水利水電中隧洞施工測量誤差控制淺析

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［摘要］本文以水利水電工程為主要內(nèi)容，針對隧洞施工中所發(fā)生的測量誤差問題加以分析，并提出具有針對性的控制措施。由于不同的施工區(qū)域所對應(yīng)的測量需求存在著差異性，在進行測量時所要遵循的標準也會發(fā)生一定程度的改變，高精度、低誤差，會使得整個水利水電工程隧洞施工質(zhì)量得到有效提升，成本支出得到有效管控的同時，還能夠?qū)罄m(xù)工作產(chǎn)生積極有效的促進作用。因此，施工單位在開展水利水電工程建設(shè)時，更要加強對這方面的重視程度，提高測量結(jié)果的精準性與可靠性，從而來確保隧洞施工質(zhì)量能夠達到相關(guān)標準。

［關(guān)鍵詞］水利水電工程；隧洞施工；測量誤差；控制措施

由于水利水電工程本身具有較為廣泛的應(yīng)用特性，倘若施工單位在開展工程施工時缺乏對這方面的重視程度，很容易會使得整個工程質(zhì)量大幅度下降，后續(xù)的工作也會因此受到較為不利的影響。為了避免類似的情況出現(xiàn)，施工單位在開展工程測量時應(yīng)當加強信息技術(shù)的應(yīng)用，通過合理的手段進行測量方式的調(diào)整，提高計量精度，縮短施工時間，同時還能確保隧道工程的施工質(zhì)量得到有效提升。比如說，施工單位可以通過對導(dǎo)線的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架來提高隧洞結(jié)構(gòu)的通信能力，降低外界因素的干擾，強化測量需求，這樣不但能夠滿足貫通精度的各方面需求，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)對測量誤差的管控。

1水利水電工程隧洞施工中的控制測量

對于施工單位來講，之所以開展隧洞施工測量，其根本目的便是對開挖工作精準性進行調(diào)整，強化連接工作的穩(wěn)定性與安全性，從而確保整個隧洞工程能夠順利開展。但是就目前來看，施工單位往往會面臨開挖洞口很難有效連通的情況，因此，施工單位在開展隧洞施工時，便要提高對中間布控點的重視程度，依照實際情況完成控制測量的調(diào)整力度，從而來確保有序的高程控制作業(yè)能夠順利開展[1]。比如說，施工人員會選用全站儀來針對三維導(dǎo)線開展高效測量工作，依照相關(guān)標準來進行GPS定位技術(shù)的應(yīng)用，以此來確保平面控制測量精度能夠得到有效提升。對于施工單位來講，在開展互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時，需要對導(dǎo)線與通信網(wǎng)絡(luò)進行強化處理，從而降低信息誤差，提高數(shù)據(jù)計算的可靠性與精準性，并對貫通誤差設(shè)計進行合理地控制，這樣不但能夠有效提高施工效率，同時還能確保整個工程質(zhì)量不會受到影響[2]。

1.1隧洞口掘進方向的標定

對于水利工程隧洞施工來講，掘進方向的標定是極為重要的，同時也是開展相關(guān)工程的基礎(chǔ)所在，在進行有關(guān)隧洞測量的過程中，之所以會出現(xiàn)較為嚴重的誤差現(xiàn)象，一大原因便是施工人員并沒有依照實際情況進行隧道中線的調(diào)整，使得中線所對應(yīng)的方向不具備可行性。為了避免類似的情況出現(xiàn)，相關(guān)人員在開展工程施工前，便要在洞口區(qū)域完成參考點的設(shè)立，并依照施工要求以及現(xiàn)場實際情況進行中線的方向標注，這對于后續(xù)的掘進工作也會產(chǎn)生極為重要的促進作用。在這一過程中，施工單位應(yīng)當對所要選用的參考點進行質(zhì)量的判定，當參考點會對施工產(chǎn)生較大影響時，便失去了其本身該起到的作用，因而，參考點的選擇一定要對整個工程影響較小，這樣即便是進行檢查與恢復(fù)也能順利完成，進而來確保水利工程隧洞施工質(zhì)量能夠滿足相關(guān)標準[3]。

