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摘要：随着经济和科学技术的发展，对道路的建设的要求也越来越高。长大隧道作为道路建设的控制性工程之一，其贯通的水平在很大程度上代表了我国隧道的技术发展水平，而且贯通测量是测量学科内一项最综合性的测量工作，非常值得探讨、研究，也是对测量理论和知识方面的一次全面性的训练和培养。
关键词：隧道贯通; 测量; 误差预计
导言
误差在任何工程建筑项目测量过程中是无法避免的，隧道误差也不例外。在实际测量过程中，施工人员往往因为加快项目进度，缩短工程施工期限和改善隧道工作的环境，以隧道两端的开切口为施工起点，从隧道两端同时进行施工。为了确保隧道在贯通方向与贯通点的误差符合规定要求，在实际施工中，隧道贯通测量的误差预计十分重要。
1 贯通测量误差预计技术简要概述
贯通测量误差预计，指的是以早期明确的测量方案为基准，同时结合具体的测量技术，借助最小二乘准则及误差传播定量，进一步将贯通精度估算出来。本文论述主要预计的是贯通实际偏差的最大误差，而非具体偏差值。误差预计拥有概率方面的价值作用，其主要目的是使既定的测量方案更加完善，从而进一步选择更加合理、科学的策略，以此为全面掌握贯通过程奠定基础。总而言之，由于贯通测量误差预计具备多方面的特点及优势，因此其可在隧道测量中推广及应用。
2误差预计的重要性
施工中，隧道工程贯通相遇点(K点)在水平面内的左右偏差和竖直面内的上下的偏差是影响贯通质量的最重要的两个因素。因测量中的误差是不可避免的，所以加强贯通测量误差控制是极其重要的工作。误差预计工作是通过对贯通精度进行估算，达到优化测量方案，验证测量方法是否可靠，最终确定贯通测量组织设计书的目的。
3误差预计方法
根据最终确定的测量方案及方法，根据最小二乘原理和误差传播定律，对贯通误差进行预计。贯通测量的最大误差应在允许的范围内，过大的测量误差则会使测量严重失准，造成贯通效果差，严重的可以导致质量事故的发生，造成一系列经济损失；而测量精度过高则会使投资过大，造成不必要的资源浪费，因此，对贯通测量误差进行预计具有重要的意义。贯通测量预计可以采用如下方法进行：
（1）在贯通测量前，要充分掌握隧道相关地质资料，尽早建立地面测量控制网，对取得的相关资料的准确性和精度进行复测，为贯通测量做好充足的准备工作。
（2）测量控制平面图中要绘出贯通测量过程中涉及的相关洞内外测量的控制点、导线点、水准点等，对测量设计平面图的绘制要有科学准确的态度。
（3）通过相关地质资料及测量控制平面图确定测量方案，结合施工过程中所采用的仪器设备和规定允许限差要求，最终确定测量方法。
（4）贯通测量过程中要及时调整中腰线，以保证测量的准确性，最终隧道贯通后要计算实际偏差值，计算各项闭合差，分析测量的实际精度，并做相应的记录。
4隧道贯通测量中的误差预计
4.1隧道贯通测量限差
一般情况下，隧道结合处的偏差值，可能会出现在以下几方面：(1)横向误差。即是隧道水平面内垂直于隧道中线的误差。(2)高程误差。即是隧道竖直面内垂直于隧道腰线的误差。(3)纵向误差。即是隧道水平面内沿着隧道中线方向产生的误差。按照《新建铁路工程测量规范》具体标准指出，隧道贯通测量限差为：隧道横向贯通的误差低于100mm，高程贯通误差低于50mm，由于现场实测的资料较少，因此必须根据《新建铁路工程测量规范》具体要求，来确定隧道测量方案。例如在现场测量过程中，按照《新建铁路工程测量规范》要求，进行平面控制测量时，使用五等导线对隧道外部进行测量，测角精度为4"，边长对中误差为1/20000。隧道内部测角精度为4"，边长对中误差为1/10000。隧道高程控制测量过程中，隧道洞外、洞内均使用五等精度要求进行测量。
4.2贯通测量的误差来源
(1)光电测距误差。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆一般情况下，光电测距仪的测量误差使用固定误差A(即是测量误差和隧道边长相关的随机性偶然误差)与比例误差B(即是测量误差和隧道边长大小成比例的随机性偶然误差)。故计算公式为：MD=±(A+BD)。(2)水平角测量误差。隧道洞内测角与地面测角的测量方式相同，测量误差的影响具体体现在以下几方面：①仪器设备的预计误差。主要包括视轴、竖轴倾斜和水平轴倾斜等测量误差等;②测角误差。主要包括测角方法、瞄准和读数等预计误差等;③觇标对中误差与仪器设备对中误差。(3)隧道高程测量误差。在隧道贯通测量过程中，引起隧道洞内水准测量误差的因素主要包括以下几方面：①工作人员操作不当与外部因素的影响;②水准仪望远镜瞄准误差;③其他测量仪器设备引起的误差;④气泡居中在水准管内部引起的误差。
