1 贯通测量和误差预计方法.doc

 PAGE 33 1.贯通测量和误差预计方法 1.1贯通和贯通测量 两个或多个相向或同向掘进工作面在预定的地点彼此接通的地下工程称为贯通。为了使其按照设计的要求在预定的地点连通而进行的测量工作，称为贯通测量。以贯通方式采用多头掘进同一隧道（井巷），可以加快施工进度，改善通风条件和劳动条件，有利于掘进的平衡，在铁路、公路、水利、国防和矿山等建设工程中普遍采用，是加快隧道（巷道）建设的重要措施，。 一般情况下贯通可能出现下述三种（图1.1）： 两个工作面相向掘进，叫做相向贯通。图1.1(a) 两个工作面同向掘进，叫做同向贯通或追随贯通。图1.1(b) 从一端向另一端指定地点的掘进，叫做单向贯通。图1.1(c) 1.1(a) 1.1(b) 1.1（c） 图1.1 贯通可能出现的三种情况 进行贯通时，测量人员的任务就是保证各掘进工作面均沿着设计的位置与方向掘进，如果贯通接合处的的偏差值超限，将影响隧道质量，甚至造成隧道贯通失败、人员伤亡等严重后果，在经济和时间上都给国家造成巨大损失，也会使测量人员的信誉一落千丈。因此，要求测量人员必须一丝不苟、严肃认真地对待贯通测量工作。贯通测量工作应遵循以下原则： (1)在确定测量方案和测量方法时，要保证贯通测量所必要的精度，既不因精度过低而使隧道不能正确贯通，也不应盲目追求过高精度而增加测量工作量。 (2)对所完成的每一步或每一项测量工作，都应有客观独立的检验校核，尤其杜绝粗差。 1.2隧道贯通测量限差 隧道控制测量的主要作用是保证隧道的正确贯通，其精度主要取决于隧道贯通精度要求、隧道长度和形状、开挖面数量以及施工方法等。 隧道接合处的偏差值，可能发生在三个方向上： (1)水平面内沿隧道中线方向上的长度偏差，这种偏差值对贯通在距离上有影 响，但对隧质量则没有影响，称为纵向偏差； (2)水平面内垂直于隧道中线的左、右偏差△x′，称为横向偏差； (3)竖直面内垂直于隧道腰线的上、下偏差△h ，称为高程偏差。 对于山岭隧道来说，纵向误差只要不大于定测中线的误差，能够满足铺轨的要求即可。高程误差影响隧道的坡度，???容易满足限差的要求。而横向误差如果超过限差就会引起隧道中线的几何变形，甚至洞内建筑物侵入规定限界而使已衬砌部分须拆除重建，造成巨大损失。一般取两倍的中误差作为各项贯通误差的限差。对于纵向误差,通常按定测中线的精度要求给定，如式（1.1）: （1.1） 式（1.1）中，L为隧道两开挖洞口间的长度。 对于横向贯通误差和高程贯通误差的要求，《铁路测量技术规范》根据两开挖洞口间的长度确定其限差，具体要求如表1.1。 表1.1 铁路隧道限差要求 两开挖洞口的长度/km＜44～88～1010～1313～1717～20横向贯通限差/mm100150200300400500高程贯通限差/mm501.3贯通测量的误差来源分析 1.3.1水平角测量的误差 洞内测角和地面一样，不可避免的存在着以下几方面的误差： 由于所使用的仪器不完善而产生的误差，称为仪器误差； 由于瞄准和读数不正确所引起的误差。由于瞄准和读数随测角方法 不同而异，称为测角方法误差； （3）由于觇标和仪器中心与测点中心没有在同一铅垂线上所产生的觇标对中误差和仪器对中误差。 此外，由于环境条件，如洞内湿度、温度、粉尘、照明度等因素变化，也会给测角带来误差，但洞内条件较为稳定，环境影响相对较小。 1.3.2光电测距误差 短程红外测距仪大都采用相位测距，所测距离用下式（1.2）计算： （1.2） 式（1.2）中　-真空中的光速； n－大气的群折射率； -调制频率； N整周期个数，零或正整数； －不足整周期的相位尾数； K－剩余加常数。 上式中每个要素与边长D的中误差MD的关系如式（1.3）： （1.3） 由式(1.3)中可以看出，MD测距中误差由两部分组成：一部分与被测距离D成比例的误差，即上式等号右边前三项；另一部分是与被测距离无关的误差，上式等号右边的后两项。在实际测距过程中还存在着测距仪对中误差mT、反射镜对中误差mC以及周期误差me。因此，光电测距仪的测距误差通常用固定误差A(与边长无关的随机性偶然误差)和比例误差B(与边长大小成比例的随机性偶然误差)表示,如式（1.4）：