超長隧洞坐標小數、邊長方位角的精度對貫通誤差的影響

徐忠濤

(遼寧潤中供水有限責任公司，沈陽110000)

1 工程概況

大伙房水庫輸水工程為大型水利工程，工程主體是一條長達85.32 km 的超長隧洞，開挖洞徑為8.0 m，隧洞底坡降為1/2380。根據現有資料統計，本工程從規模及施工難度上位居國內外在建隧洞工程之首，另外還有各支洞總長度為13.8 km，堪稱世界之最。

2 問題的提出

工程規模為Ⅰ級，隧洞施工以TBM 工法為主，隧洞的最大相向開挖長度為14 km，最大單向開挖長度為12.8 km，最大開挖深度為255 m，隧洞的平面為直、曲、折形狀，其中有5 段曲線，圓弧半徑分別為800 ～100 m，根據以上數據顯示，大伙房水庫輸水隧洞的相向開挖長度遠遠超出現行的《水利水電施工測量規范》的要求，如表1 所示，隧洞相向開挖長度最大為8 km 的標準，規范最大的單向開挖長度為4 km，此工程的最大單向開挖長度為12.8 km，超出現行規范的2 倍［1］。

表1 水工隧洞開挖極限貫通誤差

根據大伙房水庫輸水工程的特點，認真研究、探討，盡可能消除影響隧洞貫通精度的非直接測量因素，因此，對隧洞洞線坐標的精度及坐標方位角的精度進行了研究探討，目的是得出的貫通誤差數據一定要真實可靠，即有理論依據又有實踐檢驗，總結出適應我國超大型隧洞開挖測量的技術標準，為本行業的技術進步及修訂測量規范提供一個難得的寶貴的第一手資料，同時培養和鍛練一批測量人才［2］。

3 隧洞坐標小數精度的研究

在超長遂洞施工測量中，每一小環節如果考慮不周，都會給工程造成無法彌補的損失。在此工程中，本著從“整體到局部，從局部到碎部”的基本原則，仔細分析每一環節可能影響測量貫通的因素，進行認真審查、校對、研究、討論。首先對設計提供85.3 km的隧洞特征點坐標值進行往返驗算，也就是坐標反算及用反算的邊長和方向角再推算坐標值，通過計算發現反推坐標值時，發現與原坐標值有變化，變化值一般在5 ～10 mm，又經過大量驗算證明計算無誤，經過認真分析，發現設計提供坐標值小數保留精度不夠，設計坐標值小數保留3 位，同時設計主洞線上采集的坐標精度還較低，造成以上提出的問題［3］。

通過計算得出坐標小數點的位數應該保留到5～6 位數，小數點的調整應從第三位就開始修定優化，才能滿足這超長隧洞開挖測量貫通的精度要求，因為貫通誤差控制都是在mm 之間，不考慮測量過程誤差就存在著這些差值，在最終的貫通誤差中，夾雜著非測量誤差，測得的貫通誤差不是真值，不能給以后工程提供借鑒參考作用，所以，最終設計采用了該意見，進行了坐標小數點位數更正，這樣在進行坐標反算及推算中數據非常吻合，在工程測量中避免了此項誤差的出現，得到很好的結果。

4 坐標方位角精度的研究

在解決了保留小數點位數問題之后，發現隧洞軸線邊長方位角還存在著零點幾秒的情況，這對幾十年的水利樞紐工程來說根本不是問題，不存在此項系統誤差，測量可直接消除，但這零點幾秒對這超長隧洞來說就存在較大問題，因為在地下超長邊長傳遞，自然形成了系統誤差的積累，同時很難解決，因為現在工程測量儀器不能測量到零點幾秒，通過驗算從隧洞進口到隧洞出口，這零點幾秒影響貫通值282 mm，再加上進洞導線的測量誤差，遠遠超出測量規范要求的貫通誤差值，同時得的貫通值也不真實，為消除這些影響因素，經認真分析，探索，在不影響設計確定的隧洞走向情況下，對每條邊方位角的零點幾秒進行四舍五入，采取單進雙不進的原則進行調整(調整到整秒)，把85.3 km隧洞軸線的方位角都調整到整秒數，很自然地消除了這零點秒所帶來的影響，最終設計采用了上述意見，進行了坐標的進一步優化，得到很好的效果［4］。隧洞洞線特征點調整后最終成果表見表2。隧洞洞線特征點調整后最終成果見表2。

表2 隧洞洞線特征點調整后最終成果表

如果不調整這零點幾秒，這些系統誤差值(282 mm)，加雜在本工程隧洞的各個貫通面中，最終的貫通誤差決不是現已得到的高精度貫通值，會遠遠大出現已貫通值，并且超出規范的貫通值可能也不知道是什么原因造成。經過計算得知，零點幾秒方位角的影響值的表現為:零點幾秒的差值越大影響的值越大，反之越小。

5 結 語

以上這些影響貫通精度因素的消除，得到的貫通誤差值才是真實可靠的測量誤差值，能夠提供給以后類似工程真實可靠的借鑒作用，對超長隧洞工程施工來說是必須考慮的問題，并有助于規范超長隧洞的測量，同時提醒工程測量人員對測量數據的校核審查的重要性。

［1］張鳳君.優化測量方法 加強測量管理 提高巷道貫通精度［J］.山東煤炭科技，2010(01):13.

［2］劉文杰，張力.淺談如何提高大流坑隧道的貫通精度［J］.福建建筑，2009(09):99-100，140.

［3］劉敏，王鐵生.地下導線起始方位角誤差對隧道貫通精度的影響［J］.河北理工學院學報，2006，28(01):132-135.

［4］朱洪明.提高盾構隧道貫通精度的測量技術探討［J］.隧道建設，2006，26(A02):23-26.