談水利水電工程中隧洞控制測量的誤差

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摘要：在水利水電工程建設中，隧洞工程施工是比較關鍵的環(huán)節(jié)。隧洞的施工控制測量格外重要。在隧洞工程測量中，精度是非常關鍵的因素，主要分析了隧洞施工控制測量規(guī)劃與誤差，隧洞洞內(nèi)控制測量的實施以及增加貫通精度的方法等，以保證隧洞的貫通準確。

關鍵詞：水利水電；隧洞；施工；測量誤差

0引言

在水利水電工程中，隧洞是水利水電工程中的關鍵構成部分。由于隧洞工程的施工地點大多在環(huán)境惡劣的地區(qū)，比如導流洞、引水洞、尾水洞等。因此，相關的規(guī)定與施工要求比其他建設工程更多。并且會根據(jù)不同的隧洞類型，要求不同的測量準確度。但是，在隧洞工程測量中精度是非常關鍵的因素。因此，應該采取有效的方法確保工程的精度，減小工程誤差，以此保證隧洞的質(zhì)量。其中一種有效的方法是在施工之前，規(guī)劃隧洞的控制測量，同時進行準確的估算，確保測量結(jié)果的可信度。

1隧洞施工控制測量規(guī)劃與誤差

隧洞施工控制測量規(guī)劃包括平面控制測量與高程控制測量兩個方面。兩項工作的側(cè)重點存在差異，因此其規(guī)劃的工作也有很大的不同。

1.1平面控制測量規(guī)劃與誤差探析

在貫通之前，隧洞的平面控制測量工作都是支導線構成的。在開挖后，應該先規(guī)劃支導線的工作流程，尤其是估算誤差與施測級別。這些工作主要運用的施工方法都是洞內(nèi)施工，而且需要在了解開挖尺寸與精度的前提下進行。這樣有利于保證后續(xù)的測量計劃順利進行，同時便于選取有關設備。在開始設計前應該保證兩項工作。①需要展現(xiàn)貫通面與開挖平面的設計圖紙；②按照具體施工的洞內(nèi)條件，特別是通視條件與出渣情況，會對測量產(chǎn)生的影響，應該在工程圖紙上明確標出導線點的坐標位置。橫向貫通的誤差大多數(shù)包含測角與導線邊長。這兩種誤差會在很大程度上影響隧道的貫通準確度。具體的關于橫向貫通產(chǎn)生的誤差分析如下：根據(jù)有關的誤差傳播原理，導線的測角與側(cè)邊是各自獨立的。因此，在分析橫向貫通誤差的過程中，可以將測角與側(cè)邊方面的兩種誤差分別探討。

1.2高程控制測量規(guī)劃與誤差

在探究容易影響橫向貫通產(chǎn)生誤差的因素后，應該繼續(xù)探究豎向貫通產(chǎn)生的誤差原因。這種誤差受隧洞內(nèi)高程控制測量準確度的影響。也就是說，通常情況下，高程控制測量誤差級別都取決于豎向貫通中產(chǎn)生的誤差。從而導致豎向貫通產(chǎn)生誤差的有水準測量結(jié)果誤差或者三角高程測量等。一般情況下，可以通過公式來估算出豎向貫通中的誤差。因此，還可以通過固定公式計算出每km中高差中數(shù)的偶然中誤差，然后對比所得數(shù)據(jù)和相關的規(guī)定誤差級別，選擇符合規(guī)定的等級指數(shù)，選擇的原則是所選級別中要求的標準值應該大于計算值。

1.3標記掘進方向

水利水電工程中隧洞施工控制測量中的橫向誤差取決于對隧洞內(nèi)中線指向的測量準確度。因此，標記掘進方向的工作非常關鍵。在標記掘進方向的過程中，應該在洞口設計多個固定點，然后再把中線的方向標記在地表，以此作為掘進工作的初始證據(jù)，掘進工作與洞內(nèi)控制點的持續(xù)測量根據(jù)。

