5.1隧道贯通误差(精)

主要导线 YA’ ）
A”
（XA”, YA” ）
横向误差： YA’ -YA”
纵向误差： XA’ -XA” 方位角贯通误差
（3）水准测量法
细钢丝 细钢丝
BM2
A
贯通面 求解点A的高程H’ 高程贯通误差为H”-H’
求解点A的高程H”
3.误差的调整
调整贯通误差的工作，原则上应在隧道未衬砌地段上进行，不
再牵动已衬砌地段的中线，以防减少限界而影响行车。
贯 通 面
(1)横向贯通误差 与贯通面平行的分量 (2)纵向贯通误差 与贯通面垂直的分量 贯 通 面 高程贯通误差 贯通点
贯通点
横向贯通误差
纵向贯通误差
2.高程贯通误差
在铅垂面上的正射投影。
三、 贯通误差对隧道贯通的影响
1.纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计坡度。 2.横向误差影响线路方向，如果超过一定的范围， 就会引起隧道几何形状的改变，甚至造成侵入建筑限界 而迫使大段衬砌拆除重建，既给工程造成重大经济损失 又延误了工期。因此，必须对横向误差加以限制。
ml m yl l
d
2 y
dy3 3 2 dy2
dy5 5 6
4
7
8
1
dy1 dy7 贯通面
ml m yl l
d
2 y
2.顾及起始方位角误差对横向贯通误差的总影响
受角度测量误差、距离测量误差和起始方位角误差的共同影 响，导线测量误差对贯通面上横向贯通中误差的影响为：
3. 高程控制测量对高程贯通误差的影响 在贯通面上，受洞外或洞内高程控制测量误差影响
3.高程误差主要影响线路坡度。
四、横向误差和高程误差的限差
两开挖洞口间长 ＜4 度（km） 4~8 8~10 10~13 13~17 17~20
横向贯通误差（ 100 mm） 高程贯通误差（ mm）
150
200
300
400
500
±50
五、影响贯通误差的主要因素 1.贯通误差是洞外控制测量、洞内外联系测量、洞 内控制测量和洞内中线放样等项误差的共同影响。 2.一般横向贯通误差将洞外平面控制测量的误差和 两相向开挖的洞内导线测量的误差按照等影响原则来考 虑。 3.高程控制测量中，洞内、洞外高程测量的误差对 高程贯通误差的影响，按相等原则分配。
而产生的高程中误差为：
mh M L
式中，M为每千米水准测量的偶然中误差，以mm计 ；L为洞外或洞内两开挖洞口间高程路线长度的公里数。
八、案例 1.平面控制测量案例
某铁路隧道为直线隧道，设计长度为L = 1136. 29m，洞外平
面控制设计为单导线，其布设如图。试确定测量等级并判定该设计 方案能否满足贯通的精度要求。
六、洞内外控制测量对贯通误差影响的限值
横 向 中 误 差 隧道长度 ＜4 （mm） 高 程 中误差 mm
相邻两开挖洞口间长度（km） 4~8 8~10 10~13 13~17 17~20
洞
洞
外
内
30
40 50
45
60 75
60
80 100
90
120 150
120
160 200
150
200 250
±18
子情境5：隧道贯通误差与调整
隧道贯通误差与调整
思
考
隧道贯通误差对隧道施工有何影响?
一、贯通误差及其对隧道贯通的影响
相向开挖的两条施工中线上，具有贯通面里程的中 线点不重合，两点连线的空间线段称为贯通误差。
贯 通 面
实际的贯通误差 只有在贯通后才 能确定
二、 贯通误差的分类
1.平面贯通误差：
贯通误差在水平面上的正射投影。
D' E' B C A Y F' X
贯通面
D E B' C' F
（1）估算数据图解 ①A、F为导线的始、终点，亦为隧道洞口控制点。 ②以洞外导线的始点A做为坐标系原点，以隧道中线按里程 增加方向为X 轴正向，建立测量坐标系。在地形图上，各导线点
A、B、C、D、E、F在贯通面方向上的垂足分别为A′、B′，C′ 、D′、E′、F′，量算出各导线点的垂距 RX 及各导线边在贯通
R ε
CC
EE DD R DE
360 2R
DD ' sin
CC '
AA ' FF '
九、贯通误差的测定及调整 1.分类 （1）高程贯通误差
mh
（2）纵向贯通误差
ml
（3）横向贯通误差
mq
2.误差的测定 高程贯通误差 横向贯通误差 纵向贯通误差
∆u ∆h ∆t ∆
（1）延伸中线法
量取AB两点之间的高差与距离即可的贯通误差
A
B
（2）坐标法
贯通面 主要导线
β A （ X A ’,
25′ 26mm
(2)曲线隧道贯通误差
贯通面位于圆曲线上 贯 通 面 方 向
进口贯通面
辅 助 切 线 10
40 20
30
出口贯通面
辅 助 切 线
在贯通面两侧每20米弦长的中线点上，增加或减少10″～６０″的切线偏角
当贯通面位于曲线始（终）附近
贯 通 面
E
D
α
F F’
D’ E’ C’
C
B
A’ A
DE与D’E’不平行也不重合 调整圆曲线长度法 调整后DE与D’E’平行
洞外导线测量误差对横向贯通影响
