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1、1泥湾尾砂库泄洪隧道施工控制测量方案设计及贯通误差预计胡亚平摘要：结合尾砂库泄洪隧道，介绍施工测量控制系统的设计思路及误差所引起的横向贯通误差的估算方法、精度预计结果说明本设计方案能满足对横向贯通误差控制的要求。关键词：泥湾尾砂库泄洪隧道；测量控制；贯通误差1、 控制测量的目的由于尾砂库扩容改造的需要，在尾砂库尾部和靠河边一侧的山腰设计一泄洪隧道。其附近地形为低山丘陵地貌，山高约300m，相对高差 150m 左右，山上林木密集。隧道进口为山沟，出口为山腰。隧道所经的岩层大多为类围岩。为指导和控制该隧道的施工，确保隧道顺利贯通，避免横向贯通误差过大，并使隧道的施工线形最大限度的接近设计线形，因此
2、应在隧道施工前建立地面测量控制网。在进洞施工后做好联系进洞测量和洞内控制测量工作，使地面控制测量的误差、联系测量的误差和洞内控制测量的误差对贯通误差的影响降到最小。为达到此目的，应做好地面测量控制网、联系测量和洞内控制测量的方案设计并通过贯通误差预计，判断所设计的方案是否合理和能否满足设计及施工的要求。2、 地面测量控制网设计作为控制隧道施工的地面控制网，其主要作用是控制相向掘进2的两侧在不能彼此通视的情况下，需要取得正确的贯通。此外还应保证隧道的平顺连接。在进行精度设计时，应根据隧道长度和确保贯通误差满足实际需要和有关规范规定。泥湾尾砂库泄洪隧道全长不超过 500m，按岩金矿山测量规范的规定
3、，应建立一级控制网。横向贯通中误差应小于50mm 。其中地表控制网误差所引起横向贯通中误差应小于30mm 。洞内控制网误差所引起的横向贯通中误差应小于40mm。在进行网型设计时，要保证每个洞有一个稳定可靠的近井点。另外应考虑把地面网的精度裕量让给地下网，这是因为：地面网的布线形式较坑内网灵活，坑内网只有按坑道工程的延伸方向和位置布网，而且受隧道规格大小的限制。坑内网的连长是有限的。这样坑内网的测量误差和积累要比地面网大得多。坑内网的观测环境比地面网的要差，如照明、施工干扰等；由于施工干扰和山体容易造成地下网的不稳定。3、 联系测量和洞内控制网设计为将地面控制网的控制参数引入井下，以指导中线进洞
4、和掘进方向。必须设立近井点和建立洞内控制网。通过近井点进行地面和井下的联系测量，通过洞内控制网点指导掘进方向和测设洞内线路中线，对直线隧道而言，近井点应和隧道中线重合。为提高洞内控制网的精度，洞内控制网的精度等级应与地面网相同，洞内直线边的边长不得短于 60m，并且最好布设成等边直伸支导线。按照上述思路和泥湾尾砂库泄洪隧道的具体情况及地形条件。设计的地面网3的网型如图 1 所示：网中 D 和 C 为从国家四等控制网点引下的测点。其中 D 点位于隧道的北边山的鞍部，点位稳定可作为地面网及整个测量控制系统的坐标起算点。而 D 至以的方向，可作为地面网平差时的方位角起算边。E1 和 A1 为隧道的两
5、个近井点，它们都在隧道线路中线上，通过这两个近井点进行联系测量把地面网和地下网连接成一个整体。作 为指导整个隧道施工的测量控制系统。而 E2、A2 为洞内导线控制点。随着掘进的深入，洞内导线控制网点的数量也在不断的增加。众所周知，隧道工程为线状地物，因此不论是地面网还是地下网，也只能是线状的。而线状控制网，纵向误差主要由测距误差引起，横向误差主要由测角误差引起，因此对纵横向比例严重失调的控制网，其横向误差常常比纵向误差要大得多，这对于隧道控制网而是很不利的。因为隧道，首先要控制的是横向贯通误差，应把地面网中能通视的控制网点都连接起来，并进行角度和距离的观测。这样地面网实质上是一个边角控制网。4
