公路隧道施工测量误差及精度保证措施

公路隧道施工测量误差及精度保证措施

罗通勇

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摘要：公路工程隧道施工过程中的测量误差与精度控制显得尤为重要。随着隧道施工越来越规范，施工质量检测越来越严格，以前的施工做法已不能采用，所以施工的利润必须从施工过程控制中解决，优秀的测量人员能够控制好超欠挖，不仅影响成本、还影响着工程进度，如超挖后出渣量、喷锚混凝土、二衬混凝土等人力、物力、机械成本增加，如欠挖需人力或者机械清运，若加以补炮的话，更易形成超挖，既影响工程进度又增加成本，所以隧道施工控制好超欠挖是实现工程质量、工程进度、经济效益最重要的环节。

关键词：公路隧道；测量误差；精度措施

引言

随着我国交通运输业的迅猛发展，越来越多的隧道和隧道建设项目。在隧道施工中，建立满足精度要求的隧道控制网络是隧道顺利运行的前提。隧道施工控制网包括隧道高程控制网和隧道高程控制网。隧道平面控制网采用导线建立，隧道高度控制网采用水平勘测。隧道穿越误差主要是水平和垂直贯通误差，其中水平和垂直贯通误差是影响隧道穿越精度的关键因素，而垂直贯通误差对隧道运行的影响较小。

1公路隧道工程测量技术精度控制的必要性

公路隧道工程设计开展阶段，相关测量人员应对施工区域地形地貌以及周边气候环境情况进行全面勘察，并对比往年相关地形测量以及环境变化数据，这些数据对于公路隧道工程测量精准度影响较大，如果这些数据出现明显偏差，会导致实际工程测量结果也发生一定程度偏差，导致实际公路隧道工程建设质量难以保证，对于人力资源、资金使用及施工周期均造成负面干扰，严重时引发工程质量安全事故。因此，针对这种情况，要求公路隧道工程测量精度控制在合理范围内，但如果过度严格要求测量精准度，实际工程测量耗时较长且测量工作量大，这样会导致一定程度资源及资金浪费。实际公路隧道工程项目施工阶段，测量人员实施工程测量工作的核心目的在于控制施工作业的精准度，并依据相关施工目标的具体情况制定相应的测量标准。具体测量时，工程测量误差要求范围具有明显的差异性，实际测量工作实施前，测量人员应当预先了解相关工程测量要求，然后开展测量作业，这样能够将测量精度控制在要求范围，为实际施工作业提供有效的数据支持。

2公路隧道工程测量存在误差的原因分析

2.1测量仪器和工具存在的问题

测量仪器出现问题是导致故障的原因之一。第一，由于制造水平的限制，一些测量仪器和工具在生产、加工等方面不足，容易导致错误。即使在校正后，也可能不可避免地会出现导致技术测量误差并影响测量精度的剩馀误差。第二，工程测量仪器具有一定的测量范围和精度，超出范围的测量必然导致测量误差。工程测量仪器具有累积效应。如果不能及时纠正错误，测量误差将被夸大为严重，测量精度和精度严重不足，最终导致报废和反复检查的风险。

2.2受外界环境因素的影响

外部因素对误差测量的影响很明显。外部环境的变化也会导致测量数据发生变化，从而导致一些设计错误。影响技术测量的环境因素有多种，如地形、景观、湿度、技术测量的天气条件、环境条件、交通条件等，这些有时是无法控制的，也是不可预测的。如果不满足相应的自然条件，通常会直接影响工程测量结果。例如，在技术测量中，应考虑风的影响。在恶劣的天气条件下，这将影响测量装置的稳定性，导致测量偏差，并应影响测量精度。

