長大隧道控制測量方案設計與貫通誤差

陳偉平

摘要：隨著我國綜合國力的不斷提升，我國交通事業迅速發展，極大程度的方便了居民的出行，促進了城市經濟的增長。隧道公路工程是交通工程中的重要組成部分，控制測量方案是隧道工程施工中的重要環節，也是測量工作開展的基礎工作。本文以實際工程為例，對長大隧道控制測量方案設計與貫通誤差進行研究與分析，旨在為相關人員提供參考，促進我國交通工程的發展。

關鍵詞：長大隧道;控制測量方案，貫通誤差

引言

隨著我國經濟水平的提升和建筑行業的發展，投入建設的隧道工程數量不斷增多，在隧道工程的建設過程中，由于施工因素或細部放樣因素的影響，可能會在相向開挖洞段中線出現銜接不準確、不理想的現象，這種現象的專業術語叫貫通誤差。為減少貫通誤差對隧道工程施工帶來的影響，保障隧道施工的順利推進，相關人員應在滿足控制測量精度和成果的前提下進行施工測量放樣工作。在建設隧道工程時，減少控制精度在橫向和高程上的貫通誤差對保證隧洞內外的準確性具有非常重要的意義。為確保隧道的貫通能在允許精度范圍能施工，應在施工前科學設計洞內外平面和高程的控制測量方案，做好充分的精度估算，以科學的手段控制測量精度，依托于精度測量結果指導施工測量工作的進行，為工程的有序推進提供保障。

1 ?工程概況與設計實施

1.1 ?工程概況

本文采用的工程是位于我國某南方城市的長大隧道，該隧道采用雙線雙洞設計，左線全長22332m，右線全長22358m。

1.2 ?控制網布設

1.2.1 ?洞外控制網布設

在洞外平面控制網，測量方式采用靜態測量弄濕，標準為一等GPS精度要求，將接收機精度指標控制在5mm±ppm范圍內。對平面GPS控制網布設來說，需要充分考慮GPS在觀測方面的額環境要求、隧道線路平面和洞口的位置要求等因素，最終確定以洞口子網砼子控制網構成。

需要在布網工作開展前，在比例為1：10000的地形圖上設計控制網，做好前期分析工作，并且制定全面且詳細的質量保障措施[1]?？刂泣c的詳細選擇內容，應既能滿足GPS觀測需求，又能有效保障隧道控制測量質量。通過布設4個或5個控制點進行洞口子網控制測量，控制點的選擇應重點考慮后視進洞的便捷性?？刂泣c的設置位置應滿足兩點原則：第一，洞口設點應能與兩個以上后視點通視;第二，應控制洞口設點后視豎直角度在5°之內。利用GPS接收機對線路中線控制點和洞口設點進行測設處理，科學的應用全站儀對結果進行復核。

1.2.2 ?洞內導線布設

在布設洞內導線時，應充分結合洞內施工特點和洞外控制測量基礎兩項因素。具體操作時，起始點設為洞口控制點，將兩組導線進行沿線布置，完成布置后構成一個多變性的閉合導線環，一次完成測量。導線邊長的設置應結合實際通視條件和實際測量需求，長邊的長度應為300m以上，導線點應布設在施工感染小、可靠性高的區域中，并保持洞內設施和點間視線距離為0.2m以上。應用雙照準法進行水平角的觀測，測角順序為從洞外向洞內，觀測時間應為夜間或陰天，并且使用全站儀和Ⅱ級以上觀點測距儀進行洞內邊長的觀測。

1.3 ?數據處理方法與精度

1.3.1 ?平面控制數據與精度

應用LGOC軟件對基線進行結算處理，根據規范要求做好基線觀測值的異步環閉合檢核及重復基線檢核[2]。該網格中共有重復基線60條，觀測基線133條，多變性閉合環共40個。該網絡由6個洞口子網和5個聯系網共同構成。洞口子網閉環核差最大三維的絕對閉合差為18mm，聯系網環閉合差最大相對閉合差為1.288ppm，以上參數都符合規范要求。

1.3.2 ?高程控制數據與精度

利用電子水準儀的自帶軟件處理原始數據，形成高差距離文件。利用相關軟件計算水準網平差的嚴密平差，將案例工程隧道進口附近定測水準點及出口定測水準點的高層作為成果計算的起算高程，共有閉合環13個，127短高差觀測值，68個共處理水準點。

整個隧道高程控制網站紅，閉合環總數為13個，閉合差最大2.79mm，閉合差最小-0.04mm。平差在處理前每公里整網高差偶然誤差值為0.44mm，處理后最大高差改正值是-1.24mm，最弱點高層精度為4.01mm，符合水準網閉合精度的要求。

1.3.3 ?質量檢查

檢查平面控制網質量。對比全站儀的測量數據和控制網的成果，通過對比結果確定平面控制網的可靠性[3]。開展隧道施工角度以及距離檢查工作時，需要在隧道的進口以及出口兩個位置之上所設定的控制網內，各選擇一個三角形配合檢查工作推進，檢查完成后，還需針對檢查結果進行對比和分析。整項檢查工作開展中，技術人員需按照不同的頻次進行隧道水平角和距離往返的觀測，前者觀測標準為4測回，后者往返需各2測回，此間需注意，應直接在隧道獨立坐標系投影面之上完成觀測距離數值的改畫處理。

上述檢查工作完成后，技術人員需繼續執行下述工作流程：

①比較GPS成果計算數值與現場使用全站儀實際測量結果之間的較差，經對比得出最大、最小較差分別為2.18”、0.17”，統計其平均值為1.51”。

②比較GPS成果計算數值與現場使用全站儀測出的邊長進行結果較差，發現最大、最小較差分別為-5.6mm、-0mm，統計其平均值為2.07mm。綜合上述兩項工作流程的執行結果分析可知，GPS平面控制測量后的精度完全滿足項目的施工標準，值得推廣使用。

檢查高程控制網質量。在相關規范的要求下，根據測量數據的結果，實際測量檢查水準網中的5個測段，檢查方式應用單程二等水準測量，將檢測高差和原測高差進行對比，最大較差-2.2mm，最小較差-0.41mm，較差平均值1.37mm，各項數據均符合限差標準，高程控制網的精度符合要求。

2 ?結語

綜上所述，本文以實際工程案例對隧道建設過程中整體方案的設計方法進行探討，主要對貫通誤差指導下的隧洞內外、布設高程控制網、處理數據的方法、檢查質量的方法等進行介紹。若發現實際與設計不符，必須對誤差原因進行深入檢查并且調整測量方案，使貫通誤差值和測量精度都符合相關要求，才能保證隧道的掘進質量，保障工程的順利開展。通過對工程案例長大隧道控制測量方案設計與貫通誤差的分析與討論，可為其他隧道工程的施工設計提供參考，希望能促進我國隧道建設事業的不斷發展。

參考文獻：

[1]鄭貴平. 長大隧道貫通誤差監測[J]. 建筑·建材·裝飾， 2019， 000（008）：71-72.

[2]韓黨軍， 沈延峰. 長大隧道控制網設計技術探析[J]. 山西建筑， 2019， 045（007）：173-175.

[3]段太生， 郭平， 李學仕，等. 基于高速鐵路長大隧道平面控制測量關鍵技術研究與應用[J]. 路基工程， 2019（4）.

（作者單位：中鐵十二局集團第一工程有限公司）