2隧洞洞內(nèi)控制測量的具體流程

2.1選取儀器設備

對于隧洞洞內(nèi)測量的儀器設備應當滿足如下的要求：①測距精度不得大于2mm+2×10-6D，水準儀的的精度應控制在大于等于±1mm/km的范圍內(nèi)，測角的精度小于等于±1°；②測量使用的儀器與相關設備應該符合有關的標準要求，同時應該通過專業(yè)檢定部門的認證才能夠投入使用。

2.2掘進工程

1）掘進方向。因為隧洞內(nèi)的工作面不大，光線很暗。因此在開挖時應該使用激光指向儀器。激光指向儀器能夠?qū)崿F(xiàn)直觀操作，而且對其他工程造成的影響不大，控制操作簡單。當掘進機器向前推進時，如果其走向不符合預設的方向，安裝在掘進機上的激光指向儀器會自動發(fā)出激光束，能夠為掘進機提供控制工作的自動化信息，調(diào)節(jié)工程進度。2）在隧洞外進行聯(lián)測。工作人員應該在溫度條件穩(wěn)定、晴天的時候進行。并且，還需要充分考慮到在不同的時間，從水平角度來觀察、測量。應該運用方向觀測方式，在測量豎直角的過程中，應該反復進行4次，測距的工作需要進行6次。另外，還需要在氣象改正的前提下，計算邊長，還需要保持投影面的高度與隧洞的中線平均高程保持一致。3）調(diào)節(jié)測量準確度。在水利工程中的隧洞施工控制測量時，不僅需要在附屬工程中展開混凝土襯砌工作，還需要考慮到洞外的施工。另外，還應該沿著相向開挖的導線展開其他工作，再解決平差，或者對貫通誤差加以處理。在進行這些工作時，相關人員應該根據(jù)方案中的控制測量標準來進行，而且也需要遵循工作流程，逐漸展開工程。1.3提高貫通準確度的措施1）首先，應該確保不同點的坐標科學、準確。另外，還需要嚴格規(guī)定對投影的計算方法。2）工作人員在測量過程中，需要根據(jù)設計方案控制標準的要求，全面考慮所用儀器的指數(shù)設置，保證其規(guī)范性。比如，應該確保棱鏡基座能夠科學的擺放。另外，還需要使用三聯(lián)腳架法來展開測量工作。3）在開挖隧洞時，應該時刻關注導線點的安排和分布，保證在臨時點的導線點在3個以內(nèi)。同時，還應定期檢查開挖工作是否合理、規(guī)范。4）在設置導線時，應該盡量使用等邊直伸型的方法。而且，應該保證導線具有一定的長度。5）當進行三角高程測量時，應注意一些細節(jié)，如保證垂直角和測距按照同一個照準進行測量。另外，對于等級不小于三級的測量應通過增加對中精度或者隔點設站的方式來適當提高精度等級。

4結(jié)語

綜上所述，在水利水電工程中，工作人員具備熟練技能可以確保有效控制測量精度。在具體的測量工作中，應該根據(jù)有關規(guī)定和標準來進行規(guī)范操作，落實工程設計方案，通過規(guī)范的工程流程來展開測量工作，以此保證測量工作的精確。將工作實踐與測量方式結(jié)合起來，不僅可以有效的提升工作效率，節(jié)約施工時間，還能夠確保隧洞施工控制測量工作的質(zhì)量，保證貫通的精度。另外，有關人員還可以運用一些其他施工方法，比如組件導線網(wǎng)，或者改良測量條件的方法來提升隧洞內(nèi)導線的準確性，以此來確保貫通精度最大化，減小控制測量的誤差。

參考文獻：

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[2]李發(fā)富.小斷面長隧洞施工測量技術探討[J].水利科技與經(jīng)濟.2014(04).云南水力發(fā)電2017年第2期

作者:趙應書 徐永恩 張麗霞 單位:中國水利水電第十四工程局有限公司