1、试论隧道工程测量的精度分析和检测技术摘要：本文结合隧道工程施工中的具体情况，介绍了施工的测量控制方法，地下平面控制测量方法和程序控制方法，并且对测量过程出可能产生的误差进行分析，提出了提高精度的方法，最后还给出了隧道工程的检测方法。 关键词：隧道工程、测量方法、检测技术、误差 中图分类号：U45 文献标识码： A 文章编号： 随着隧道工程领域的日趋完善，测量与检测工作也变得异常重要，其中测量能够保证整个工程施工的质量与进度，检测则对整个隧道工程的安全至关重要。横向贯通误差是测量中最重要的一个技术指标，工程测量的精度其实也就是指横向贯通误差的程度。其中，地表控制测量、联系测量及地下导线测量产生的
2、误差是造成横向贯通误差的重要因素。而检测的重要指标则是衬砌混凝土的强度和内部质量。 地表控制测量精度分析 隧道施工的第一步就是进行地表控制测量，在这一过程中，影响测量精度的主要原因有两部分： 近井点坐标的误差。这个误差将被地下导线与联系测量传递到贯通面。严格来讲，它对贯通误差在数值上的影响相当于在同一个隧道中开挖段洞口点相对误差的椭圆在贯通面上面的投影。对贯通误差造成影响不是绝对误差，而是控制网的相对误差。如果把这个问题简化来讲就是，把隧道的一个洞口看作是固定的点，另一个洞口相对于这个点的误差不大于控制网中最弱的那个点的点位误差。所以，最弱点的点位误差在一定情况下，可以当做控制网点的坐标误差对
3、贯通误差造成的影响。 地面控制网边方向的误差。这种误差是通过地下支导线或者联系测量来表现出来的。不管采用什么方式进行联系测量，地面控制网边起始的方位误差造成的影响对于贯通误差来说都是一样的。在控制网中，某一边的方向误差，可以当做是这一边在垂直方向上的控制网的边长误差，如果用相对误差来计算，这个数值小于等于控制网最弱边的相对误差，所以能够对控制网最弱变上的相对误差进行精度要求。 联系测量精度分析 在隧道的施工过程中，如果地下导线的长度增加，起始方位角对于贯通误差的影响也会增加。若开挖的方式是平洞或者斜井，地面控制方位角就是地下导线的起始位置，这个误差会对贯通误差造成一定影响。若开挖的方式是竖井，
4、 ，需要通过测量才能得到地下导线的起始方位角与始点坐标。联系测量对横向贯通误差的影响具体表现为： 如图，这是一个进行联系测量的竖井。在测量过程中，需要在井筒里悬挂两根钢丝 O1、O2，在地面上测出角度 和联系三角形 AO1O2 的边长及夹角 ，再通过计算就可以得到 A1 的坐标和方位角的大小，这个数值就是地下导线的起始点和其实方向。 根据几何知识，也就能够确定 A1 坐标和里面的误差。这个误差和地面控制点误差对隧道贯通的影响相同。 地下导线测量精度分析 地下导线测量误差主要是由地下导线转角和地下导线边长度的误差造成的。在隧道贯通之前，支导线就为地下导线，如此，可以用公式表示： 在直线型的隧道中
5、，通常还会设有等边直伸导线，这个贯通误差则完全是由测角误差决定的。在曲线型的隧道中，测距和测角的误差都会对贯通误差造成影响。然而不管是直线型还是曲线形，导线边长的测量误差对于贯通误差的影响都是独立的，这个数值和这条边在贯通面上面的投影成正比关系，和这条边在导线上的位置没有关系。导线转角所处位置的测量误差对于贯通误差的影响是有规律的，与贯通面的距离越大，转角的测量误差产生的影响就变大，这个数值和角顶点与贯通面的垂直距离是正比关系。提高导线转角测量精度和导线边长度，可以使贯通误差减小。 隧道工程的检测技术 1、检测技术指标 衬砌与喷锚支护是隧道支护结构的重要组成，喷锚支护主要是指喷射混凝土支护与锚