6、、 地面网、联系测量和地下网观测方案设计对泄洪隧道测量控制网（图 1）应进行网中所有角度和距离的4观测，为使该网达到一级边角网的精度要求。在角度和距离的观测中，根据规范的有关规定，各观测点观测的测回数和各项限差应满足表 1 和表 2 的规定。表 1 水平角方向观测法的主要技术要求仪器等级测回数测角中误差三角形内角和闭合差半测回归零差一测回中2C 较差同一方向各测回间较差DJ2 3 5 9 8 13 9表 2 水平距离测量的主要技术要求仪器等级 测回数一测回读数较差 往返测较差测量距中误差 相对中误差一级 往返一测 回 10mm 2（a+bSi） 10mm 1/150005、 横向贯通误差预计现
7、以泄洪隧道为例，介绍上述测量控制系统横向贯通误差的估算方法，并估算地面网、地下网和联系测量的误差所引起的横向误差的预计值，以判断所引起的建网方案是否合理以及能否满足施工的精度要求。设贯通面设置在隧道的中部。5.1 地面网误差所引起的横向贯通误差现按导线控制测量的形式（这是最不利的情况，因为边角网的精度比得多） ，估算地面网误差所引起的横向贯通误差。根据文献1 ，由于导线测角误差而引起的横向贯通误差和导线测边误差而引起的横向贯通误差的计算公式分别为：2 xy RmM52dylmMlyl式中： 206265; m 为导线的测角中误差; 为导线边lm长的相对中误差; 为测角的各导线点至贯通面的垂直距
8、离的2xR平方和; 为各导线边在贯通面上投影长度平方的总和。2Dy对一级导线而言，m 4， 1/15000，对上面的地面lm网而言， 1655.033m, =338.047m，代入上式计算得：2xR2DyMy 32.1mm，M yl22.5mm，则地面网误差引起的横向贯通误差为 mylyq 2.39221 5.2 地下网误差引起的横向贯通对于等边直伸的地下导线来说，导线的测角误差引起横向误差，而量边误差与横向误差无关，因为地下导线一般为等边直伸导线，由测角引起的横向贯通误差可按下式估算： 3)5.1(222 nmsnMq式中：n7，s=100m，m =4,代入上式计算得MQ2=22.8mm5.
9、3 联系测量误差所引起的横向贯通误差洞口近井点 A1 和 E1 至贯通面的距离分别为 240.720m 和6236.397m，设联系测量的测角误差仍为4，则两洞口联系测量误差所引起的横向贯通误差分别为：MQ3=4/206265240720=4.7mmM Q4=4/206265236397=4.6mm综上所述，按上面设计的地面网，地下网和联系测量的误差所引起的横向贯通误差预计值的综合值，可根据测量误差传播定律按下式计算：MQ= -( Mq12+ MQ22+ MQ32+ M Q42)=45.8mm显然尾砂库泄洪隧道施工测量控制系统误差所引起总的横向贯通误差，小于相应的限差要求（限差为50mm） ，可见该测量控制系统的设计是合理的和切合实际的。6、 结语根据尾砂库泄洪隧道的具体情况及地形条件和有关隧道勘测及施工规范，制定该隧道测量控制系统的设计方案，理论上是严谨的，实际上是可行的。在最不利的情况下所预计的该隧道测量控制系统的横向贯通误差，也能满足设计和施工的要求，说明该方案可以在尾砂库泄洪隧道施工中付诸实施，而且可以预计，按测边网方案建立的地面测量控制网的精度，将比上面设计的精度高得多，因而实际的贯通误差也将比估算的小。 这个结论在实践中得到了证实。该隧道贯通后实际测得的横向贯通偏差为 26mm。7参考文献：1陈永奇 工程测量学 北京：测绘出版社 1995 年
