解決隧道洞內控制測量對貫通誤差的方法 隧道控制測量的主要目的，就是保證隧道在兩個或兩個以上開挖面的相向施工 中，使其中線符合線路平面和縱斷面的設計要求，在允許誤差的范圍內，在滿足限界要求的條件下正確貫通，使襯砌結構符合設計要求，以減少施工浪費和不必要的返工。對施工單位而言，洞內控制測量精度的高低就直接影響貫通的精度，為保證隧洞在允許精度內貫通，本文就隧道洞內控制測量對貫通誤差的影響作以下分析。1 隧道貫通誤差的概述1.1 隧道貫通誤差的分類貫通誤差是指在隧道施工中，由于地面控制測量、聯系測量、地下控制測量、施工放樣等誤差，使得相向或同向掘進的坑道（或豎井）的兩條施工中線上，具有貫通面里程的中線點不重合，兩點連線的空間線段稱為貫通誤差。而根據其在隧道內的錯開現象，一般將貫通誤差分為三類：縱向貫通誤差：即與貫通面垂直的分量，其影響隧道中線的長度和線路的設計坡度；橫向貫通誤差（將使隧道施工中線產生左或右的偏差）：與貫通面平行的分量，其影響線路方向，如誤差超出一定范圍，就會引起隧道幾何形狀的改變，因此須對橫向誤差加以控制；豎向貫通誤差（高程貫通誤差）：在鉛垂面上的正射投影稱為高程貫通誤差，簡稱高程誤差，其將使坑道的坡度產生偏差。1.2貫通誤差限差及貫通精度要求按測規規定，隧道長度小于3000m時，橫向貫通限差為150mm，高程貫通限差為70mm。貫通精度要求叫表1.表1 洞外、洞內控制測量的貫通精度要求 1.3 隧道貫通誤差的來源及分配 隧道貫通誤差的主要來源為洞外、洞內控制測量，洞內施工放樣誤差對貫通誤差的影響可歸并到洞內控制誤差。由于洞內受光線暗、粉塵多，通風條件差、施工干擾多、空間狹窄等限制條件，因此洞內外控制測量具有不等精度，根據誤差不等精度分配原則及誤差傳播定律有： （1）式中：m洞內為洞內控制誤差對my的影響值；m洞外為為洞外控制誤差對my的影響值。2 洞內控制測量設計 為了保證隧道施工貫通精度達到設計及規范要求，在隧道施工前，要根據隧道洞室相向或單向開挖長度及施工貫通中誤差的精度要求，估算預期的誤差，確定導線施測的等級，編制隧道控制測量設計，以保證洞室開挖軸線的正確，即貫通精度，更為合理選擇經濟的施工測量設備和確定施工測量初步方案。根據隧道設計開挖圖，按一定比例尺用CAD或在圖紙上繪出隧洞開挖平面圖及貫通面位置，充分考慮開挖施工時洞內的測量環境（如通視條件及隧道施工對測量的影響）、以及測量精度的提高，合理的選出導線點位置，并展于圖上。3 洞內控制測量對貫通誤差的影響估算3.1 導線控制誤差對橫向貫通中誤差的影響估算洞內平面控制測量在未貫通前都是采用支導線，隨施工開挖的突進向貫通面延伸。支導線的終點是支導線精度的最弱點。橫向貫通中誤差主要影響隧洞的貫通精度，而橫向貫通中誤差是由導線測角測邊誤差引起。根據誤差傳播定律，導線測角及測距是相互獨立的兩個量，則可得導線測角中誤差所引起的橫向貫通中誤差y為： （2）式中：y為測角引起的橫向貫通中誤差；為常數 206 265；m為導線測角中誤差，S；RC2為觀測角度的導線點到貫通面的垂直距離平方的總和， m2。導線測距誤差所引起的橫向貫通中誤差為yx （3）式中：yx為測距引起的橫向貫通中誤差；為導線邊長相對中誤差，mm；Dy2為各導線邊在貫通面上的投影長度平方和的總和，m2。 那么，導線測量誤差在貫通面上所引起的橫向貫通中誤差為 （4）該式是隧道工程橫向貫通中誤差常用的估算公式。 