地铁隧道贯通测量方法的改进与精度分析 段孟礼

地铁隧道贯通测量方法的改进与精度分析段孟礼

发表时间：2018-06-11T12:47:42.020Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第36期作者：段孟礼

[导读] 地铁施工过程中保证隧道贯通是地铁测量的一项主要任务，其贯通误差的大小将直接影响到地铁建设质量和工程造价。

中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙 410004

摘要：随着社会的进步和国民经济的发展，人们对于出行的质量要求越来越高，这就促使大量的公共基础设施投入的建设。地铁作为城市当中最为重要的交通基础设施，在其轨道的布设时经常会因为种种原因需要穿越隧道。地铁工程施工的过程当中确保隧道贯通是在地铁测量工作中的一个非常重要的任务，其贯通误差的程度将会对地铁工程的整体施工质量以及工程造价形成直接的影响。鉴于此，文章重点就地铁隧道贯通测量方法的改进与精度进行研究分析，以供参考和借鉴。

关键字：地铁隧道；贯通测量；改进方法；精度；分析

引言

地铁施工过程中保证隧道贯通是地铁测量的一项主要任务，其贯通误差的大小将直接影响到地铁建设质量和工程造价。因此，在地铁工程测量精度设计中，为用尽可能小的成本保证隧道按设计要求进行贯通，合理地规定隧道贯通误差及其允许值，以便制定在技术、经济上合理的贯通测量方案，是地铁测量的一项重要的研究任务。

1地铁隧道贯通测量概述

隧道贯通测量是对测量工作质量的检核，也是隧道工程质量控制的关键，隧道贯通前约200米左右要增加施工测量的次数，并进行洞内控制导线的全线复测，直至保证隧道贯通。贯通测量是隧道施工中和贯通后的测量，包括平面贯通测量和高程贯通测量。平面贯通测量是测定实际的横向和纵向贯通误差，测量方法随洞内控制的形式而异。对于采用中线法施工的隧道贯通之后，应从相向测量的两个方向各自向贯通面延伸中线，并各钉一临时桩，量取两桩之间的距离，即得隧道的实际横向贯通误差，两临时桩的里程之差即为隧道的实际纵向贯通误差；采用单导线作为洞内控制时，贯通之后在贯通面上钉一临时桩，从相向测量的两个方向各自向临时桩进行支导线测量，分别测取临时桩点的平面坐标，将两组坐标的差值分别投影到贯通面上和隧道中线上，则贯通面上的投影即为横向贯通误差，在中线上的投影即为纵向贯通误差。其他类型的控制图形可据实际情况设计适合的方法；高程贯通测量是测定实际的竖向贯通误差，通常采用水准测量方法，从隧道两端洞口附近的水准点开始，各自向洞内进行，分别测出贯通面上同一点的高程，即获此点的两个高程之差。

2地铁隧道测量特点分析

第一，施工环境差（如黑暗潮湿，通视条件不好），当点位布设在坑道顶部时，需要进行点下对中，边长长短不一，同时测量精度难以提高；第二，坑道往往独头掘进，洞室之间互不相通，不便组织校核，出现错误往往不能及时发现，并且随着坑道掘进，点位误差累积越来越大；第三，施工面狭窄，并且坑道一般只能前后通视，控制测量形式比较单一，大多采用导线测量形式；第四，测量工作需要随着工程的进展而不间断地进行，一般先布设低级导线指示坑道掘进，后布设高级导线进行检核；第五，往往采用特殊或特定的测量方法（如联系测量）和仪器（如陀螺经纬仪）。

3地铁隧道贯通误差的主要来源

贯通误差在线路中线方向的投影长度称为纵向贯通误差，在垂直于中线方向的投影长度称为横向贯通误差，在高程方向的投影长度称为高程贯通误差。纵向误差只影响隧道中线的长度，与工程质量关系不大，对隧道贯通没有多大影响；高程误差仅影响接轨点的平顺或隧道的坡度，应用一定的测量方法就容易达到所需的精度要求。实际工作中对隧道工程质量影响最大的是横向误差，如果横向误差超过一定的范围，就会造成工程质量事故，使得不同开挖作业的区间不能准确贯通，致使衬砌部分拆除重建，给工程带来不可估量的损失。隧道贯通后应及时进行贯通测量，测定实际的横向贯通误差。矿山法隧道贯通测量的误差来源主要有以下几种：第一，地面控制测量误差m1；第二，竖井联系测量误差m2；第三，地下导线测量误差m3。根据经验，取用各项允许误差为：m1=m；m2=2m；m3=3m，则区间隧道允许横向贯通的误差为：。可以根据隧道允许横向贯通误差求得m的值，从而确定各环节的允许误差。因此，在影响地铁贯通测量精度的这三个主要环节中，应通过相应措施改善测量方法，增加检核条件，提高测量精度。

4地铁隧道贯通测量改进方法与精度控制

4.1隧道贯通误差的测定与调整

隧道贯通后应进行横向贯通误差，纵向贯通误差及高程贯通误差测量。贯通误差的测量可采用中线贯通法或导线法进行测量，其在贯通面上的测量误差不应大于规范允许值。在规范允许范围内的横向和高程贯通误差应在隧道未进行二次衬砌段逐段进行调整，不得积累在最后一段管片上进行突变调整，以保证隧道管片的线形平顺和隧道净空尺寸。贯通测量完成后，应编写贯通测量报告及对作业队及工班进行贯通误差调整的技术交底，并在剩余的管片施工测量逐环将贯通误差予以消除。贯通误差的调整可以采用调整管片结构或调整线路方式，由于施工要求较高，隧道不允许采取调整线路的方法进行贯通误差的调整，所以应在施工过程中加强测量精度控制，保证贯通误差在允许范围内。隧道贯通后应及时地进行贯通测量，测定实际的横向、纵向和竖向贯通误差。若贯通误差在容许范围之内，就可认为测量工作已达到预期目的。由于存在着贯通误差，它将影响隧道断面扩大及衬砌工作的进行。因此，应该采用适当的方法将贯通误差加以调整，获得一个对行车没有不良影响的隧道中线，并作为扩大断面、修筑衬砌以及铺设道路的依据。

4.2贯通误差和控制测量精度

从工程全局出发，研究确定超长隧道横向贯通误差和高程贯通误差的允许值，在分析研究地面、隧洞、斜竖井等测量环节可能精度前提下，推算分配其地面控制网、隧洞导线、联系测量的精度指标，基于分项控制建立贯通误差总合模型，确定贯通精度要求和总体精度控制原则，为合理确定各级控制测量精度提供依据。

4.3贯通测量地面控制网优化与联合数据处理技术

在分析原地面控制测量方案和成果基础上，针对项目地形地貌特征，优化GPS控制网测量方案，研究长距离GPS网局部加密精密导线小网可行性及联合数据处理方法，实现最长相向开挖段洞口联系边方向中误差优于±1.0s，保证重要开挖洞口控制点的密度和精度。