隧道工程测量的精度分析和检测技术分析.doc

1、隧道工程测量的精度分析和检测技术分析摘要：隧道施工对精度的要求很高，测量工作的质量是保证隧道工程施工质量和施工速度的重要保障。本文结合实际的地下隧道施工工作经验，从施工测量技术的方法、操作程序和测量精度控制技术等问题进行了分析，对隧道测量误差产生的影响因素和提高测量精度的方法进行讨论，以期隧道工程测量工作的开展提供参考。 关键词：隧道工程；测量精度；技术分析 中图分类号：U45 文献标识码： A 文章编号： 随着我国工程建设的不断发展，隧道工程的需求越来越大。由于地下隧道施工的特殊性，其对测量的精度提出了越来越高的要求，以满足现代工程在施工质量和工艺上的需要。在当前形势下对如何提高隧道工程的测

2、量精度问题进行分析，具有重要的实践指导意义。 隧道测量技术概述 隧道施工具有较强的特殊性，对测量工作的要求较高。隧道工程一般都是由地下部分和地上部分两部分组成，对于较大型的隧道施工工程，则是由多个施工单位同时进行施工，隧道工程被划分为不同的施工阶段和多个作业面。隧道施工的这一特点要求其必须具有一个合理的、高精度的测量工作，保证隧道工程各个施工阶段和各个施工单位作业面之间的有效沟通和指导，保证整体施工的有效性。横向贯通误差是隧道施工测量的关键技术，隧道测量的主要方式地面控制测量、联系测量和地下导线测量所存在的自身误差是导致横向贯通误差的主要因素。为了实现对横向贯通误差的降低，实现隧道设计要求的最

3、小值，需要从限差入手，从各个阶段的精度指标进行控制，最终实现整体精度的控制。 影响贯通误差的主要因素 地面控制测量、联系测量、地下导线测量是隧道测量的三个主要技术，三个技术分段独立进行，对贯通误差的影响也各不相同。从工程测量的角度来看，可以将对向开挖的一个隧道段作为独立因素继续测量分析。对向开挖段长度相差较大时，其对贯通误差的影响就较大，在进行测量时需要进行必要的分析；若对象开挖各段的长度基本相同，则可以选着其中的一段进行测量分析，以此对其他的开挖段情况进行分析。不同的情况需要进行的测量不同，但是都需要将每一个开挖段作为独立的测量进行。一般情况下，可以采用公式： Mq=Mq/N 来对各个独立因

4、素对隧道贯通误差产生的影响指进行分析，常规隧道测量误差的施工测量误差在每个阶段和分配原则是等影响原则。其中，Mq 为隧道横向误差允许值，N 为独立隧道施工等因素阶段的个数。 随着现代测量仪器技术的发展，一些新的技术能够有效的提高隧道测量的精度，如在地面测量中，运用 GPS 技术，可以以较小的成本代价实现毫米级的测量精度；全站仪侧角仪器的使用，可以有效的提升地下导线测量的精度；联系测量法的操作方法的改善，降低了测量的劳动强度和提高了工作效率等。等影响原则也随着各项技术的发展和对测量精度的要求提高而变的不适用，根据各个独立阶段的特点，对其误差进行最小的控制，以实现更高精度的隧道测量是当前隧道施工的

5、新要求，这种隧道贯通误差分配的新原则，可称之为按需分配原则。为了实现对每个独立阶段的按需分配，对地面控制测量，地下导线测量和联系测量等各个阶段的误差影响因素进行全面的分析，以保证每个阶段测量误差的达到要求的最小值。 主要测量阶段的误差影响因素分析 地面控制测量误差对横向贯通误差的影响 1.1 洞口点坐标的误差 洞口点坐标的误差，对于贯通误差的影响，等同于同一隧道开挖段两个洞口点的相对误差椭圆在贯通面上的投影，是通过地下到导线测量和联系测量传递到贯通面的。这个误差的影响是控制网的相对误差引起的，若将其中一个洞口点坐标作为固定点，则另一个洞口点坐标相对于固定点的误差则不能超过控制网最弱点的点位误差

6、。因此，在实际的测量操作过程中，可以把控制网最弱点的点位误差作为控制网洞口点位做标误差值，计算其对贯通误差可能产生的影响。 1.2 地面控制网边方向误差 控制网边的误差会导致在进行后续的联系测量或者地下导线测量时在起始方位上就产生误差，从而对整个的贯通误差产生影响。设地下导线的总长度在贯通面上的投影长度为 S，则地面控制网边方向误差对于隧道横向贯通误差的影响计算则为 S 与起始方向误差两者的乘积。 由此可知，地面控制网测量对于隧道横向贯通误差的影响，主要由洞口点位误差和控制网边方向误差两个部分组成，可以用公式：mq 控上mp+2(bL)来进行表示，其中 mq 控上为总的影响值，mp 为控制网最

7、弱点的点位误差，b 为最弱相对误差，L 为隧道全长在贯通面投影长度的一半。 地下导线测量对横向贯通误差的影响 地下导线误差，对于隧道横向贯通误差的影响，一般包含有地下导线转角测量误差和地下导线边长测量误差两个部分，对隧道横向贯通产生的误差为两部分误差的和。直线型隧道设有边直伸导线，其横向贯通误差主要由转角测量误差引起；曲线隧道的测量，则对产生测角误差和测距误差两个误差，对横向贯通误差产生很大的影响。无论是直线型的隧道还是曲线型的隧道，导线各个边长对横向贯通误差的影响值计算都是独立进行的，影响值大小受边长在贯通面投影长度的影响，呈正比例关系，与该边长在导线中的位置无关。相反的，导线的转角测量误差

8、对横向贯通误差的影响与其在导线中所处的位置有很大的关系，转角测量误差离隧道的横向贯通面越远，则对贯通误差的影响越大，离贯通面越近，则对贯通误差的影响越小，表现为与该位置点与横向贯通面之间的垂直距离成正比。 联系测量对于隧道横向贯通误差的影响 由于隧道施工个特殊性，在起始方位角产生的误差会随着地下导线长度的增加而增加，对横向贯通误差产生的影响也随之增加。通过斜井或者平洞进行开挖时，控制网的方位角既是地下导线的起始方位，其对横向贯通误差的影响既可以按照上文叙述进行计算。如果采取竖井施工，则需要通过竖井的联系测量来确定地下导线的的起始方位角。根据实际的测量经验显示，以竖井为例，起始方位角传入地下的误

9、差对于横向贯通误差产生影响随着隧道长度的增加而增加，要隧道长度之间呈正比例关系。当隧道的程度在 4km 以内时，可以采用等影响原则对贯通误差进行分配；当隧道长度大于 10km 时，则需要增加联系测量的误差分配值，以通过测角和侧边的联系测量法来实现联系测量的最小误差。 总结： 隧道测量精度受到各种因素的影响，在实际的施工过程中不可避免的产生。在符合隧道横向贯通误差的限值之内，对隧道测量各个环节的误差进行合理的分配和限制，以实现总的贯通误差的最小值，是提高隧道测量精度的有效技术。按需分配原则的运用和新技术的发展，对于提高隧道测量精度，保证隧道工程质量，具有重要的意义。 参考文献： 1 李青岳,陈永奇.工程测量学 (第 2 版 )M .北京:测绘出版社, 1995 2 铁道部.新建铁路工程测量规范 TB0101 - 99 M .北京:中国铁道出版社, 1999 3 张项铎,张正禄.隧道工程测量M .北京:测绘出版社, 1998