3.2 洞內高程控制測量對豎向貫通中誤差的影響估算受洞內高程控制測量的誤差影響，貫通面上所產生的高程中誤差按下式計算： （5）式中：mh為豎向貫通中誤差；m為每千米水準測量高差中數的偶然中誤差，以mm計；L為洞內兩開挖洞口間水準路線長度，以km計。確定水準路線方案后， 根據測量初步方案選擇的水準測量等級。在表2 中選取全中誤差m。將 L和m值帶入（5）式子中計算出估算豎向貫通中誤差mh。當mh大于隧洞豎向貫通中誤差允許值時，應選擇合符精度要求的儀器設備或調整線路及提高水準等級重新計算，直至mh小于隧洞豎向貫通中誤差允許值。表23.3 未貫通部分橫向貫通誤差估算及方案調整 此時分配給未貫通部分橫向貫通誤差mw按下式計算： （6） 未貫通部分橫向貫通誤差估算值 m按式（6）計算， 若 mgmw 則未貫通部分方案可行，否則應調整改進未貫通部分測量方案直至 mgmw。4 提高洞內控制測量精度的幾點建議4.1 嚴格按設計的控制測量等級相關技術要求進行施測，施測中盡量采用三聯腳架法，但要注意各基座與棱鏡及儀器有無隙動、氣泡有無偏離、對中偏離是否較大等等，如有上述情況則要對測量儀器進行檢修和校正，找出問題所在。4.2 測回間要重新對中儀器和覘標，一般3-5次測回重新置中一次，并采用雙照準法讀數，兩次照準讀數限差為2，以減小對中誤差和對點誤差的影響，保證測角精度。水平角觀測采用方向觀測法觀測，每個測回的零方向讀數，應均勻分配在度盤的不同位置上。4.3采用碘鎢燈照明，為消除照準目標的相位差，照明時半測回在占標一側照明，另半測回在占標另一側照明。4.4 觀測時盡可能在洞內煙塵小，光亮度清晰時進行。當出現洞內煙塵過大，目標漂浮無法確定時，一定要停止觀測，不可將就，另選擇合適時段進行。4.5隧洞每開挖到一定長度時要及時增設基本導線點，指導開挖的臨時點要控制在23個以內，且要進行經常性的檢測其正確性，確保洞室開挖的正確。4.6隧洞每開挖到一定階段或一定長段時要及時對導線進行檢測、復測及精度估算，對因其它原因而改變設計路線方案時要對精度進行估算。4.7 隧道的橫向貫通誤差隨著測站數的增加而迅速增大，因此在測量時導線要盡可能布設成似等邊直伸型導線，在測量環境允許范圍內盡可能的拉長，以減小方位角傳遞誤差。4.8要嚴格進行邊長的投影計算，正確計算各點平面坐標。4.9洞內平面控制時，正式中線點由鄰近的導線點以極坐標法測設在地面之后， 應在中線點上安置儀器，以任意兩個已知坐標點為目標測其角度。用實測角與坐標反算的角值比較，以檢查中線點測設的準確性。4.10 由于洞內空氣密度不均和洞內外溫差、洞內濕度等方面的影響，測量前一定要讓儀器充分晾露；在測量的過程中應嚴格注意測量范圍內是否有不良反射體、機械熱源和旁折光等影響，同時測距電源啟動后要停止使用對講機。 4.11 當采用水準測量時，應進行往返觀測；當采用光電測距三角高程測量時，應進行對向觀測；三角高程測量時，要嚴格按操作程序進行，如垂直角的觀測要同測距在同一次照準時完成，對于三角高程等級在三等及以上的高程控制測量，應采取一些提高精度的措施進行施測，如每100m在邊墻部位設立墻角水準點，以提高對中精度。4.12 對貫通面較多的隧洞，要考慮到隧洞全部貫通后的軸線情況，對洞內有砼襯砌時，還要對相向挖的兩條導線進行附合，并進行貫通誤差分配或平差處理，保證洞內砼襯砌形體的正確。5 結束語綜上所述，在隧道貫通誤差中，有橫向誤差、縱向誤差及高程誤差，由于橫向誤差超過限值會導致隧