01

引言：不管是对铁路、公路工程还是水利工程而言，隧洞建设项目的费用均十分巨大，其施工常常采用两边同时对向掘进施工，或从中部通过竖井进行地下对向开挖施工，而为了保证各相向开挖面能完好地准确贯通，在施工时需要对其轴线进行合理的设计和高精度的测量工作已。目前，关于隧洞开挖定线的研究很多，但是很少能给出合适的关于贯通精度的计算及优化方法。本文试图通过对地下工程水平方向贯通误差优化计算的研究，以期为提高隧洞贯通的测量精度，以及合理设计制定施工方案提供理论依据。

1 隧道贯通误差的主要来源

贯通误差在线路中线方向的投影长度称为纵向贯通误差，在垂直于中线方向的投影长度称为横向贯通误差，在高程方向的投影长度称为高程贯通误差。纵向误差只影响隧道中线的长度，与工程质量关系不大，对隧道贯通没有多大影响;高程误差仅影响接轨点的平顺（边掘进边铺轨的隧道尤为突出）或隧道的坡度，实践表明，应用一定的测量方法就容易达到所需的精度要求。实际工作中对隧道工程质量影响最大的是横向误差，如果横向误差超过一定的范围，就会造成工程质量事故，使得不同开挖作业的区间不能准确贯通，致使衬砌部分拆除重建，给工程带来不可估量的损失。隧道贯通后，应及时进行贯通测量，测定实际的横向贯通误差。矿山法隧道贯通测量的误差来源主要有：①地面控制测量误差m1;②竖井联系测量误差m2;③地下导线测量误差m3。

2 贯通工程的精度影响误差分析

2.1 贯通工程的种类及误差预计

井巷贯通可以分为3种类型：立井贯通、一井内巷道贯通以及两井之间的巷道贯通。贯通测量误差预计并不是直接对贯通实际的偏差大小进行预计，而是对实际偏差可能出现的最大限度进行预计，以便施工测量中优化测量方案和选择合适的测量方法。在满足地下工程安全生产要求的情况下，不能因为精度过低影响安全生产造成直接损失，也不能只顾提高精度却忽视测量工作量造成间接损失。贯通误差预计一般可以分为一井内巷道贯通测量误差预计、两井间巷道贯通测量误差预计、立井贯通测量误差预计以及井下导线加测坚强陀螺定向边后的巷道贯通测量误差预计。由于两井间巷道贯通误差积累较大，本文主要进行两井间巷道贯通测量误差预计。

2.2 CORS用在地铁控制网的解算

将撑死高等级的控制点当作地铁平面的控制网，这是我们国家在早期地铁的施工建设过程当中所应用最主要的做法，而且现在有很多城市也在使用这种方法。要是城市之中不具备足够范围以及密度的高等级控制点，那么久要耗费很多精力在市区的范围之内对控制网加以布设，不过因为城市建设进程的逐步加快，所布设出的高等级控制点经常会受到破坏，遭受破坏的频率相当高。本文结合某地铁线路建设工程实例进行探讨，该线路的GPS控制网一共新埋设了二十九个，包括地面点十四个，搂定点十五个，对三个城市的高等级控制点加以联测。GPS观测利用静态作业的形式，利用六台Trim-ble5700型的双频接收机实现观测，同时选取网中的A1、A11、A15、A25、B1以及三个CORS起算点Ⅰ站，Ⅱ站以及Ⅲ站构成框架网实施长时间的观测。然后把所获得的数据信息加以基线质量的检核、二维约束平差以及三维约束平差，将对结果加以检验之后发现能够满足规范当中的要求。

2.3 地下导线测量的改进

隧道内控制导线是随着隧道开挖而向前延伸的，一般布设成支导线。在隧道，受到条件的限制导致导线的图形强度较弱，其点位精度也会随着隧道掘进距离的延长而变差。尤其是在城市地铁建设中，外界环境对联系测量的影响越来越大，极大地限制了在洞内引测方位角的条件，很难保证洞内定向的精度。利用陀螺经纬仪定向时，定向精度达到了要求，验证了原一井定向测量资料的可靠性。与传统的几何定向相比，陀螺经纬仪定向具有操作简单，占用井筒和平巷的时间少，精度高等优点。同时，在导线传递过程中，加测一条陀螺经纬仪定向边，即可发现原几何定向测量水平的误差，从而大大减少了测角误差积累，提高了测量精度，为以后的贯通测量打下了坚实的基础，提供了可靠的技术依据，可以有效检核地下导线的测量精度。

2.4 施测方案

根据矿方提供的GPS点，预埋近井点，并保证通视良好。利用矿方提供的GPS控制点和近井点，采用南方NTS-325R3型全站仪，从地面往井下进行联测。地面测量时，测角中误差5″，在距离观测前棱镜常数校正完毕，加入气压改正、温度改正，用对边观测，取其平均值作为最终值。然后再进行简易平差。在平差的基础上，采用此结果。进行测设至井筒、至工作面。在量取仪器高和觇标高时两次测量互差不能超过4mm，两次计数，取所量平均值作为最终值。井下测量时，测角中误差7″，同时应加入各项改正数来确保距离观测时的准确性。在仪器对中时，用挡风板进行挡风，提高仪器的架设精度，用测回法进行观测。

结语：本文通过在工程中的应用实例可得如下结论：（1）将CORS用于地铁控制网解算可以节约建设成本，并可以有效保证地铁线路建设过程中首级控制网的稳定性及可靠性，避免交叉线路控制点成果不一致带来的施工矛盾。（2）双联系三角形进行竖井联系测量的方法，较单联系三角形联系测量方法不仅提高了精度，而且增加了重要的检核条件，双联系三角形较一次联系三角形进行竖井联系测量，不仅在精度上有一定的提高，而且能起到重要的检核作用。（3）在隧道底下适当位置加测陀螺方位角可以作为地下导线边的有效检核。综上，隧道开挖过程中，从地面控制网、联系测量、地下定向边等环节通过采取有效的方法和措施可以提高测量精度、增加检核条件，从而为隧道的贯通提供有力的测量保障。

参考文献

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