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(shè)中，隧洞工程施工是比較關(guān)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(guān)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(zhǔn)確。

關(guān)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(guān)鍵構(gòu)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(dǎo)流洞、引水洞、尾水洞等。因此，相關(guān)的規(guī)定與施工要求比其他建設(shè)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(zhǔn)確度。但是，在隧洞工程測量中精度是非常關(guān)鍵的因素。因此，應(yīng)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(jìn)行準(zhǔn)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(dǎo)線構(gòu)成的。在開挖后，應(yīng)該先規(guī)劃支導(dǎo)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(jìn)行。這樣有利于保證后續(xù)的測量計劃順利進(jìn)行，同時便于選取有關(guān)設(shè)備。在開始設(shè)計前應(yīng)該保證兩項工作。①需要展現(xiàn)貫通面與開挖平面的設(shè)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(yīng)該在工程圖紙上明確標(biāo)出導(dǎo)線點的坐標(biāo)位置。橫向貫通的誤差大多數(shù)包含測角與導(dǎo)線邊長。這兩種誤差會在很大程度上影響隧道的貫通準(zhǔn)確度。具體的關(guān)于橫向貫通產(chǎn)生的誤差分析如下：根據(jù)有關(guān)的誤差傳播原理，導(dǎo)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(yīng)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(zhǔn)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(dǎo)致豎向貫通產(chǎn)生誤差的有水準(zhǔn)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(guān)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(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)該大于計算值。

1.3標(biāo)記掘進(jìn)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(zhǔn)確度。因此，標(biāo)記掘進(jìn)方向的工作非常關(guān)鍵。在標(biāo)記掘進(jìn)方向的過程中，應(yīng)該在洞口設(shè)計多個固定點，然后再把中線的方向標(biāo)記在地表，以此作為掘進(jìn)工作的初始證據(jù)，掘進(jìn)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(shè)備

對于隧洞洞內(nèi)測量的儀器設(shè)備應(yīng)當(dāng)滿足如下的要求：①測距精度不得大于2mm+2×10-6D，水準(zhǔn)儀的的精度應(yīng)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(guān)設(shè)備應(yīng)該符合有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，同時應(yīng)該通過專業(yè)檢定部門的認(rèn)證才能夠投入使用。

2.2掘進(jìn)工程

1）掘進(jìn)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(yīng)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(dāng)掘進(jìn)機器向前推進(jìn)時，如果其走向不符合預(yù)設(shè)的方向，安裝在掘進(jìn)機上的激光指向儀器會自動發(fā)出激光束，能夠為掘進(jìn)機提供控制工作的自動化信息，調(diào)節(jié)工程進(jìn)度。2）在隧洞外進(jìn)行聯(lián)測。工作人員應(yīng)該在溫度條件穩(wěn)定、晴天的時候進(jìn)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(yīng)該運用方向觀測方式，在測量豎直角的過程中，應(yīng)該反復(fù)進(jìn)行4次，測距的工作需要進(jìn)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(zhǔn)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(yīng)該沿著相向開挖的導(dǎo)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(jìn)行這些工作時，相關(guān)人員應(yīng)該根據(jù)方案中的控制測量標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)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(zhǔn)確度的措施1）首先，應(yīng)該確保不同點的坐標(biāo)科學(xué)、準(zhǔn)確。另外，還需要嚴(yán)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(shè)計方案控制標(biāo)準(zhǔn)的要求，全面考慮所用儀器的指數(shù)設(shè)置，保證其規(guī)范性。比如，應(yīng)該確保棱鏡基座能夠科學(xué)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(yīng)該時刻關(guān)注導(dǎo)線點的安排和分布，保證在臨時點的導(dǎo)線點在3個以內(nèi)。同時，還應(yīng)定期檢查開挖工作是否合理、規(guī)范。4）在設(shè)置導(dǎo)線時，應(yīng)該盡量使用等邊直伸型的方法。而且，應(yīng)該保證導(dǎo)線具有一定的長度。5）當(dāng)進(jìn)行三角高程測量時，應(yīng)注意一些細(xì)節(jié)，如保證垂直角和測距按照同一個照準(zhǔn)進(jìn)行測量。另外，對于等級不小于三級的測量應(yīng)通過增加對中精度或者隔點設(shè)站的方式來適當(dāng)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(yīng)該根據(jù)有關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行規(guī)范操作，落實工程設(shè)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(guān)人員還可以運用一些其他施工方法，比如組件導(dǎo)線網(wǎng)，或者改良測量條件的方法來提升隧洞內(nèi)導(dǎo)線的準(zhǔn)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(xiàn)：

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作者:趙應(yīng)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