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特長(zhǎng)隧道貫通測(cè)量誤差與精度的分析建筑工程論文
摘要：隨著人們對(duì)交通運(yùn)輸便利性的要求，特長(zhǎng)隧道工程在國(guó)內(nèi)外得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。結(jié)合實(shí)際的隧道工程施工經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出對(duì)隧道貫通產(chǎn)生影響的主要測(cè)量誤差來(lái)源，并詳細(xì)的敘述了為實(shí)現(xiàn)貫通精度，而采用的相應(yīng)控制方法，希望對(duì)今后特長(zhǎng)隧道貫通的測(cè)量工作有一定的指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞：特長(zhǎng)隧道；貫通測(cè)量；誤差；精度控制
近年來(lái)，在我國(guó)便利的交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，隧道建設(shè)發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用，占據(jù)著不可替代的位置，發(fā)展勢(shì)頭也越來(lái)越猛。在對(duì)隧道長(zhǎng)短的限定中，通常情況下隧道長(zhǎng)度小于五百延長(zhǎng)米的稱為短隧道，而長(zhǎng)度限定在五百至三千延長(zhǎng)米之間的隧道被稱之為中長(zhǎng)隧道，而處于三千至一萬(wàn)延長(zhǎng)米的隧道稱之為長(zhǎng)隧道，大于一萬(wàn)延長(zhǎng)米的隧道就被稱之為特長(zhǎng)隧道。根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知，現(xiàn)在我國(guó)的公路隧道達(dá)到2889處，當(dāng)中包括有43處的是特長(zhǎng)隧道，如何做好特長(zhǎng)隧道的高精度貫通是特長(zhǎng)隧道工程中的重中之重。這就需要施工人員在相關(guān)的技術(shù)指導(dǎo)下采用相應(yīng)的技術(shù)措施及設(shè)備，做好精度分析，從而保證特長(zhǎng)隧道工程的貫通質(zhì)量。
1.貫通測(cè)量概念
貫通誤差是指相向或同向掘進(jìn)的隧道，在施工中線的貫通面上，因未準(zhǔn)確接通而產(chǎn)生的偏差。隧道貫通誤差的主要來(lái)源為洞外控制測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量、洞內(nèi)控制測(cè)量的誤差，洞內(nèi)施工放樣所產(chǎn)生的誤差。從貫通誤差的性質(zhì)可分為：橫向貫通誤差，縱向貫通誤差，高程貫通誤差。橫向及縱向貫通誤差屬于平面貫通誤差。正確的貫通測(cè)量是按照相關(guān)的規(guī)范精度要求、施工圖設(shè)計(jì)要求，編制相應(yīng)可行技術(shù)方案，使用符合精度要求的儀器設(shè)備，采用可靠的人員及方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.進(jìn)行貫通測(cè)量的方法以及對(duì)其誤差分析計(jì)算
2.1高程控制測(cè)量
高程控制測(cè)量的任務(wù)是按規(guī)定的精度施工測(cè)量隧道洞口附近水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，作為高程引測(cè)進(jìn)洞的依據(jù)。對(duì)于短隧道，使用三角高程測(cè)量還是能夠滿足測(cè)量要求的，但是對(duì)于特長(zhǎng)隧道來(lái)說，隧道洞外貫通測(cè)量的方法需要采用高精密水準(zhǔn)的方法才可以。水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)選擇連接洞口最平坦和最短的線路，以期達(dá)到設(shè)站少、觀測(cè)快、精度高的要求。每一洞口埋設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)不少于兩個(gè)，且以安置一次水準(zhǔn)儀即可聯(lián)測(cè)為宜。高精密水準(zhǔn)測(cè)量方法雖然可以滿足測(cè)量的精度要求，但其缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作效率不高，所以這種方法也逐漸被GPS擬合高程代替精度相當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn)測(cè)量。而特長(zhǎng)隧道洞內(nèi)的高程貫通測(cè)量主要采用高精密水準(zhǔn)的測(cè)量方法。
2.2洞外平面貫通測(cè)量的方法