各导线点至贯通面的垂距RX Leabharlann Baidu 名 各导线边在贯通面方向的投影长度
dy dy （m）
140
RX （m）
400
RX 2 （m2 ） 导 线 边
160000
dy 2 （m2 ）
19600
B
A～B
C
D E
150
250 480
25500
62500 230400
B ～C
C～D D～E
（mm）
贯通面 y 2 1 RX1 RX5 3 4 5 RX6 RX7 RX8
2 R X
6
7
8
RX3
RX2
RX4
x
m y
m
（mm）
（2）测距误差的影响
设导线环在邻近隧道两洞口连线的一列测边上的各边对贯 通面上的投影长度为 dy (m)，导线边长测量的相对中误差为
ml / l ，则由于测距误差对贯通面上横向中误差的影响为：
(1)直线隧道贯通误差 具体方法
♣β<5’
直线连接
♣ 5’<β <25’ 直线连接顶点内移
贯 通 面 方 向
调整方法---折线法
R=4000m
♣ β >25’ 加反向曲线
C E
β1
β2
D
R=4000m
各种转折角α的内移外矢距Ｅ值
转折角β 内移外矢距Ｅ值
5′ 1mm
10′ ４mm
15′ 10mm
20′ 17mm
洞外导线测量中误差对隧道的影响预计是18.7mm，其允许值 是30mm，显然该洞外导线测量设计可行。
注： 计算洞外导线测角误差影响值时，不应计入始点、 终点（即洞口控制桩）。但在引入洞内导线时，两洞 口控制桩上需测角，故其测角误差应计入洞内的测量 误差。
2.高程控制测量案例
某铁路直线隧道，设计长度为5246m，分别由两端洞口相向开 挖。两端洞口分别埋设四个水准点：BM23、BM23－1和BM24、BM24 －1，其中BM23和BM24 为定测线路水准点。洞外高程控制测量设计
面方向上的投影长度 dy，其结果于下表中。
（2）确定隧道洞外平面控制测量等级 本例隧道长度小于2km，根据洞外导线测量适用长度知，洞 外导线可布设为五等： 导线测角中误差为 边长相对中误差为
mβ=±4.0″， ml / l =1/20000。
（3）洞外导线测量误差对贯通的影响
洞外导线测量误差对贯通的影响计算见下表
1 M 4n R 2.1 mm 5.0mm
达到四等水准测量的精度要 求。
高程贯通中误差为：
mh m L 2.1m m 7.4 5.7m m 18m m
可见，该项洞外高程控制测量对贯通面上所产生 的高程贯通中误差的影响满足精度要求。
为四等水准测量，布设六个临时水准点。各测段水准路线长度、往
返测高差观测值及高程计算列于表中，试计算每千米水准测量高差 中数的偶然中误差mΔ，并估算mΔh。
往返测高差观测值及高程计算
点 号 实 测 高 往 测 -2.345 -6.299 P1 -19.326 P2 23.632 P3 17.423 P4 -27.576 P5 -9.048 P6 21.072 BM24-1 BM24 ∑ -1.288 -3.755 1.287 3.756 -1.2875 -3.7555 -21.074 21.073 567.292 566.0045 定测为 66.003m 断高为 0.0015m 9.045 -9.0465 546.219 27.580 -27.578 555.2655 -17.427 17.425 582.8435 -23.626 23.629 565.4185 19.322 -19.324 541.7895 差（ m） 返 测 2.347 6.302 平 均 高 差 （ m） -2.346 -6.3005 561.1135 高 程 （ m） 569.760 567.414 备 注 BM23 BM23-1 起算高程
±17 ±25
洞外、洞内 总影响
七、隧道贯通误差估算 1.导线测量误差对横向贯通精度的影响
（1）测角误差对横向贯通误差的影响
设RX 为导线环在隧道两洞口连线的一列边上的各点至贯通面
的垂直距离（m），则导线的测角中误差m （″）对横向贯通中误 差的影响为：
m y m
2 R X
40
160 70
1600
25600 4900
E ～F
∑ 475400 ∑
130
16900 68600
m 4.0
my m
2 R X
ml 1 l 20000
= ±13.4（mm）
ml m yl l
2 d y = ±13.1（mm）
2 m m2 m y yl = ±18.7（mm）
每千米水准测量高差中数的偶然中误差计算
点 号 BM23 P1 P2 P3 P4 P5 P6 BM24 ∑ 0.9 1.1 0.9 1.3 1.0 1.0 1.2 7.4 +5 -4 +6 -4 +4 -3 -3 +1 ±19 ±21 ±19 ±23 ±20 ±20 ±22 27.78 14.55 40.00 12.31 16.00 9.0 7.50 127.14 测段长 度R (km) 高差不符值 Δ (mm) 实测 限差 /R 备 注