1.2洞內(nèi)腰線與中線的測定工作

對于施工單位而言，在開展水利工程隧洞施工時，也要對洞內(nèi)腰線與中線的管控，明確位置分布情況，并選用具有針對性的參考點，以此來為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。在這一過程中，施工單位需要對整個工程內(nèi)容進行統(tǒng)籌化管理，同時也是為了確保后續(xù)工作得以順利開展，在進行中樁線的選擇時，最好示意隧洞的頂端為主，這樣能夠方便進行保存與檢測，并且也不會對整個工程產(chǎn)生較為明顯的影響[4]。此外，在針對洞口結(jié)構(gòu)開展中樁線的調(diào)整與布設(shè)時，還要嚴格遵循相關(guān)標準，循序漸進來對其進行引導(dǎo)，大多時候，有關(guān)中線里程樁的間距滿足20m的需求。此外，在開展腰線的設(shè)計與測定時，所遵循的間隔應(yīng)滿足10m的標準，依照隧洞的巖壁分布情況完成腰線的設(shè)立，這樣不但能夠有效提高隧洞橫截面的測定數(shù)值，同時還能夠滿足相應(yīng)的放樣需求，進而來對腰線高程進行管理[5]。不過，施工人員在開展隧洞縱斷面的設(shè)計過程中，需要注意到坡度的變化走向，坡度發(fā)生數(shù)值上的變化，連帶著腰線本身的高程數(shù)值也會產(chǎn)生較為明顯的改變，倘若施工單位無法對其進行精準管控，很容易會導(dǎo)致后續(xù)工作無法順利開展。

1.3隧洞掘進方向的指示工作

與其他工程類型相比，水利水電工程隧洞施工大多是處于昏暗的環(huán)境下，所以光線強度較低，很容易會對工程內(nèi)容產(chǎn)生不利影響。為了提高整個工程的施工效率，降低施工風(fēng)險，施工單位在開展標定過程中，大多是以及激光儀為主，通過對該設(shè)備的應(yīng)用來完成腰線與中線方向的對應(yīng)工作[6]。在工程測量所用的裝置中，激光儀本身滿足主觀性的需求，在進行實際操作時對于工作內(nèi)容的要求相對較低，不但能夠提高施工人員的工作效率，在精度上也能夠得到有效保障。通常情況下，在開展掘進作業(yè)時，需要工作人員將激光儀進行固定，并在掘進機上方開展光電接收靶的應(yīng)用，當掘進機處于運行狀態(tài)時，相應(yīng)的推進工作會使得光電接收靶自動完成激光射線的接收，并通過自動控制的方式來完成相關(guān)工作。倘若在這一過程中發(fā)生了較為明顯的數(shù)值偏差，則需要施工人員及時進行掘進方向的調(diào)整，提高整個工程的安全性與穩(wěn)定性，并且還能夠使得后續(xù)的工作得以順利開展[7]。

2隧洞施工控制測量規(guī)劃與誤差

就目前來看，有關(guān)隧道施工控制測量的規(guī)劃內(nèi)容大體可以分為兩部分，一部分是平面控制測量，另一部分則是以高程控制測量為主。由于不同的測量內(nèi)容存在著較為明顯的差異性，工作重心不同，因而施工單位在開展隧洞施工控制測量時，所要選用的規(guī)劃工作也要滿足這一特性，詳細情況如下所示：