隧道工程平面控制測(cè)量的主要任務(wù)是測(cè)定各洞口控制點(diǎn)的平面位置，以便根據(jù)洞口控制點(diǎn)將設(shè)計(jì)方向?qū)虻叵�，指引隧道開挖，并能按規(guī)定的精度進(jìn)行貫通。洞口外的平面控制測(cè)量可采用GPS測(cè)量、三邊、導(dǎo)線測(cè)量或者多種測(cè)量方法相組合的形式進(jìn)行綜合性的測(cè)量工作。在現(xiàn)代隧道施工中大部分采用的貫通測(cè)量方法是GPS測(cè)量，對(duì)于特長(zhǎng)隧道的貫通GPS網(wǎng)形，從這種測(cè)量方法的靈活性出發(fā)，在隧道洞口線路中線位置上增設(shè)進(jìn)出口點(diǎn)位，再增設(shè)其他的點(diǎn)位，組成的網(wǎng)形如圖1所示。從此圖中也可以看出，必須減小垂線方向上的偏差，每個(gè)端位的控制點(diǎn)高度都不能差的太大。
2.3洞內(nèi)平面控制測(cè)量的方法及精度分析
隧道工程的洞內(nèi)是非常狹窄的沿著一個(gè)方向進(jìn)行延伸的巷道，巷道里的條件與外界的地面具有很大的差距，在隧道內(nèi)部進(jìn)行平面控制測(cè)量的一般方法是支導(dǎo)線法。支導(dǎo)線法適用于隧道長(zhǎng)度小于3km的長(zhǎng)隧。對(duì)于隧道工程中的特長(zhǎng)隧道工程，在貫通測(cè)量中經(jīng)常采用的方法是使用導(dǎo)線網(wǎng)的方式建立隧道洞內(nèi)平面控制測(cè)量網(wǎng)。通常隧道內(nèi)的導(dǎo)線布置方式有兩種，分別為大地四邊形構(gòu)成的直伸型導(dǎo)線網(wǎng)以及雙導(dǎo)線構(gòu)成的交叉雙導(dǎo)線網(wǎng)。這兩種方式中因?yàn)橹鄙煨蛯?dǎo)線網(wǎng)的特點(diǎn)為觀測(cè)量大，并且在靠近隧道洞壁的兩邊非常容易受到折光影響，所以在特長(zhǎng)隧道貫通測(cè)量時(shí)采用交叉雙導(dǎo)線網(wǎng)比較有優(yōu)勢(shì)。
誤差預(yù)計(jì)與精度分析理論是依據(jù)現(xiàn)行的誤差理論，根據(jù)實(shí)際的隧道工程貫通測(cè)量設(shè)計(jì)方案在施工的過程前對(duì)貫通相遇點(diǎn)偏差量可能出現(xiàn)的誤差范圍進(jìn)行預(yù)計(jì)。倘若預(yù)計(jì)的范圍值超過了相關(guān)規(guī)定的范疇，那么應(yīng)該對(duì)現(xiàn)在的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整修訂，提高設(shè)計(jì)的精度，從而滿足實(shí)際工程中的誤差要求；倘若誤差的預(yù)計(jì)值小于相關(guān)規(guī)范的要求，那么可以改變貫通測(cè)量的方案，降低觀測(cè)量，從而減少成本支出。
在按照計(jì)劃的貫通測(cè)量方案中，進(jìn)行實(shí)際的測(cè)量工作時(shí)，一定有偏差最小的貫通相遇點(diǎn)的位置，此位置也被稱之為最佳貫通點(diǎn)。在應(yīng)用誤差限差與精度分析公式時(shí)，要根據(jù)設(shè)計(jì)方案、誤差理論求得最佳貫通點(diǎn)的位置。在具體的分析過程中，依據(jù)貫通測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差的分析，需要明確的一點(diǎn)是橫向貫通誤差預(yù)計(jì)的方法是對(duì)過程中已經(jīng)被確定好的特長(zhǎng)隧道貫通相遇點(diǎn)位置為基礎(chǔ)的。倘若因?yàn)槠渌臓顩r改變了此點(diǎn)的具體位置，也就是改變了洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)角。因此對(duì)于特長(zhǎng)隧道的貫通測(cè)量工序，在實(shí)際的施工中出現(xiàn)貫通點(diǎn)變化時(shí)只需要在這個(gè)限定的范圍內(nèi)就可以仍然按照原來(lái)設(shè)計(jì)的測(cè)量方案進(jìn)行，且保證貫通測(cè)量的誤差不會(huì)超過規(guī)范內(nèi)的要求。
3.結(jié)語(yǔ)
綜上所述，特長(zhǎng)隧道的貫通測(cè)量的誤差限差以及精度的確定與分配是非常亟待解決的問題，需要使用系統(tǒng)的完整的解決方案，而GPS技術(shù)在隧道控制測(cè)量中應(yīng)用是非常的廣泛的，前景也是不容忽視的，尤其是適用于特長(zhǎng)隧道，這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省人力與時(shí)間，而且能夠使工作效率大大提升，其次是能夠大大的提高洞外控制測(cè)量的精度。在本文中分析了對(duì)特長(zhǎng)隧道有影響的主要測(cè)量誤差，尤其是隧道的橫向貫通誤差的限定問題，此誤差主要來(lái)源于洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)角誤差，針對(duì)此種狀況必須依據(jù)具體的施工特點(diǎn)進(jìn)行合理的布網(wǎng)工作。隧道的洞內(nèi)平面控制網(wǎng)采用交叉雙導(dǎo)線網(wǎng)布網(wǎng)形式能夠較好的對(duì)此項(xiàng)誤差進(jìn)行限制。
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