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摘 要：在隧道施工过程中，不可避免的会产生贯通误差，包括竖向误差、横向误差和纵向误差。其中，高程控制误差对竖向误差的影响规律比较简单，纵向误差不会对隧道贯通产生直接影响，施工测量人员最为关注的是地面控制网误差对横向贯通的影响。如果在贯通测量工程中产生较大误差，则会直接影响隧道工程正常使用，因此，对隧道工程测量方案进行详细探究具有十分重要的现实意义。
关键词：隧道工程测量；精度分析；测量方案
1隧道工程测量工作特点
有时施工环境较差，经常需求进行点下对中，边长较短时测量精度无法得到保证。隧道工程通常选用独头掘进方法，洞室之间相互不连通，不方便安排校核，随着坑道推动致使点位误差逐步累积。隧道工程施工现场较为狭隘，因而可选的操控测量方法较少，只能以初级导线坑道掘进，以后布设高级导线。为确保地上和地下选用的坐标体系一致，要选用联络测量的方法进行测量。
2隧道贯通误差及其分配
2.1隧道贯通误差
贯穿误差首要分为三类：纵向贯穿误差、横向贯穿误差、高程贯穿误差。线路中线方向的投影长度，简称纵向误差。这一误差首要影响隧道中线长度，基本不影响隧道贯穿，也较少影响施工质量。横向贯穿误差。垂直于中线方向的投影长度，简称横向误差。高程贯穿误差。高程方向的投影长度，简称高程误差。这一误差首要对掘进和铺轨同步进行的隧道影响较大，致使接轨点的滑润度较低，也也许影响隧道斜度。选用合适的测量方法能削减这一误差。
3.2贯通误差的分配
选用盾构法施工的隧道工程，在进行工程测量时，地上操控网的选择较多，地下操控测量却大多只能布设为支导线方法。贯穿误差限值的分配便是测量精度的断定。洞内导线能够断定施工中线和贯穿误差，测量误差、施工误差和放样误差对贯穿精度的影响也能够忽略不计，所以隧道贯穿误差的首要影响因素可断定为来源于地上操控网、地下操控网和导线及竖井联络测量。隧道施工过程中，地上操控测量和洞内操控测量通常由不一样施工单位别离施行，因而贯穿误差应当进行适当分配。
因为地上条件明显优于地下，平面操控测量精度要求也必定要高于地下测量，洞内导线测量的精度可略低于地上测量。地上操控测量的误差、洞内导线测量误差均可作为独立影响因素，而竖井开挖的联络测量较大程度上能够影响贯穿精度，因而也被作为影响贯穿精度的独立影响因素。高程操控测量时，洞内的高差改变和水准道路条件都优于地上；洞内的水、气和烟尘的影响程度等按等影响准则进行分配；光亮度较差，施工搅扰都使竖井联络测量能够被作为高程贯穿精度的首要影响因素。随着中国施工技能和勘察技能的不断发展，一些传统的测量方法现已被GPS操控测量方法所代替，并广泛应用于地铁等隧道交通施工的地上操控测量中。
4地面控制测量对横向贯通误差的影响
在隧道工程测量中，地上操控测量是第一道测量程序，在进行地上操控测量作业时，首要对洞口坐标误差进行测量，然后对地上操控网边方向进行误差测量。其间，洞口点坐标的误差关于对贯穿误差的影响与同一隧道开挖两洞口点的相对误差椭圆在贯穿面上的投影式数值一样，操控网测量误差关于隧道工程贯穿误差的影响是相对的。在对地上操控网边方向进行误差测量时，误差首要体现在方向上，首要表现为两点：①联络测量的误差；②地下支导线的开始方位的误差。在进行联络测量过程中，不管选用何种测量方法，都不可避免的会对贯穿误差发生必定的影响。假定，将地下单侧支导线的总长在贯穿面的垂直方向上的投影设定为S，则地上操控网边的方向误差对横向贯穿误差的影响值就等于开始方向误差与S的乘积。关于操控网最弱边的相对误差，能够依据精度要求进行计算。
地上操控测量的误差关于横向贯穿误差值的影响，是由洞口点坐标误差以及地上操控网边方向的误差所组成的。