2.1平面控制測量規(guī)劃與誤差分析

在開展隧洞施工控制測量之前，施工單位先要明確分支導(dǎo)線的重要性，尤其是在進行開挖作業(yè)以后，更要對該導(dǎo)線進行工作內(nèi)容與流程的設(shè)計與調(diào)整，提高對估算誤差的管控力度，強調(diào)實測級別的影響，以此來確保后續(xù)工作能夠順利開展。倘若施工單位缺乏對這方面的重視程度，對于開挖規(guī)模的認知存在問題，精度控制管理不佳，很容易會使得后續(xù)的隧道施工無法順利開展[8]。為了實現(xiàn)平面控制測量的精準管控，工作人員在開展設(shè)計工作之前，應(yīng)當提高對現(xiàn)場情況的認知，既要掌握施工表面的參數(shù)變化，同時也要確保平面設(shè)計的可靠性與合理性。而在進行施工條件的控制階段，需要從視覺條件以及質(zhì)量這兩部分入手，結(jié)合工程需求完成橫截面的標記，以此來降低因橫截面問題所產(chǎn)生的坐標誤差問題，為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。通常情況下，為了確保整個貫通誤差得以有效提升，施工單位還要提高對導(dǎo)線測量的管控力度，明確長度的參數(shù)，這樣不但能夠有效提高貫通的測量精度，同時還能夠滿足施工單位的經(jīng)濟建設(shè)需要[9]。從某一角度來看，有關(guān)貫通誤差的應(yīng)用需要遵循相應(yīng)的傳播原理，無論是導(dǎo)線的偏轉(zhuǎn)角度亦或者是邊，都會滿足獨立性的要求，這就使得在開展有關(guān)水利工程隧洞施工測量誤差分析時，施工單位能夠從測量角以及測量邊開展相關(guān)工作，以此來完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)收集任務(wù)。

2.2高程控制測量規(guī)劃與誤差

與水平貫通誤差相比，垂直貫通誤差的存在同樣也會使得整個工程的可靠性與安全性大幅度下降，為了避免類似的情況出現(xiàn)，施工單位在開展隧道高程設(shè)計與管理的過程中，需要增強對有關(guān)測量精度的重視，明確高程控制測量規(guī)劃表述，加強誤差管控力度，以此來確保后續(xù)工作能夠順利開展。一般來講，豎向貫通所發(fā)生的誤差數(shù)值會對高程控制測量產(chǎn)生較為明顯的影響，數(shù)值越大，相應(yīng)的誤差級別也就越高，整個工程的質(zhì)量也就會因此受到不利影響[10]。正常狀態(tài)下，有關(guān)垂直測量的誤差數(shù)值共分為水準測量以及三角高程兩種，這兩種都會使得垂直測量發(fā)生數(shù)值上的偏差，為了避免類似的情況出現(xiàn)，則需要相關(guān)人員進行公式計算，從而來完成數(shù)值上的判定工作。在這一過程中，自然會涉及計算機系統(tǒng)，通過信息化手段輸入固定公式，從而來完成千米段下的偶然中誤差，并將其與我國隧道測量數(shù)據(jù)進行對比與分析，以此來確保后續(xù)工作得以順利開展。大多時候，所涉及的標準數(shù)值都應(yīng)高于計算值，倘若比例相反，則需要施工單位進行重新計算，并尋找誘發(fā)問題出現(xiàn)的原因，從而來確保水利工程隧洞施工能夠順利開展。

2.3標記掘進方向

通常情況下，施工單位在對水利水電工程隧道工程開展測量工作中，為了確保橫向誤差數(shù)值得到有效保障，則需要以隧道中線為主要工作內(nèi)容，增強測量精度的管控，以此來確保后續(xù)工作能夠順利開展。在這一過程中，施工單位要明確所涉及的驅(qū)動方向，并依照相關(guān)標準完成內(nèi)容上的部署與設(shè)計，增強標準孔的固定點優(yōu)化與升級，強調(diào)中間相所在方向?qū)φ麄€工程的影響力，并以此為基礎(chǔ)開展相應(yīng)的挖掘工作，這樣不但能夠有效提高隧道的穩(wěn)定性，同時還能夠避免出現(xiàn)較為嚴重的工程事故[11]。同時，在進行隧道內(nèi)容的測量與管理中，可以依照實際情況進行驅(qū)動點的設(shè)立，增強控制點的控制強度，以此來滿足施工單位的工程建設(shè)需要。