6、杆支护。锚杆的施工是十分隐蔽的，场地条件、施工工艺、底层结构和施工现场的管理水平都会对此造成影响，所以，对施工锚杆的质量检测是十分必要的；在喷射混凝土的过程、外加剂和拌和料的拌匀、称量、水灰比的配比方面、洒水养护和喷射作业过程都是随机进行的，强度差异往往会非常大，所以，检测喷射混凝土的强度也是检测施工质量的必要步骤。综合这些因素，喷射混凝土强度、衬砌混凝土内部质量和强度、砂浆的饱满度和锚杆的长度，都是检测隧道工程质量过程中的重要指标。 检测方法与手段 如今一般都采用无损技术对工程质量进行检测。这种检测技术是指在不损害构件性能与工程结构的条件下，通过对某些物理量的测试，半段结构或者构件是否达到标
7、准。无损检测技术与常规检测方法相比，有随机性、现场检测、没有破坏、远距离探测等许多优势，而且通过此种方法的得到的结果可以连续采集，最后运用数学和物理的方法进行分析，推断的结果比较精确，弥补了传统方法上的不足。 法测锚杆质量的检测 当锚杆的形状为直径远远小于锚杆长度的柱体时，可以使用一维杆件理论这种弹性波中的方法对锚杆进行分析。混凝土与锚杆是混合在一起的，和周围的岩石相比，弹性波阻抗有非常大的差异。在对锚杆进行无损检测时候，可以吧锚杆当做是一件一维弹性杆件， 。在这种理论基础上，检测时候，就会在锚杆的底部部位发射一种高频的应力波，这种波会随着杆体传输到锚杆末端，并且渗透到周围的岩石和砂浆之中，在
8、遇到锚杆末端波阻抗变化界面和注浆密度差的时候将会产生反射信号，这个信号被接收器接受，接收装置通过对入射信号、反射信号的分析，得出砂浆密实度、锚杆长度、缺浆部位等多方面的具体信息。 （2）喷射混凝土质量的检测 喷射混凝土的表面都是很粗糙的，通常使用应用贯入法，测定喷射混凝土的强度。这种方法是在恒定的压力下把有特殊记号的射钉打入需要被检测的混凝土中，根据射钉进入的深度计算喷射混凝土的强度。这种方法还能都对砌体水泥砂浆的强度进行检测。 这种检测方法的实验原理是这样的：发射枪对混凝土表面发射钢钉，在推力的作用下，钢钉以很高的速度进入混凝土中，在这个过程中，钢钉与混凝土的摩擦消耗掉了一部分能量，另一部分
9、能量则拥有与对混凝土进行积压破坏，到钢钉停止运动，所有的动能都被吸收，由于这个动能是固定的钢钉的大小和机械性能也不会发生改变，根据力学知识，可以通过抗压强度与贯入深度的关系式来衡量混凝土的强度。 衬砌混凝土质量的检测 对于衬砌混凝土，一般使用地址雷达进行检测。雷达发出的电磁波在介质中间传播时，电磁波强度、波形特征和路径都会根据介质本身的性质而发生变化，通过接收器对输出波的幅度、形态和传播时间进行分析，就可以确定衬砌混凝土的强度了。 总结 隧道工程的测量和检测对隧道能否被应用十分重要。在实际的施工过程当中，选择合适的测量方法，不仅能够节省时间物力，还能够保证隧道质量。当然，隧道工程的每一项项目，也都要严密准确的检测之后才能投入使用。也正是测量技术与检测技术的有机结合，才能保证每一座隧道工程安全顺利实施。 参考文献： 1韩静玉.隧道工程洞内测量控制方法及精度控制方法分析J.铁道勘测.2010（11）:47. 2陈廷华.隧道工程无损检测技术理论与方法研究J.工程质量.2007（5）:1619. 3张业锋.探地雷达在隧道工程检测中的应用分析J.科学之友.2010（1）:6667. 4李致宇，孙海燕.隧道工程测量的精度分析与测量方案设计J.湖北民族学院学报.2010（1）:9398. 5牛根良.多种套合技术在山岭隧道测量中的应用J.工程勘察.2010（1）:721758.