3公路隧道施工测量误差及精度保证措施

3.1控制网布设

公路隧道控制网的布设对于整个隧道工程的测量工作尤为重要。制定控制网方案的主要依据包括施工现场诸如水文情况、地形地势等资料的调查与收集，施工时竖井、斜井以及平行道坑的设计与布设等。为了符合公路隧道工程的相关要求，布设控制网时需要考虑与现场环境所匹配的测量仪器类型，并分析对应条件下按照此方案布设控制网的可行性与精确性，进一步调整和优化原设计，以提高控制网精度及其与现场环境的锲合度。此外，在公路隧道工程的测量过程中，对于隧道洞口水准点的数量、布置方式等均有不同程度的要求，起算边长在中线放样测量、隧道洞外控制点联测、公路隧道洞内导线测设以及洞内传算等流程中的长度与位置要求，都对测量的精度有不同程度的影响。导线网环测量时，导线点位置的选择极其重要，需要兼顾施工过程中测量放样与精确测量的要求。该方案的优点是测量过程的选点与补网相对比较灵活、自由，能很好地适应现场的地形，且在同1个测站上面的观测方向比较少，易于通视。然而，缺点也是显而易见的，由于导线网环的控制面积相对较少，测量时的图形强度比较弱，而且在缺少高等级、高质量、高精度的控制方向作为测量的闭合条件时，狭长形状的导线网环端点的横向误差“摆动”较大，导致测量误差的积累和放大，从而致使测量精度降低。

3.2利用GPS技术进行精度测量控制

高速公路隧道的建设是复杂的。其中一个复杂的表现形式是侦察场的复杂性。劳动力本身无法确定调查地点。因此，测量员应利用GPS技术帮助施工工程测量，以确保测量现场的准确性。①GPS导航技术也适用于公路隧道施工建筑物的测量位置。日常测量受到客观条件的严重影响。例如气候、地质学等等。GPS技术不受环境影响，可以减少环境造成的测量误差，确保测量的准确性。②GPS技术也可以根据测量要求和高速公路隧道工程的变化进行调整，以提高工程测量的灵活性，减少工程变更造成的测量误差。③随着GPS技术的发展，不仅可以建立准确的位置，而且可以建立多维系统。目前，公路隧道工程勘察中出现了三维、三维和三维坐标系。这些系统的出现提高了调查的立体性、图表和调查数据的准确性。④GPS技术非常完备。除了性能测量外，还有建筑数据分析功能。通过测量数据的有机集成和分析，可以确保测量数据的准确性，减少手动分析数据造成的误差。⑤必须保证完成和验收，测量地形的准确性。从这个角度来看，测量员可以利用GPS技术进行具体的地形测量。

3.3隧道断面开挖放样

采用设计图纸，考虑预留沉降量、喷射厚度、钢拱架大小放出开挖轮廓线。对于开挖按照围岩情况，随时调整开挖轮廓线，以更改爆破参数、装药量、周边眼间距控制超挖。掌子面开挖放线等同于Ш级围岩光爆，点位间距在40～50cm之间，在掌子面画出轮廓线。一般采用后方交会放样，控制点在已完初支断面上，由于开挖放炮、施工机械破坏、沉降及收敛等原因，必须两个循环后进行复测后再使用。后方交会设站时考虑两控制点离仪器距离大致相同，且夹角控制在30～120°之间。

3.4平面控制测量

为了测量长路隧道平面控制，施工人员应尽一切努力放置直索或等边等边笛卡尔索，索长应控制在200米左右。采用相对开挖与中间渗透施工技术时，全站仪角度精度不少于2”可确保水平渗透误差符合法规要求。采用单向开挖时，端部贯通施工技术应依据相应公式估算精度，选择合理的测量设备。使用DS3标高测量公路沿线隧道高程控制，以满足垂直贯穿误差要求。

3.5公路隧道施工测量误差估算方法

目前公路工程隧道洞外控制测量的主要布网类型有GPS网、导线网以及三角网。而GPS网由于测量方便、观测便捷、相对精度较高等优点，为大多数工程所采用。当公路工程隧道的洞口地形条件相对复杂，布设GPS网难度较大时，一般采用混合网布设形式。因此，结合常见的误差估算理论，以洞外控制的导线测量为例，简要介绍公路隧道工程在施工过程中的测量误差估算方法，为工程中隧道测量的误差估算提供借鉴。

结束语

道路工程测量过程中，许多因素影响测量结果，导致测量结果出现误差。因此，在实际测量中，合理使用测量仪器，选择测量员的综合能力。只有这样，我们才能保证最终测量的准确性。

参考文献

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