一套合格的隧(suì)道(dào)工程測量方案是保證隧道工程施工質量優劣的(de)重要(yào)基礎。隧道工程對技術的要求(qiú)很高,它具有(yǒu)其他工程不可比擬的特殊性。為了保證隧道工程的質(zhì)量和進度,合理的設計測量方案對整(zhěng)個工程能否按(àn)照工期保質的完成具(jù)有十分重要的意義。所以在隧道工程測量方案設計中橫向貫通誤(wù)差問題就是整個隧道工程的重要精度指標(biāo)的(de)關鍵問題。
1、
隧道工程測(cè)量方案設計中的關鍵問題
由於隧道工程施工的特殊(shū)性,出於對隧道施(shī)工的質量和進度的嚴格(gé)要求,做好測量(liàng)工作是至關重要的。隧道工程是由(yóu)地麵上部分和地麵下部分共同組成(chéng)的(de),並且在大型隧道的施工(gōng)工程中,工程往往會被分為不(bú)同的標段,有多(duō)個施工(gōng)單位在若幹個工作(zuò)麵施工完成。所以一套完整的(de)合(hé)理的(de)測量技術和設計方案是(shì)各階段各單位做好協調施工的(de)基本保證。在(zài)隧道工程測(cè)量設計方案中橫向貫通(tōng)誤差是評價一個設計(jì)方是否合理化的關鍵(jiàn)標準也是評價隧道工程施工質量(liàng)的重要精度指標,合理分配允許貫通誤差(chà)並進行相應的施工測量精度方案(àn)設計是整個隧道工程測量工作的關鍵。為保證(zhèng)貫(guàn)通誤差小於設計值,在(zài)隧道工程測量方案中需要從貫通誤差的(de)限差出發,對各階段的精(jīng)度指標做出整體設計,明確各階段的測量精度要求,從而既能使各階段的(de)測量工作得以順利進行(háng)。又能使工程的最終質量得以保證。如果沒有進行測量(liàng)精度的整體(tǐ)分析,就有可能出現(xiàn)由於偏(piān)低的測量精度要求而造成的質(zhì)量事故;或者是由於過高的測量精度要求而(ér)導致測量工作(zuò)量(liàng)的大大增加,從而導致人力物力的浪費和工期的延誤。
2、 影響隧道工程(chéng)設計方案中關鍵問題的因素
2.1 關於貫通誤差的來源
隧道工程測量方案設計中的關鍵問題貫通誤差來源主(zhǔ)要是受地麵控製測量,聯係測量和地下(xià)導線測量三(sān)個重要因素的誤差的影響。測(cè)量(liàng)誤差與(yǔ)整個隧道工程貫通的影響以及施工方法(fǎ)有密(mì)切的(de)聯係。單從工程測量的(de)角度方麵來說,可以將一個對向開(kāi)挖段作為一個獨立(lì)的單元(yuán)做分析研究(jiū),如果一個對向開挖段長度相差比較大,那(nà)麽就要求它的測量方案設計對其貫通誤差分別做出分析(xī);如果各階段的長度大致一樣,則可以取出其中最長的一段作為對各階段貫通誤差的代(dài)表進行分析。因此,不論是(shì)上述(shù)的哪一種情況,每個對向開挖段(duàn)都可以作為一個獨立(lì)的單元來進行分析,其分析的方法(fǎ)都是一樣的。作為對對向開挖(wā)的貫通最為不(bú)利(lì)的(de)一種(zhǒng)施工方法就是通過兩個豎井進行對向(xiàng)開挖,因為在這種情況之下,影響隧道貫通(tōng)的測量誤(wù)差就有地麵控(kòng)製和地(dì)下的兩(liǎng)條支導線測量之外還有兩個豎(shù)井的聯係測量,總有三類(lèi),共五個獨立的誤(wù)差因素。若是有一端的開挖是通過平洞或者斜井,則必須要去掉相應的聯係測(cè)量的誤差。
2.2 地麵控製測量對橫向貫通(tōng)誤差(chà)的影響
地麵首級(jí)控製測量(liàng)是隧道施工測量的(de)第一步,也是後(hòu)續各階段的測量工作能夠得以逐步展開的基礎。而地麵控製測量誤(wù)差對(duì)隧道的橫向貫通誤(wù)差(chà)的影響可以分(fèn)為兩個部分(fèn):
(1)洞(dòng)口(近井)點的(de)坐標(biāo)誤差。洞口點坐標的誤差通過聯係測量(liàng)和地下的導線測量傳遞(dì)到貫通麵,可以(yǐ)說它對貫通麵的影響在數(shù)值上等同(tóng)於在同一(yī)隧道開挖段兩洞口點的(de)相對誤差橢圓在貫(guàn)通麵上的投影。所以,影響隧道貫通誤差的是控製網相對誤差而不是絕對誤差,簡單的(de)解釋,就是如果(guǒ)把隧道一端(duān)的洞口點視作是固定點或者參考(kǎo)點,那麽(me)另外的一個洞(dòng)口點(diǎn)相對於該點的誤差是不會超(chāo)過整個控製網中最弱點的點位誤差的(de)。那(nà)麽,就(jiù)可以(yǐ)把最弱點(diǎn)的點位(wèi)誤差的(de)近似的當作控製網點位(wèi)坐標誤差對貫通誤差的影響。
