老君隧道貫通誤差控制方法探討

□ 潘志壽

（甘肅省水利水電勘測設計研究院有限責任公司，甘肅 蘭州 730000）

1.工程概況

平定高速公路老君隧道位于甘肅省會寧縣李家灣村，全長1375m，海拔高程2100～2200m，沉積物具有二元結構，主要是新堆積黃土，下部是卵礫石層，底部為第三系泥巖。整座隧道分為長680m、坡度為1.5%的上坡和長685m、坡度為1.32%下坡。

2.洞內、外控制測量布設

因在老君隧道洞外各布設四等精密導線施工控制網，利用洞外控制網進行洞內一級導線布設，來達到貫通精度要求。

（1）老君隧道洞外控制網根據提交的高級精度已知點AA003和AA005布設為閉合導線網，其按照四等導線網精度要求布設。

（2）老君隧道洞內根據洞外控制網的高級精度已知點出口G9、G1點和出口G8、G6、及G4點布設為支導線，其按照一級導線精度要求布設，直線地段最短距離不小于200m，水準點在導坑拱部、邊墻施工段每100m設立一個臨時點，并定期復核。經觀測計算閉合差51.5mm，每千米水準測量高差全中誤差為±2.7mm＜f允=±10mm。

3.貫通測量采用的儀器及精度控制

測量儀器為拓普康GPT—3002N/OP,綜合精度為±1.49mm，一測回水平方向偏差為1.24″，已經過檢測并在使用期限內。控制測量精度以中誤差衡量，最大誤差（極限誤差）規定為中誤差的2倍，根據《公路隧道施工技術規范》、《公路隧道勘測規程》及《公路勘測規范》要求，根據本合同段要求，擬采用的精度控制指標見表1和表2。

3.1 老君隧道洞外控制測量

老君隧道平面導線網由九個點構成閉合線路。

3.1.1 角度測量精度計算

角度測量采用方向法右角觀測讀數不歸零的方法二測回觀測，求得測站平均值，其內角閉合差fw為：

表1 隧道中線極限貫通誤差

表2 貫通面上貫通誤差影響值的分配

觀測角度改正后導線測角中誤差mβ:

符合一級導線測角的技術要求。

3.1.2 邊長精度計算

邊長采用往返各二測回觀測讀數取平均值，求得測站平均值，其往返測距單位中誤差μ：

實際每邊測距中誤差MDi選取其中權最小，中誤差最大的邊w6～w7計算：

允許誤差MD允＝±17mm MDi＜MD允,

符合一級導線測距的計算要求。

3.1.3 環線導線全長閉合精度

導線相對閉合差T：

3.1.4 水準高程控制測量精度計算

老君隧道高程控制以BM132點高程為起算數據，增埋四個水準點，構成五個測段的閉合線路，按照四等水準測量的觀測方法和技術要求實測，其環線閉合差fh＝-7.0mm。

每千米測段高差改正數Δ計算每千米高差偶然誤差MΔ:

水準高差閉合線路精度符合四等水準測量的精度要求。

3.2 洞內控制測量精度預計

根據規范要求，洞內導線布設盡量為直伸導線，隧道總的橫向貫通誤差的允許值為Δ，按照等影響原則，則地面測量所引起的橫向貫通誤差的允許值為±Δ/√3=±0.58△，洞內平均邊長為150m，貫通允許中誤差為±75mm，根據貫通面精度要求估算采用何種等級觀測。

因全站儀觀測標稱精度為2mm+2ppm，對于直線隧道或半徑很大的曲線隧道，縱向貫通誤差影響較小，主要由導線測量中角度觀測的誤差引起的，其支導線點位精度分析，導線端點橫向誤差為：

（取 n=7,s=150m,ρ=206265,mu=0.075m）

通過上述估算，因此決定采用直線隧道控制邊長2～3km,曲線隧道為1～1.5km,測角誤差為±4″，儀器為J2型，測回數為2的導線進行施工，可以滿足隧道貫通要求。

3.3 高程控制精度預計

根據規范要求，由洞外高程控制測量誤差的影響所產生的貫通面上的高程貫通誤差按照下式計算：

式中：m△h—貫通面上的高程中誤差（mm）

L—洞外兩開挖洞口間水準路線長度（km）

mΔ—每公里高程中誤差中數偶然中誤差（mm）

根據規范要求，四等水準控制每公里高程中誤差中數偶然中誤差為±5mm,隧道水準路線長度為1.5km，貫通面上的誤差設計值為±75mm，則其貫通面上的中誤差為：

由上述分析，采用四等水準高程測量能滿足貫通面上的貫通精度要求。

4.結束語

通過洞外控制測量，保證隧道工程在兩個或多個開挖面掘進，施工中線在貫通面上的橫向及高程能滿足貫通精度要求。通過洞內控制測量精度的計算，進一步掌控在施工過程中測量精度，更好地達到貫通面橫向及高程貫通精度要求。

參考文獻：

【1】交通部.JTGF60-2009.公路隧道施工技術規范[S].北京：人民交通出版社，2009.

【2】交通部.JTGC10-2007.公路勘測規范[S].北京：人民交通出版社，2007.

【3】中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局，中國國家標準化管理委員會.GB12898-2009國家三、四等水準測量規范[S].北京：中國標準出版社，2009.