隧道贯通误差预计分析
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关键词 ： 贯通误差 ； 误差预计 ； 控制测量 ； 极 限误 差
１概 Biblioteka Baidu
城市轨道交通工程的车站和区间 相邻车站之间的地段） 是分别 表 １区间 一 铁西广场站左线平面贯通误差 施工 的，在区间中有时为了加快施工进度会在中间开挖一些竖井 以增 加掘进面。这样一来就会出现对 向掘进在 中间相通或从车站一端 向相 邻车站一端掘进在车站端头相通 的情况。 不论哪种 睛况 ， 我们把隧道开 挖相通之处的横截面称为贯通面。相 向开挖施工中线在贯通面处不能 按设计位置相衔接而产生的偏差称为贯通误差。 表２ ２ ＃竖 井 一 铁 西广 场站右 线 平面贯 通误 差 贯通误差从几何上说是—个空间线段 ，其长短取决于地面控制测 量、 联系测量和地下控制测量 误差影响值的大小。 贯通误差在垂直于中 线方向上的投影水平长度称为横向贯通误差 ，沿 中线方向上的投影水 平长度称为纵向贯通误差 ，在高程方向的投影垂直长度称为竖向贯通 表３ ２ ＃竖井 ～ １ ＃ 竖 井右 线平 面贯通 误差 误差（ 即高程贯通误差） 。可见 ， 为了确保地下隧道按设计的要求贯通 ， 应 首先确定 出各项贯通误差的限值 ， 在纵 向方面所产生的贯通误差 ， 一般 对隧道施工和隧道质量不产生影响 ， 高程要求的精度， 使用一般水准测 量方法 即可满足 ； 而横向贯通误差（ 在平 面上垂直于线路中线方向 ） 的 大小 ， 则直接影响隧道的施工质量 ， 严重者甚至会导致隧道报废。所以 般说贯通误差， 主要是指隧道的横向贯通误差。 囊号 ｉ ＃ 竖劳方 向计 算 （ 琳 ） ２ ＃ 蛏 井方 每计算 ∞ 差值 （ ｍ ｍ ） ２ 贯通误 差预计 ２ ． １ 平面贯通误差分析 根据《 铁路测量技术规则》 可知 ， 长度小于 ４ ｋ ｎ 的隧道横 向和高程 ｉ 贯通误差限值可 以分别设定为 ｌ Ｏ Ｏ ｍｍ和 ５ ０ ｍ ｍ 。由极限误差等于 ２ 倍 中误差， 则得到横向中误差为 ± ５ ０ ａ ｒ ｍ， 高程贯通 中误差为 ± ２ ５ ａｍ ｒ 。 我们知道，隧道贯通测量包括地面控制测量 、联系测量和地下控制测 严格按照《 城市轨道交通工程测量规范｝ Ｇ Ｂ ５ ０ ３ ０ ８ — ２ ０ ０ ８ 进行作业 。 量， 因此 ， 横向贯通误差主要受上述三项测量误差影响 ， 假设各项测量 平面测量采用经鉴定合格并在有效期 内的徕 卡 Ｔ Ｃ Ｒ １ ２ ０ １ 全站仪 误差对 贯 通的影 响相 互独立 ， 则有 ： （ １ ” ２ ＋ ２ ｐ ｐ ｍ） 及配套 的精密对点器进行 ； 高程检测使用经鉴定合格并
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２ ４ ０ ・
工 程 科 技
隧道贯通误差预计分析
鲁 纯
（ 辽宁省 交通 高等专科学校 ， 辽 宁 沈阳 １ １ ０ １ １ ２ ）