3隧洞洞內(nèi)控制測量的具體流程

3.1選取儀器設(shè)備

在有關(guān)儀器設(shè)備的選擇過程中，施工單位應(yīng)當對所要選用的裝置進行詳細審核，詳細情況如下所示。（1）在測距精度上，所選用的儀器設(shè)備應(yīng)當?shù)陀?mm+2×10-6D的標準，而在水準儀上，則要依照實際情況進行精度上的控制，使其操控精度能夠滿足±1mm/km以上的標準，在測量角度的精度管控上也要達到±1°的標準。（2）對于施工單位來講，想要確保隧洞洞內(nèi)控制測量工作能夠順利開展，在完成篩選與采購工作后，還要交給專業(yè)鑒定機構(gòu)，獲得相應(yīng)的合格證書后才能夠進行正常使用，倘若設(shè)備存在問題，則需要及時進行處理，以此來滿足施工單位自身的經(jīng)濟建設(shè)需要[12]。

3.2掘進工程

（1）駕駛方向。由于整個隧道工程所涉及的工作面相對較小，所能夠產(chǎn)生的光線強度相對較弱，因而在進行開挖工作時，應(yīng)當選用激光設(shè)備來完成相應(yīng)的引導(dǎo)任務(wù)。由于激光設(shè)備本身的直觀性較強，不會對其他設(shè)備性能產(chǎn)生較為不利的影響，并且在操作上較為簡單，通過對該設(shè)備的應(yīng)用能夠有效提高驅(qū)動設(shè)備的運行質(zhì)量。倘若掘進機的前進方向無法達到預(yù)期標準，則需要施工人員對相關(guān)設(shè)備進行方向的調(diào)整，以此來實現(xiàn)對項目進度的精準把控。（2）隧道測量。一般來講，施工單位在對隧道開展測量工作時，往往需要對溫度條件加以明確，在晴天狀態(tài)下開展相關(guān)工作，同時還要依照時間的差別來完成不同方位的測量與記錄。在這一過程中，施工人員可以選用方向觀測法，通過整個工程的施工內(nèi)容來完成有關(guān)垂直角度的測量工作，整個過程會進行4次以上的重復(fù)，而在測距方面則要達到6次，這樣不但能夠有效提高數(shù)據(jù)的可靠性與穩(wěn)定性，同時還能夠?qū)罄m(xù)工作產(chǎn)生積極有效的促進作用，對于我國整個工程質(zhì)量是極為重要的。

3.3提高貫通準確度的措施

（1）為了確保貫通精準度能夠得到有效提升，施工單位在進行科學(xué)化管理中應(yīng)當加強對不同點坐標的管控力度，依照實際情況開展投影內(nèi)容的計算與調(diào)整，以此來滿足施工單位的隧洞測量誤差管控標準。（2）在開展測量工作時，施工人員需要嚴格遵守相關(guān)標準，并提高對設(shè)備的管控力度，明確指數(shù)分布情況，強調(diào)規(guī)范性的重要性，比如說，在進行棱鏡基座的安裝過程中需要依照測量要求進行擺放，相關(guān)的測量設(shè)備也要以三聯(lián)腳架法進行內(nèi)容上的調(diào)整，從而來確保數(shù)據(jù)精度質(zhì)量能夠達到預(yù)期標準。

4結(jié)論

綜上所述，在隧道控制測量施工中，專業(yè)人員應(yīng)嚴格按照相關(guān)行業(yè)標準完成工作。同時，根據(jù)工程要求，實施了施工方案，理論與實踐相結(jié)合。通過標準化過程完成精度控制，減少控制測量誤差，保證工程施工質(zhì)量。

作者:沈文海 單位:甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司