貴新隧道貫通誤差預計

金立忠 王成偉

(中交隧道局有限公司第三工程公司，江蘇 南京 211100)

貴新隧道貫通誤差預計

金立忠 王成偉

(中交隧道局有限公司第三工程公司，江蘇 南京 211100)

以貴新隧道工程為例，對貫通誤差進行了精度分析，介紹了點位布置與具體的測量方法，并對各點位坐標進行了計算，指出在洞外采用GPS聯測，洞內采用支導線，其精度完全滿足規范及設計要求。

貫通誤差，精度，規范，計算

1 工程概況

中交隧道工程局有限公司承建的國道主干線福州繞城公路西北段RA9合同段路線位于福州市晉安區宦溪鄉境內，起于貴新隧道中部，樁號為YK21+150，終于大洋村K26+400，距福州市區城北約30 km，全長5.241 53 km。本合同段主要經過點有：五峰寺、后壟、桂湖、大洋。主要工程包括：雙線隧道總長度2 347 m/0.5座，其中貴新隧道左洞長2 336 m，右洞長2 358 m，路基總長度1 502 m，五峰寺特大橋長738 m；后壟大橋長482 m；大洋1號大橋長172.12 m。

2 點位布置及測量方法的確定

貴新隧道全長5.2 km，我標段從出口位置至貫通面長2.3 km。根據《公路勘測規范》表1，當兩開挖洞口間長度為3 000 m～6 000 m時，貫通極限誤差應小于200 mm，根據表2，貫通中誤差洞外為60 mm，洞內為80 mm,全隧道為100 mm。高程中誤差洞內外各為25 mm，全隧道35 mm。據此，洞外出入口布設控制點并采用D級GPS控制網聯測，洞內擬采用支導線法，每220 m布設一個導線點，高程采用三等水準測量法在出入口聯測。假設隧道出入口均采用同樣的方法觀測，則本合同段內的半座隧道的允許誤差應為全隧道的一半，即m允=50 mm，下面根據儀器精度，測量方法，以右洞為例，對貫通誤差進行精度分析，以檢查是否符合規范及設計要求。

表1 貫通極限誤差

表2 貫通中誤差

洞內每220 m左右布設一個導線點，從出口的YK23+508附近布設的第一個洞口投點至貫通面YK21+150布設的最后一點，總長2.358 km，大約共12個支導線點。從出口至貫通面點名依次編號為GXY1，GXY2，…，GXY12。點位布置見圖1。

3 坐標計算

GXY1坐標：X1=X0+D1×cosα1，Y1=Y0+D1×sinα1。

GXY2坐標：X2=X1+D2×cosα2，Y2=Y1+D2×sinα2。

?

GXY11坐標：X11=X10+D11×cosα11，Y11=Y10+D11×sinα11。

GXY12坐標：X12=X11+D12×cosα12，Y12=Y11+D12×sinα12。

所以：

X12=X0+D1×cosα1+D2×cosα2+…+D11×cosα11+D12×cosα12

(1)

Y12=Y0+D1×sinα1+D2×sinα2+…+D11×sinα11+D12×sinα12

(2)

其中，D1，D2，…，D12為各導線邊長；α1，α2，…，α12為各邊方位角，α1=α0±180°+β1，α2=α1±180°+β2，…，α12=α11±180°+β12，β1，β2，…，β12為觀測左角。

4 精度分析

平面控制測量分洞內外兩部分，平面貫通誤差由洞內外控制測量共同引起。洞外采用D級GPS控制網，出入口各兩個點。根據《全球定位系統(GPS)測量規范》(CH 2001-92)及實際觀測數據來看，各點點位中誤差均小于5 mm，現設洞外點位X，Y坐標中誤差均為mX0=mY0=10 mm。

對式(1)，式(2)分別取微分：

dX12=dX0+cosα1×dD1-D1×sinα1×dα1/ρ+cosα2×dD2-D2×sinα2×dα2/ρ+…+cosα12×dD12-D12×sinα12×dα12/ρ

(3)

dY12=dY0+sinα1×dD1+D1×cosα1×dα1/ρ+sinα2×dD2+D2×cosα2×dα2/ρ+…+sinα12×dD12+D12×cosα12×dα12/ρ

(4)

其中，D1，D2，…，D12，dD1，dD2，…，dD12取mm為單位；dα1，dα2，…，dα12，ρ取″為單位。

各觀測左角β1，β2，…，β12預計范圍為165°～195°，導線邊長200 m～240 m，導線起始方位角α0=170°43′36″，所以α1，α2，…，α12取值范圍為170°～220°。

所以：

(5)

(6)

采用索佳SET2130R全站儀正倒鏡等精度觀測兩個測回，儀器標稱精度測距(2+2)ppm，測角2″，取測距中誤差mD=±5 mm，測角中誤差mα=±5″，所以有：

mD1=mD2=…=mD12=mD=±5 mm。

mα1=mα2=…=mα12=mα=±5″。

把上式代入式(5)，式(6)得：

5 影響橫向貫通誤差的因素

由圖2可見，對于等邊直伸導線，測角誤差是影響橫向貫通誤差的首要因素，而測邊誤差主要影響縱向貫通誤差。因此，洞內導線測量，增加測回數，保證測角精度是非常必要的。

6 結語

1)在洞外采用GPS聯測，洞內采用支導線，正倒鏡觀測兩個測回，貫通誤差遠小于規范規定，其精度完全滿足規范及設計要求。

2)對于一般的長隧道，采用GPS測量與單導線測量相結合的方法，其貫通誤差滿足設計要求，且布點靈活，施測方便。

[1] JTJ 061-99，公路勘測規范[S].

[2] JTJ/T 066-98，公路全球定位系統(GPS)測量規范[S].

[3] 胡伍生.土木工程施工測量手冊[M].北京：人民交通出版社，2005.

[4] 張志剛.線橋隧測量[M].成都：西南交通大學出版社，2008.

PredictiononGui-Xintunnelbreakthrougherror

JINLi-zhongWANGCheng-wei

(3rdEngineeringCompany,ChinaCommunicationTunnelBureauCo.,Ltd,Nanjing211100,China)

Taking Gui-Xin tunnel engineering as an example, the article carries out accuracy analysis of breakthrough error, introduces point location and specific measurement methods, calculates the point coordinate, and points out that: the mutual utilization of external GPS measurement and internal branch wire can meet the norms and design requirements for accuracy.

breakthrough error, accuracy, norms, computation

1009-6825(2014)14-0223-03

2014-03-03

金立忠(1971- )，男，工程師； 王成偉(1979- )，男，工程師

U452.13

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