普通隧洞横向贯通误差预计方法初探

1、普通隧洞横向贯通误差预计方法初探    核心提示：摘要：隧洞横向贯通误差包括洞外和洞内控制测量误差两部分组成，列出了在顾及不同作业方案时隧洞洞内横向通误差预计的若干方法。基于诸法的讨论为普通隧洞在不同条件下的洞内施测方案即隧洞内施工控制测量的布设网形.         摘要：隧洞横向贯通误差包括洞外和洞内控制测量误差两部分组成，列出了在顾及不同作业方案时隧洞洞内横向通误差预计的若干方法。基于诸法的讨论为普通隧洞在不同条件下的洞内施测方案即隧洞内施工控制测量的布设网形、等级及施

2、测方法提供客观依据。关键词：横向贯通误差；控制测量；设计1引言隧洞建设工程在水利水电、交通、采矿等部门是不可缺少的重要的工程项目之一。在隧洞施工中，由于地面控制测量、联系测量、细部放样等测量误差的存在，从而造成隧洞中线在贯通面不能很好的衔接，形成错开现象，根据错开现象将贯通误差分为三类：即错开矢量在线路中线方向的投影长度称为纵向贯通误差；在垂直于隧洞中线方向的投影长度称为横向贯通误差；在高程方面投影长度称高程贯通误差。检验某隧洞是否合格，就要看以上三种误差是否符合其限差要求，各项限差为其中误差的2 倍。由于施工中线贯通误差由洞内导线测量精度来确定，所以隧洞施工测量误差和放样误差对隧洞贯通误差的

3、影响可以忽略不计。现对隧洞洞内横向贯通误差的若干预计方法列出并对之加以讨论。从而为普通隧洞在不同条件下的施测方案即隧洞洞内施工控制测量的布设网形、等级及施测方法提供客观依据。2用地面控制测量引起的横向中误差预计隧洞洞内横向贯通误差按 测量技术规则 规定，将地面控制测量误差作为影响隧洞贯通误差的一个独立因素，而将地下面两向开挖的隧道中线测量的误差令为影响隧洞贯通误差的另一个独立因素。按误差传递的等影响原则分配，则隧洞洞内横向贯通误差为：(1)式中：m1由地面控制测量所引起横向中误差。3后视洞进点不变，逐点向前搬站进行隧洞控制测量时预计隧洞洞横向贯通误差法贯通面   

4、      A                    1       2      3              i&#

5、160;     i+1      n   B                                     

6、               如上图，假设先在B 点（洞进点）随隧洞掘进程度测设出第1 点，然后在第1 点设站，后视B 点（洞进点）随隧洞掘进程度测设出第2 点。如此方法测设至隧洞贯通面处第n 点，每次都以B 点（洞进点）为后视方向点、随隧洞工程掘进程度将隧洞洞内导线布设为等边直伸导线。设点间隔为S、洞内测角精度为M，仪器对中误差设为0,则第一点对第二点的误差影响为2=21，第i 点对第i+1 点的误差影响为：i+1=i（i+l)/i ，则洞内导线传递到贯

7、通面处n 点时的横向贯通误差为：      mq2=(1+n2)s2m/p2             (2) 4按等边直伸支导线布设形式在隧洞洞内进行控制测量时预计隧洞洞内横向贯通误差法在该法中，隧洞内横向贯通误差预计的各项参数定义同式（2），则隧洞洞内导线传递到贯通面（第n 点）时的横向贯通误差为：      mq2(n+l.5)*m2(n·s)2/3q2 

8、; (3) 5在地形图上布网后预计隧洞洞内横向贯通误差法由于较长大型隧道日前一般采用TBM 施工，洞内通视条件较好。故隧洞洞内控制测导线布设边长、折角数尽量少以提高地下导线测量精度，根据地形图上布设的网形可知洞内横向贯通误差计算公式为    mq2=(m/)2Rx2+dy2(ml/l)2                    (4)式中：Rx2各导线点至贯通面的垂距的平方和；dy2各导线

9、点投影至隧道中线的距离的平方和；ml测距中误差；导线边长。6用贯通点的误差椭圆预求隧洞洞内横向贯通误差法设某隧洞洞内控制网设计形网形和观测精度已知，令地下网有t 个待定点，2t个未知数，n个观测值，则按间接平差时的误差方程为：V=AX-L；                              

10、   (5)X=( ATPA)-1ATPL=QXXW                        (6)其中：Pi，Pj几为贯通点相对误差椭圆参数。所以，隧洞洞内横向贯通误差为：mQ2=E2cos2(E ）F2sin2(E )        (7)式中：E2=m02/2(QXX

11、 + Qyy+K)           (8)F2=m02/2（QXX+Q+QyyK)                (9)      K=(QXX-Qyy)2+4QXy2(10)      Tan2E=2QXy/(QXX-Qyy) 

12、60;                   (11)      QXX=QXiXi-2QXiXj+QXjXj(12)      QYY=QYiYi-2QYiYj+QYjYj(13)      QXY= QXiYi-QXiYi-QXjYi+QXjYj(14) &

13、#160;    其中：为隧洞贯通方向的方位角；m0 为单位权中误差。经上式计算后，若mQ超过允许值则要改A 阵元素（改网形和观测类型）或改P 阵元素（观测精度），直到达到设计地下隧洞控制测量的目的。7由贯通点横坐标权倒数预求隧洞洞内横向贯通误差法设贯通点横坐标的权倒数为1/PY （通过设计观测精度即可求出）；单位权中误差为m0，则贯通点横向贯通误差为：                  

14、;                  mQ2=m02/(p2PY)                              &#

15、160;   (15)8结论纵上所述的预求普通隧洞洞内横向贯通误差的六种方法，虽然数学模型各异，但计算原理各有千秋。因各个隧洞工程规模与其作业方法各异，所以对应的预求隧洞洞内横向贯通误差的方法不同，因而也就显示各种方法的特点。其中式（l）法简明易求，但对地下测量的要求较高较多，此法一般适于工程规模较小、隧洞长度较短的隧道工程。式（2）法和式（3）法是最常用的较为简明的两种预求隧洞洞内横向贯通误差的方法，在隧洞较短时，用式（2）法比式（3）法作业精度高、放样快。而式（3）法更适用于较长隧洞在通视条件较差时放线掘进。当式（2）法与式（3）法的某些参数相同时（即S 取300 m，m =±2" , p =206265 ）则对地下导线传递至贯通面处点n 不同时的隧道洞内横向贯通误差比较如下表：     相比之下式（4）法是在较长隧道施工前通过先设计地下导线网后估算隧道洞内横向贯通误差的常用方法，它以导线计算为基础，进而为设计隧道洞内控制网提供必要数据。式（7）法和式（15）法是在事先预定洞内控制网型和观测精度的条件下，用来