4.3贯通测量误差参数的确认
(1)需要确定的误差参数。由于隧道现场测量的资料不齐全，因
此所需要确定的测量参数都是按照测规和仪器标称精度要求来确认。例如隧道洞外按照五等导线进行测量，测角精度为m±4"，按照仪器内常数计算，隧道地面光电测距两次独立测距的精度为a=0.00054;b=0.000055。按照测规每公里偶然中误差对隧道洞外高程误差进行测量，精度为M⊿=7.5mm。隧道洞内与隧道洞外的测量方式相同，测量结果为a=0.00054;b=0.000055;M⊿=7.5mm。(2)误差预计图的绘制。由于隧道进出口使用相向挖掘贯通，因此在隧道合适位置设置隧道贯通相遇点P，P点是圆曲线上的一个基点，基点切线方向设定在y轴，法线方向设置在x轴。(3)测量误差的预计。在隧道地面导线测量误差中，对于x方向上的P点误差预计，由于测角与量边的精度要求不同，必须严格根据相应精度要求进行测量。(4)隧道贯通相遇点P在高程上的误差预计。隧道洞外高程测量的预计误差必须小于预计误差。隧道实际贯通没有大于隧道贯通的限定值，则测量方案可行。
4.4测量结果
在实际贯通测量的过程中，经过业内大量测试后能满足要求。表明隧道贯通测量方案设计的优化与误差预计是一项重要的工作，测量工作人员在实际测量中应做好误差预计工作，不能过于注重测量高精度而盲目增加测量工作量，从而保证隧道贯通测量满足精度要求。
4.5贯通测量误差分析
贯通测量后要进行精度分析，主要是将实际误差和预计误差进行对比分析，误差分析主要包括平面测量误差分析、高程测量误差分析和中腰线测量误差分析。对贯通测量结果进行误差分析，一方面对进行的测量工作进行相应的评定检测，另一方面可以丰富测量实践工作，形成隧道测量数据库，为隧道今后的测量提供参考依据。
（1）水平方向上测量误差的分析，地面控制测量可以采用GPS控制网，洞内平面测量沿隧道布置测量导线，最后验算闭合导线终点的误差。
（2）竖直方向上测量误差的分析可按水准测量和三角高程测量误差公式分别计算，最后求得其累计总和，洞内高程误差来源主要可分为地面向洞内导入高程误差和洞内三角高程的测量误差，洞内两次独立导入高程误差不得超过相应规范要求。
（3）中腰线测量误差分析，按照规范规定，隧道贯通后应在贯通处进行测量误差的分析，将施测导线连接起来计算闭合差。
4.6加强检核
贯通测量工作中，应尽可能的增加独立的检核条件，杜绝粗差;测量、计算宜由两人分别进行或采取不同的方法、不同的计算工具等，对完成的测量和计算工作，均应有客观的检查。
4.7保证隧道贯通所采取的措施
贯通测量是一件要求很认真的工作，需要投入大量的财力和物力，在测量计算时，一定要对所有已知点起算数据进行检核和核对，数据无误后方可使用，内业计算时已知数据不能抄错，各项测量成果资料都要有独立的检核条件，对施测成果应及时进行精度分析，对不合格的成果资料必须补测重测，采取提高精度的相应措施。
5贯通测量期间基本注意事项分析
在贯通测量过程中，需注意一些基本事项，这样才能够使贯通测量误差预计的应用效果得到有效体现，具体需注意的事项包括：①对原始资料进行认真且详细地检查，确保抄录起算数据的精准无误;②对点位进行详细且认真地核对，以此使找错测点的情况得到有效避免;③基于风力大的情况下对中，需使用到挡风板进行挡风处理，以此使误差得到有效降低;④严格使用仪器，按照仪器使用规范、标准进行使用，并确保技术落实到位.
结语
贯通测量是隧道顺利贯通的重要保障，因此工程技术人员要保持严谨的工作态度，贯通测量必须满足生产技术要求，精确贯通可以带来良好的经济和安全效益。贯通测量所提供的原始资料要准确，在贯通测量前一定要进行资料的核准验算，对所使用的相关控制网、坐标、高程、中腰线等要确定其测量的精度后方可使用。贯通测量必须符合规定的精度要求。
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[4]单永智. 隧道贯通测量中的误差预计[J].赤子(上中旬).2014(11)
论文作者:宁左方
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/15
标签：测量论文; 误差论文; 隧道论文; 高程论文; 精度论文; 导线论文; 洞内论文; 《建筑学研究前沿》2017年第8期论文;