(2)地麵控(kòng)製網邊的反方向誤差。這種誤差的(de)表現可以解釋為聯係測量或者地(dì)下之導線的起始(shǐ)方位的誤差,但無論(lùn)聯係(xì)測量采用的(de)是何種形式,地麵控製網邊的起始方位的誤差(chà)對於貫通誤差的影響都是一致的。
2.3 聯係測量對橫向(xiàng)貫通誤差的(de)影響
在聯係測量中,起始點坐標誤(wù)差對隧(suì)道貫通的影響與地麵控製點坐標誤差(chà)的影響是相同的,其數值與地下導線其實(shí)方(fāng)向誤差的影響相比較而言,可以忽略不(bú)計,所以在聯係測量中的誤差分析著重考(kǎo)慮的是起始方位角角度的誤差對(duì)隧道貫通的影響。根據隧道工程施工的(de)特點,起始(shǐ)方位角的角度(dù)誤差對於(yú)貫(guàn)通誤差的影響會隨著(zhe)地下支(zhī)導線長度的增加而顯著增(zēng)加。如果通過平洞或(huò)者斜井的方向(xiàng)進行開挖(wā),那(nà)麽地下導線的起始方位就是地麵控製網(wǎng)的(de)方位角;如果是通過(guò)豎井的方式施工開(kāi)挖,則地下導線的起始方位的坐標點與方位角就需要通過豎井(jǐng)聯係測量才能得到。
2.4 地下導線測量誤差對於橫向(xiàng)貫通誤差的影(yǐng)響
地下導線測量的轉角的角度誤差和控製(zhì)導線的邊長誤差對(duì)隧道的橫向貫通均有影響。當隧(suì)道的轉角偏大時,控製(zhì)邊長測量的誤差對於(yú)保證隧道貫通有比較大的影響作用,這也是曲線型隧道與直線型隧道的不同(tóng)之處。但是,無論是直線型隧道還是曲線型(xíng)隧(suì)道,導線(xiàn)各邊長的測量誤差對於(yú)隧(suì)道的橫向貫通的影響(xiǎng)都是獨(dú)立的,其影響值與該邊在貫通麵(miàn)上的投影是成(chéng)正比的(de),但由於該邊再(zài)到險種的位置無關。導線轉角測量誤差對於隧道的橫向貫通的影響則與其所處的位置有關,離隧道的貫通麵越遠,轉角測(cè)量的誤差(chà)對貫通誤差的影響越大,其(qí)數值與該角頂點到貫通麵的垂直距離成正比。
3、 針對影響因素(sù)所對應的對(duì)策
進行隧道工程測量方案設計最主要的目的(de)就是指導施工以保證隧道的正確貫通。根據影響隧道工程測量方案(àn)設計中的關鍵問題(tí)的各個因素分析基礎上,總結出一(yī)些具有針對性的對(duì)策(cè),為多種隧道工程的測方案設計中在質量保證,節(jiē)省工(gōng)期(qī)和(hé)測量費用等方麵提供一些比較直觀的理論參考。
3.1 現代測量技術和儀器(qì)設備的投入
隨著現代科(kē)學技術的日新月異的發展(zhǎn),人類對於隧道工程建造的精度越來越(yuè)高,現代測(cè)量(liàng)技術和儀(yí)器設備的(de)不斷改(gǎi)進,使得隧道工程測量工作可以以較小的代(dài)價達到很高的(de)精度。比如在地麵控製測量方麵,采用GPS技術可以是測量的精度達到毫米(mǐ),而地下(xià)導線測量的精度也隨著全站儀測角和測(cè)距精度的提(tí)高有了明顯的細化(huà)。隻是在關於聯係(xì)測(cè)量的方麵(miàn),雖然(rán)有所改進(jìn),但其帶來的改變主要是體現(xiàn)在降低勞動強度和提高工(gōng)作(zuò)效率兩個方麵上,在隧道測量精度(dù)上與傳統的方法仍然別無二致。
3.2 優化設計(jì)方案(àn),提(tí)高設計精度
隧道(dào)測量的關(guān)鍵在於建立工程控製網,采用優化設計的方法進行地麵控製網的設(shè)計,可以將隧(suì)道(dào)的各(gè)個開挖段的兩(liǎng)端的控製點相對誤差以及其定向邊(biān)的方向(xiàng)誤差作為設計的精(jīng)度指(zhǐ)標(biāo),也可在(zài)使用常規的方法來設計控製網時,選(xuǎn)擇用最弱點的點位坐標誤差和最弱邊的邊長相對誤差作為精度指標,在地麵控製網點(diǎn)采用聯合平差法對首級網點和加密點進行整(zhěng)體分析,使得隧道工程測量方案設計在應(yīng)用上更加方便。關於地下(xià)導線測量方麵,應(yīng)要盡量(liàng)的加長導線邊長並且適當的提高靠近洞口的導(dǎo)線的轉角(jiǎo)的測量精度,以此來(lái)減(jiǎn)小貫通誤差。在(zài)遇到精度要求比較高的情況下,可以適當的提高靠近起點的(de)轉角的測量精度,采用不(bú)等權的方式進行地(dì)下導(dǎo)線觀測(cè)方案的設計。