谈水利水电工程中隧洞控制测量的误差

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摘要：在水利水电工程建设中，隧洞工程施工是比较关键的环节。隧洞的施工控制测量格外重要。在隧洞工程测量中，精度是非常关键的因素，主要分析了隧洞施工控制测量规划与误差，隧洞洞内控制测量的实施以及增加贯通精度的方法等，以保证隧洞的贯通准确。

关键词：水利水电；隧洞；施工；测量误差

0引言

在水利水电工程中，隧洞是水利水电工程中的关键构成部分。由于隧洞工程的施工地点大多在环境恶劣的地区，比如导流洞、引水洞、尾水洞等。因此，相关的规定与施工要求比其他建设工程更多。并且会根据不同的隧洞类型，要求不同的测量准确度。但是，在隧洞工程测量中精度是非常关键的因素。因此，应该采取有效的方法确保工程的精度，减小工程误差，以此保证隧洞的质量。其中一种有效的方法是在施工之前，规划隧洞的控制测量，同时进行准确的估算，确保测量结果的可信度。

1隧洞施工控制测量规划与误差

隧洞施工控制测量规划包括平面控制测量与高程控制测量两个方面。两项工作的侧重点存在差异，因此其规划的工作也有很大的不同。

1.1平面控制测量规划与误差探析

在贯通之前，隧洞的平面控制测量工作都是支导线构成的。在开挖后，应该先规划支导线的工作流程，尤其是估算误差与施测级别。这些工作主要运用的施工方法都是洞内施工，而且需要在了解开挖尺寸与精度的前提下进行。这样有利于保证后续的测量计划顺利进行，同时便于选取有关设备。在开始设计前应该保证两项工作。①需要展现贯通面与开挖平面的设计图纸；②按照具体施工的洞内条件，特别是通视条件与出渣情况，会对测量产生的影响，应该在工程图纸上明确标出导线点的坐标位置。横向贯通的误差大多数包含测角与导线边长。这两种误差会在很大程度上影响隧道的贯通准确度。具体的关于横向贯通产生的误差分析如下：根据有关的误差传播原理，导线的测角与侧边是各自独立的。因此，在分析横向贯通误差的过程中，可以将测角与侧边方面的两种误差分别探讨。

1.2高程控制测量规划与误差

在探究容易影响横向贯通产生误差的因素后，应该继续探究竖向贯通产生的误差原因。这种误差受隧洞内高程控制测量准确度的影响。也就是说，通常情况下，高程控制测量误差级别都取决于竖向贯通中产生的误差。从而导致竖向贯通产生误差的有水准测量结果误差或者三角高程测量等。一般情况下，可以通过公式来估算出竖向贯通中的误差。因此，还可以通过固定公式计算出每km中高差中数的偶然中误差，然后对比所得数据和相关的规定误差级别，选择符合规定的等级指数，选择的原则是所选级别中要求的标准值应该大于计算值。

1.3标记掘进方向

水利水电工程中隧洞施工控制测量中的横向误差取决于对隧洞内中线指向的测量准确度。因此，标记掘进方向的工作非常关键。在标记掘进方向的过程中，应该在洞口设计多个固定点，然后再把中线的方向标记在地表，以此作为掘进工作的初始证据，掘进工作与洞内控制点的持续测量根据。

2隧洞洞内控制测量的具体流程

2.1选取仪器设备

对于隧洞洞内测量的仪器设备应当满足如下的要求：①测距精度不得大于2mm+2×10-6D，水准仪的的精度应控制在大于等于±1mm/km的范围内，测角的精度小于等于±1°；②测量使用的仪器与相关设备应该符合有关的标准要求，同时应该通过专业检定部门的认证才能够投入使用。

2.2掘进工程

1）掘进方向。因为隧洞内的工作面不大，光线很暗。因此在开挖时应该使用激光指向仪器。激光指向仪器能够实现直观操作，而且对其他工程造成的影响不大，控制操作简单。当掘进机器向前推进时，如果其走向不符合预设的方向，安装在掘进机上的激光指向仪器会自动发出激光束，能够为掘进机提供控制工作的自动化信息，调节工程进度。2）在隧洞外进行联测。工作人员应该在温度条件稳定、晴天的时候进行。并且，还需要充分考虑到在不同的时间，从水平角度来观察、测量。应该运用方向观测方式，在测量竖直角的过程中，应该反复进行4次，测距的工作需要进行6次。另外，还需要在气象改正的前提下，计算边长，还需要保持投影面的高度与隧洞的中线平均高程保持一致。3）调节测量准确度。在水利工程中的隧洞施工控制测量时，不仅需要在附属工程中展开混凝土衬砌工作，还需要考虑到洞外的施工。另外，还应该沿着相向开挖的导线展开其他工作，再解决平差，或者对贯通误差加以处理。在进行这些工作时，相关人员应该根据方案中的控制测量标准来进行，而且也需要遵循工作流程，逐渐展开工程。1.3提高贯通准确度的措施1）首先，应该确保不同点的坐标科学、准确。另外，还需要严格规定对投影的计算方法。2）工作人员在测量过程中，需要根据设计方案控制标准的要求，全面考虑所用仪器的指数设置，保证其规范性。比如，应该确保棱镜基座能够科学的摆放。另外，还需要使用三联脚架法来展开测量工作。3）在开挖隧洞时，应该时刻关注导线点的安排和分布，保证在临时点的导线点在3个以内。同时，还应定期检查开挖工作是否合理、规范。4）在设置导线时，应该尽量使用等边直伸型的方法。而且，应该保证导线具有一定的长度。5）当进行三角高程测量时，应注意一些细节，如保证垂直角和测距按照同一个照准进行测量。另外，对于等级不小于三级的测量应通过增加对中精度或者隔点设站的方式来适当提高精度等级。

4结语

综上所述，在水利水电工程中，工作人员具备熟练技能可以确保有效控制测量精度。在具体的测量工作中，应该根据有关规定和标准来进行规范操作，落实工程设计方案，通过规范的工程流程来展开测量工作，以此保证测量工作的精确。将工作实践与测量方式结合起来，不仅可以有效的提升工作效率，节约施工时间，还能够确保隧洞施工控制测量工作的质量，保证贯通的精度。另外，有关人员还可以运用一些其他施工方法，比如组件导线网，或者改良测量条件的方法来提升隧洞内导线的准确性，以此来确保贯通精度最大化，减小控制测量的误差。

参考文献：

[1]高晓猛.谈水利工程隧洞施工管理[J].黑龙江科技信息.2012(28)

[2]李发富.小断面长隧洞施工测量技术探讨[J].水利科技与经济.2014(04).云南水力发电2017年第2期

作者:赵应书 徐永恩 张丽霞 单位:中国水利水电第十四工程局有限公司