摘要：随着隧道贯通测量方法的多样化，以及测量经验的积累，地下隧道贯通误差愈加可靠。随着GPS空间定位技术、高精度陀螺经纬仪的普及和自动跟踪技术、全站仪空间交会解析技术等测绘科学新技术的大力发展与应用，为隧道建设提供了安全与精度的保障。文章重点就隧道贯通测量方案及误差控制分析要点进行研究，以供参考。
关键词：隧道工程；贯通测量；方案设计；误差分析
引言
隧道项目为了加快施工速度，缩短施工工期，改善通风状况及劳动条件，隧道施工通常都会采用进、出口两个工作面相向掘进。为了保证各掘进工作面沿着设计的方向掘进，使贯通后接合处的偏差不超过《工程测量规范》允许的限差要求，满足隧道贯通的精度，所以贯通测量的方案选择及误差预计都是必要的。贯通测量方案和测量方法选用的是否合理，一方面要看它们在实地施测时是否切实可行，另一方面还要看贯通测量的精度是否能满足隧道贯通的设计容许偏差要求，进行误差预计目的就是帮助我们选择合理的测量方案和测量方法，做到隧道贯通心中有数，既不应由于精度不够而造成工程损失，也不盲目追求高精度，而增加测量工作量，尤其对长大隧道的贯通有着十分重要的意义。
1隧道贯通测量方案设计目的和意义
隧道控制测量目的在于控制隧道的贯通误差在允许的贯通误差范围内，保证隧道相向开挖的工作面沿着隧道线路前进，在贯通面处将隧道贯通；隧道贯通面结合处的偏差可以分解为空间的三个方向，即沿隧道中心线的长度偏差，为纵向贯通误差；与隧道中心线垂直的方向出现的左右偏差，为横向贯通误差；高程贯通误差就是掘进过程中出现的高程误差。纵向贯通误差只影响贯通长度，不影响隧道的质量，只要在定测中线的误差范围内，满足隧道铺轨要求即可。高程误差太大会改变设计隧道的坡度，而横向误差过大会改变隧道中线的几何形状，给工作带来重大影响。
2隧道施工控制网布设方案分析与比较
2.1短隧道测量方案
对于长度较短且呈直线状态的隧道，可不进行控制测量而直接测量，如采用现场标定法。现场标定法的优点在于可以不建立地面与地下的控制网，测量和计算工作比较简单，但其缺点也很严重，因此这种方法只适用于比较短的直隧道。
2.2长隧道控制网布设及测量
对于隧道较长、地形复杂的山岭地区，地面平面控制网也可以布置成三角网形式，测定三角网的全部角度和若干条边长，或全部边长，使之成为边角网。三角网的点位精度比导线高，有利于控制隧道贯通的横向误差。对于洞内平面控制测量，洞内平面控制均按支导线估算测量误差对横向贯通精度的影响值，洞内平面控制测量设计就是根据所配备的测量仪器设备能达到的精度选择符合《测量技术规则》要求的测角和测距中误差，详细如下：
上述公式中，其中右边第一项为测角误差引起的横向贯通误差，S为导线边长；第二项为量距误差引起的横向贯通误差，
=206265；
分别为洞内支导线点和边到贯通面的垂直距离和在贯通面上的投影长；
分别为支导线设计测角、测距中误差，选择水平角观测必须采用测回法。
2.3联系测量
为了使井上和井下采用统一的坐标系统，保证地下工程沿设计方向掘进，应通过平峒、斜井及竖井将地面的平面坐标系统及高程系统传递到地下。平面联系测量可采用几何定向和陀螺定向，高程联系测量包括水准测量及光电测距三角高程测量。
2.4隧道高程贯通测量误差分配
在高程测量误差分配中，高程测量的误差计算公式如下：
上述公式中，
为地面高程控制测量中误差；
为盾构出洞处通过竖井传递高程的测量中误差；
为盾构进洞处洞门中心高程测量中误差；
为地下水准测量中误差。
3隧道贯通测量方案及误差控制分析要点
3.1高程控制测量
高程控制测量的任务是按规定的精度施工测量隧道洞口附近水准点的高程，作为高程引测进洞的依据。对于短隧道，使用三角高程测量还是能够满足测量要求的，但是对于特长隧道来说，隧道洞外贯通测量的方法需要采用高精密水准的方法才可以。水准测量应选择连接洞口最平坦和最短的线路，以期达到设站少、观测快和精度高的要求。每一洞口埋设的水准点应不少于两个，且以安置一次水准仪即可联测为宜。高精密水准测量方法虽然可以满足测量的精度要求，但其缺点是劳动强度大，工作效率不高，所以这种方法也逐渐被GPS拟合高程代替精度相当的水准测量，而特长隧道洞内的高程贯通测量主要采用高精密水准的测量方法。
3.2洞外平面贯通测量的方法
隧道工程平面控制测量的主要任务是测定各洞口控制点的平面位置，以便根据洞口控制点将设计方向导向地下，指引隧道开挖，并能按规定的精度进行贯通。洞口外的平面控制测量可采用GPS测量、三边、导线测量或者多种测量方法相组合的形式进行综合性的测量工作。在现代隧道施工中大部分采用的贯通测量方法是GPS测量，对于特长隧道的贯通GPS网形，从这种测量方法的灵活性出发，在隧道洞口线路中线位置上增设进出口点位，再增设其他的点位，必须减小垂线方向上的偏差，每个端位的控制点高度都不能差的太大。
3.3洞内平面控制测量的方法及精度分析
隧道工程的洞内是非常狭窄的沿着一个方向进行延伸的巷道，巷道里的条件与外界的地面具有很大的差距，在隧道内部进行平面控制测量的一般方法是支导线法，支导线法适用于隧道长度小于3km长隧。对于隧道工程中的特长隧道工程，在贯通测量中经常采用的方法是使用导线网的方式建立隧道洞内平面控制测量网。通常隧道内的导线布置方式有两种，分别为大地四边形构成的直伸型导线网以及双导线构成的交叉双导线网，这两种方式中因为直伸型导线网的特点为观测量大，并在靠近隧道洞壁的两边非常容易受到折光影响，所以在特长隧道贯通测量时采用交叉双导线网比较有优势。
结语
综上所述，隧道贯通误差的控制通常采用高精度的仪器，以使测角、量边的误差尽可能的小，让横向贯通误差、纵向误差、高程误差达到设计的要求。随着测绘科学的发展，各项测量技术与测绘仪器也在发生着翻天覆地的变化。相信在不久的将来，隧道贯通测量将越来越简便、快捷和高效，而且精度也会有一个很大的提升。
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论文作者:郭政超
论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期
论文发表时间:2019/9/11
标签：隧道论文; 测量论文; 误差论文; 高程论文; 导线论文; 精度论文; 平面论文; 《基层建设》2019年第16期论文;