摘 要： 科 学合理地确定贯通误差的限值（ 级 限误 差） 是一 个至 关重要 的课题 ， 为 了确保地 下隧道可 以顺利贯 通 ， 应 首先确定 出各项 误差的限值 。文 中阐述 了贯通误差的种类及 各种误 差的预计及测量方法 ， 提 出了用公式计算 出隧道贯通误差 ， 结合 工程 实例并对照《 铁路 测量技术规则》 的要 求进行 比较 ， 说 明公式运用合理。
式中： ｍ 为隧道高程贯通中误差 ｒ ａ ｍ） ；
式中： ｍ 。 为测角 中误 差 ； Ｒ 为导线点在 Ｙ轴上的投影长； 为各边与 ｘ 轴的夹角 ；
ｍ 为光电测量仪误差 ；
经 以上计算施工测量方法经误差预计 ， 满足贯通要求 。 洞 内高程基准是 由业主提供的二等水准点引测进洞的。因此从水 ｒ ｏ ｈ ｉ： ￣１ ６ ｍｍ Ｊ ｍｈ ２ ＿ ＋１ ２ ａ ｍ ｒ Ｊ ｍ确 ＿ ． １ ５ ｒ ｎ ｒ ￣ 准点引测加密近井水准点的测量误差引起 了洞外高程控制测量误差 。 则ｍ Ｈ ：＋ ＿ ２ ５ ａ ｒ ｍ＜２ ５ ｍ Ⅱ 则洞外高程控制测量对高程贯通误差 的影响值为 ： ｒ ｌ ｌ ｈ ｘ ＝± ｍ 。 、 ／ Ｉ 式 中 ３ 隧道贯 通测 量实例 分析 ｍ 二等水准第公里的高差 中 数偶然中误差 。 Ｌ 为水准路线总长。 本任务主要通过某北方城市地铁一号线的某个贯通测量实例分 另高程传递包括水准测量和钢尺联系测量，则两井高程传递测量 析， 城市地铁一号线保 ～铁区间 １ ＃竖井 、 ２ ＃ 竖井与铁西广场站左 、 右线 对高程贯通误差的影响为 ： 厂 一 进行贯通预测及测量。 ｍ ｈ 。 － ｉ － ｙ ￣Ｘ ： ｉ ２ ｉ ； ： ： ３ ． １ 采用规范及使用仪器 地下高程控制测量对高程贯通误差的影响： （ 下转 ２ ４ ３页 ） 作者简介 ： 鲁纯（ １ ９ ６ ８ ， ６ ． ） ， 女， 辽宁沈阳人， 副教授 ， 主要研究方向为工程测量与大地测量。
ｍｑ ｉ 一 ￣２ ５ｍ ｍ Ｊ ’ ｎ ｑ ２ ￣２５ｍ ｒ ｌ ｏ ｌ ， ｔ ｌ ｌ ｑ ａ ￣３ ５ｒ ａｍ
则 ｑ＝ ４ ９ ｔ ７ ｒ ａ ｍ＜Ｓ ０ｍｍ
± 字
一
２ ． ２ 高程贯通误差分析 同理 ， 高程测量误差的计算公式为 ：
ｍ螽 ｍｈ＋ ｍ ＋ｍ
一
ｍ６ 柏 噶ｌ ＋ ｍ专 ２ 十 ｍ 在有效期 内的 Ｌ ｅ ｉ ｃ ａ Ｎ Ａ ２ ＋ Ｇ Ｐ Ｍ３（ ０ ． ４ ｍｍ ／ ｋ ｍ）及其配套的铟瓦钢尺进 式中： ｍ 。 为平面贯通总横向中误差 ｒ ａ ｍ） ； 行。地面控制点由 Ｇ Ｐ Ｓ 控制点做为已知点 ， 其误差可忽略不计 ， 一井定 ｍ 『 ｆ ＿ 为地面平面控制测量引起 的横 向中误差 ｒ ａｍ） ； 向时独立进行三次测量 ， 则是测角中误差为 １ ． ｍ 为联系测量引起的横向中ｉ ￣ （ ｍ ｍ） ； 土 ： 地下控制测量引起 的横 向中误差（ ｍｍ） 。 由于地面测量的条件较地下好 ，在分配测量误差时可在等影响原 地下导线随着 向洞 内掘进 ， 不断的进行导线点的建立， 在不断建立 则 的基础上作适当的调整 ， 即对地面测量的精度适 当提高一些 ， 而地下 起的施工导线上 ， 预计隧道的横 向贯通误差 ， 也就是导线终点在贯通面 控制测暑的焙府略僻一此 榨ｌ 厣刚 西 古室加下 ． 一
