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水利工程的长隧洞贯通测量方法

日期:2021-04-02 16:21:35 人气:

1隧洞贯通误差

1.1隧洞贯通误差的来源

目前,隧洞洞外平面控制测量一般采用GNSS网取代传统的导线网及三角形网,洞内平面控制测量一般采用导线网或边角网;洞内、洞外高程控制测量,一般采用精密电子水准测量或光电测距三角高程测量进行。隧洞测量时,由于受地面、地下控制测量误差的影响,使得隧洞贯通面的中线与设计产生偏移,即产生贯通误差。隧洞的贯通误差包括横向、纵向及竖向三个方向的贯通误差。按来源环境又分为洞外贯通误差及洞内贯通误差。纵向和横向贯通误差主要由洞外GNSS网误差、联系测量误差及洞内导线测量误差引起。其中,纵向贯通误差主要由洞外的GNSS网测量及洞内的测距引起,对工程贯通影响不大,也能较好地控制,本文不做分析。竖向贯通误差主要由采用精密电子水准测量时水准仪的精度、大气折光等因素引起或采用三角高程测量时的照准误差、折光系数误差及地球曲率影响引起,由于水工隧洞的特殊性,如竖向误差超出限差,会引起水流变缓或出现倒坡,导致隧洞的过流及承压发生改变,甚至使隧洞不能顺利贯通。横向贯通误差主要由洞外GNSS网测量、联系测量及洞内导线测量引起,主要误差有测距误差、测角误差、垂线偏差、对中误差及旁折光误差。其中,测距误差对横向误差影响极小,测角误差和对中误差对横向误差影响较大,隧洞的主支洞高差较大时,垂线偏差对方位角有影响,而气象因素引起的旁折光对控制网的横向误差也有一定影响[5]。

1.2隧洞贯通误差值得确定

一般情况,根据隧洞相向开挖长度(包括支洞长度)来确定横向、纵向及竖向相应的贯通中误差值的大小[3],最新的《水利水电施工测量规范》(SL52-2015)是国内首个对长度超过20km的隧洞贯通精度做出明确要求的规范,给出了相向开挖长度50km以下水利工程隧洞贯通容许误差值的分配。如相向开挖长度大于50km的隧道则需做专门技术设计。当在主斜洞内贯通时,纵向误差按横向误差值的大小确定,对于上下两端相向开挖的竖井,其极限误差值不超过±200mm。横向和纵向贯通容许极限误差取值相同,竖向贯通要求极其严格,极限误差值为横向及纵向贯通极限误差值的三分之一左右。进行隧道贯通测量设计时,一般取极限误差的二分之一作为贯通面上的贯通中误差。在《水利水电施工测量规范》(SL52-2015)中,根据隧洞相向开挖的长度,横向、竖向及纵向的贯通容许极限误差值和贯通测量中误差值按权函数法进行分配并做了适当的调整[6]。地面、地下及贯通面的中误差分配值满足式(1):M贯通面=±M2地面+M2地下姨(1)如顾及联系测量时,则贯通面的中误差分配值满足式(2):M贯通面=±M2地面+M2联系+M2地下'姨(2)

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