式中：m2q控地上指的是地上操控测量关于横向贯穿误差的影响值大小；mp指的是最弱点的点位误差；b指的是最弱边的相对误差；l指的是隧道工程总长度在贯穿面垂直方向上的投影的总长度的一半。
通过对地上操控网进行优化规划，能够依据隧道开挖段两端操控点的相对误差以及定向边方向误差断定精度目标。假如选用惯例方法规划操控网，则能够运用最弱点点位误差以及最弱边边长相对误差作为精度目标。因而，在进行地上操控测量时，能够运用惯例方法，操作快捷。
5联系测量对横向贯通误差的影响
随着地下导线长度的增加或者减小，隧道开始方位角的误差关于贯穿误差的影响会不断发生改变。假如选用平洞或者斜井的方法进行隧道开挖，则地下导线的开始位置即是地上操控网的方位角，为了减小贯穿误差，有必要进行科学合理的测量。在进行洞外平面操控测量时，有必要运用领先的测量仪器进行定位测量，为了减小洞外测量误差所导致的横向贯穿误差，能够选用延长观测时刻、增加观测时段等方法。隧道工程的面积与操控大小是有限的，因而，洞内测量分布很难做到全部和体系，因而，在进行隧道工程开挖时，隧道隧洞测角误差是横向贯穿误差的首要因素。
6地下导线测量误差对横向贯通误差的影响
地下导线贯通误差对于横向贯通误差的影响的表达公式如下：
在上述公式中，m2q地下指的是示地下导线测量对于横向贯通误差的总影响，m2qβ指的是由地下导线转角测量误差所引起的横向贯通误差，m2ql指的是由地下导线边长测量误差所引起的横向贯通误差。在隧道贯通前，由于地下的导线是支导线，可以将上述公式转化为以下公式：
式中：ΣR2x指的是侧角的各个导线点到贯通面的垂直距离的平方和；指的是导线边长的相对中误差；Σd2q指的是各导线边长在贯通面上的投影长的平方和；ρ取206265。
在大部分城市地铁工程中，隧道工程一般为直线形，而在直线隧道中，需要布设等边的直伸导线，横向贯通误差是由测角误差所引起的。
6隧道工程测量的精度分析与测量方案设计实例
6.1贯通误差及相应技术指标
由于纵向误差对贯通误差几乎没有影响，因此可忽略不计。按照等影响原则，洞内外水准测量误差所产生的高程贯通误差的容许值相同。
6.2地面控制测量
6.2.1坐标系统
地面控制测量和洞内控制测量均采用与已知点相同的坐标系统，平面采用WGS-84坐标，高程采用1985年颁布的国家高程基准体系。设计地面布设一级导线，分为5条边，长边298m，短边196m，平均边长270m，测量中误差5s，测距相对中误差为1/30000。
6.2.2地面高程控制测量
该隧道工程所处地段地形复杂，周边植被茂盛，该隧道属于中直隧道。由于受到各种因素的影响，洞外按2km进行四等水准测量，并且敷设四等水准路线，测量仪器选用3S型水准仪，其每公里高差中数的偶然中误差为5.0mm。观测方法为四等水准测量方法。
6.2.3洞内控制测量
洞内导线布设。该隧道工程为直线型隧道，而且为于中隧道，综合考虑各种因素，采用沿隧道中线布设等边直伸型二级支导线作为工作导线，并且导线布设形式为等边直伸型。在隧洞内部，设置4个导线点，5条边线，长边为200m，短边180m，平均边长为196m，测角中误差为8s，测距相对中误差为1/14000。在本次测量过程中，所用测量仪器与洞外平面导线控制测量时的仪器相同。
洞内导线测角和测边。洞内导线测角采用方向观测法进行测量，并且与地面导线基本相同。洞内导线测边采用光电测距仪和全站仪测定边长，测量效果比较好。
7结论
在隧道施工过程中，应提前进行贯通误差的预测，确保贯通测量设计和隧道中线符合施工设计要求。
参考文献
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论文作者:许志远
论文发表刊物:《防护工程》2017年第1期
论文发表时间:2017/5/11
标签：误差论文; 测量论文; 隧道论文; 导线论文; 横向论文; 精度论文; 地上论文; 《防护工程》2017年第1期论文;