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城市轨道交通工程的车站和区间 相邻车站之间的地段） 是分别 表 １区间 一 铁西广场站左线平面贯通误差 施工 的，在区间中有时为了加快施工进度会在中间开挖一些竖井 以增 加掘进面。这样一来就会出现对 向掘进在 中间相通或从车站一端 向相 邻车站一端掘进在车站端头相通 的情况。 不论哪种 睛况 ， 我们把隧道开 挖相通之处的横截面称为贯通面。相 向开挖施工中线在贯通面处不能 按设计位置相衔接而产生的偏差称为贯通误差。 表２ ２ ＃竖 井 一 铁 西广 场站右 线 平面贯 通误 差 贯通误差从几何上说是—个空间线段 ，其长短取决于地面控制测 量、 联系测量和地下控制测量 误差影响值的大小。 贯通误差在垂直于中 线方向上的投影水平长度称为横向贯通误差 ，沿 中线方向上的投影水 平长度称为纵向贯通误差 ，在高程方向的投影垂直长度称为竖向贯通 表３ ２ ＃竖井 ～ １ ＃ 竖 井右 线平 面贯通 误差 误差（ 即高程贯通误差） 。可见 ， 为了确保地下隧道按设计的要求贯通 ， 应 首先确定 出各项贯通误差的限值 ， 在纵 向方面所产生的贯通误差 ， 一般 对隧道施工和隧道质量不产生影响 ， 高程要求的精度， 使用一般水准测 量方法 即可满足 ； 而横向贯通误差（ 在平 面上垂直于线路中线方向 ） 的 大小 ， 则直接影响隧道的施工质量 ， 严重者甚至会导致隧道报废。所以 般说贯通误差， 主要是指隧道的横向贯通误差。 囊号 ｉ ＃ 竖劳方 向计 算 （ 琳 ） ２ ＃ 蛏 井方 每计算 ∞ 差值 （ ｍ ｍ ） ２ 贯通误 差预计 ２ ． １ 平面贯通误差分析 根据《 铁路测量技术规则》 可知 ， 长度小于 ４ ｋ ｎ 的隧道横 向和高程 ｉ 贯通误差限值可 以分别设定为 ｌ Ｏ Ｏ ｍｍ和 ５ ０ ｍ ｍ 。由极限误差等于 ２ 倍 中误差， 则得到横向中误差为 ± ５ ０ ａ ｒ ｍ， 高程贯通 中误差为 ± ２ ５ ａｍ ｒ 。 我们知道，隧道贯通测量包括地面控制测量 、联系测量和地下控制测 严格按照《 城市轨道交通工程测量规范｝ Ｇ Ｂ ５ ０ ３ ０ ８ — ２ ０ ０ ８ 进行作业 。 量， 因此 ， 横向贯通误差主要受上述三项测量误差影响 ， 假设各项测量 平面测量采用经鉴定合格并在有效期 内的徕 卡 Ｔ Ｃ Ｒ １ ２ ０ １ 全站仪 误差对 贯 通的影 响相 互独立 ， 则有 ： （ １ ” ２ ＋ ２ ｐ ｐ ｍ） 及配套 的精密对点器进行 ； 高程检测使用经鉴定合格并
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工 程 科 技
隧道贯通误差预计分析
鲁 纯
（ 辽宁省 交通 高等专科学校 ， 辽 宁 沈阳 １ １ ０ １ １ ２ ）
摘 要： 科 学合理地确定贯通误差的限值（ 级 限误 差） 是一 个至 关重要 的课题 ， 为 了确保地 下隧道可 以顺利贯 通 ， 应 首先确定 出各项 误差的限值 。文 中阐述 了贯通误差的种类及 各种误 差的预计及测量方法 ， 提 出了用公式计算 出隧道贯通误差 ， 结合 工程 实例并对照《 铁路 测量技术规则》 的要 求进行 比较 ， 说 明公式运用合理。
式中： ｍ 为隧道高程贯通中误差 ｒ ａ ｍ） ；
式中： ｍ 。 为测角 中误 差 ； Ｒ 为导线点在 Ｙ轴上的投影长； 为各边与 ｘ 轴的夹角 ；
ｍ 为光电测量仪误差 ；
经 以上计算施工测量方法经误差预计 ， 满足贯通要求 。 洞 内高程基准是 由业主提供的二等水准点引测进洞的。因此从水 ｒ ｏ ｈ ｉ： ￣１ ６ ｍｍ Ｊ ｍｈ ２ ＿ ＋１ ２ ａ ｍ ｒ Ｊ ｍ确 ＿ ． １ ５ ｒ ｎ ｒ ￣ 准点引测加密近井水准点的测量误差引起 了洞外高程控制测量误差 。 则ｍ Ｈ ：＋ ＿ ２ ５ ａ ｒ ｍ＜２ ５ ｍ Ⅱ 则洞外高程控制测量对高程贯通误差 的影响值为 ： ｒ ｌ ｌ ｈ ｘ ＝± ｍ 。 、 ／ Ｉ 式 中 ３ 隧道贯 通测 量实例 分析 ｍ 二等水准第公里的高差 中 数偶然中误差 。 Ｌ 为水准路线总长。 本任务主要通过某北方城市地铁一号线的某个贯通测量实例分 另高程传递包括水准测量和钢尺联系测量，则两井高程传递测量 析， 城市地铁一号线保 ～铁区间 １ ＃竖井 、 ２ ＃ 竖井与铁西广场站左 、 右线 对高程贯通误差的影响为 ： 厂 一 进行贯通预测及测量。 ｍ ｈ 。 － ｉ － ｙ ￣Ｘ ： ｉ ２ ｉ ； ： ： ３ ． １ 采用规范及使用仪器 地下高程控制测量对高程贯通误差的影响： （ 下转 ２ ４ ３页 ） 作者简介 ： 鲁纯（ １ ９ ６ ８ ， ６ ． ） ， 女， 辽宁沈阳人， 副教授 ， 主要研究方向为工程测量与大地测量。
ｍｑ ｉ 一 ￣２ ５ｍ ｍ Ｊ ’ ｎ ｑ ２ ￣２５ｍ ｒ ｌ ｏ ｌ ， ｔ ｌ ｌ ｑ ａ ￣３ ５ｒ ａｍ
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２ ． ２ 高程贯通误差分析 同理 ， 高程测量误差的计算公式为 ：
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ｍ６ 柏 噶ｌ ＋ ｍ专 ２ 十 ｍ 在有效期 内的 Ｌ ｅ ｉ ｃ ａ Ｎ Ａ ２ ＋ Ｇ Ｐ Ｍ３（ ０ ． ４ ｍｍ ／ ｋ ｍ）及其配套的铟瓦钢尺进 式中： ｍ 。 为平面贯通总横向中误差 ｒ ａ ｍ） ； 行。地面控制点由 Ｇ Ｐ Ｓ 控制点做为已知点 ， 其误差可忽略不计 ， 一井定 ｍ 『 ｆ ＿ 为地面平面控制测量引起 的横 向中误差 ｒ ａｍ） ； 向时独立进行三次测量 ， 则是测角中误差为 １ ． ｍ 为联系测量引起的横向中ｉ ￣ （ ｍ ｍ） ； 土 ： 地下控制测量引起 的横 向中误差（ ｍｍ） 。 由于地面测量的条件较地下好 ，在分配测量误差时可在等影响原 地下导线随着 向洞 内掘进 ， 不断的进行导线点的建立， 在不断建立 则 的基础上作适当的调整 ， 即对地面测量的精度适 当提高一些 ， 而地下 起的施工导线上 ， 预计隧道的横 向贯通误差 ， 也就是导线终点在贯通面 控制测暑的焙府略僻一此 榨ｌ 厣刚 西 古室加下 ． 一