銀西鐵路新永首梁隧道的洞外控制網的建立

李金祥

(中鐵十二局二公司，山西 太原 030032)

銀西鐵路YXZQ-5標段起訖里程DK110+217～DK138+151.98，線路長度27.93 km。標段內主要包括路基土石方2 039 338 m3；特大橋2座，共2 333.49 m；大橋1座,501.5 m；作為本標段控制性工程新永壽梁隧道，長度10 796.74 m。

本文對新永壽梁隧道洞外控制網數據進行了統計分析，通過建立獨立控制網來滿足長大隧道貫通的需求，對長大隧道的貫通精度有很大的提高，確保了長大隧道的貫通精度的規范要求。

1 控制網概況

新永壽梁隧道獨立控制網測區位于陜西境內永壽縣到彬縣段，范圍內共有CPI控制點8個，平面加密控制點15個。

2 測量儀器設備

施工復測使用的主要測量儀器均經省級以上計量檢定部門檢定合格并在檢定有效期內，儀器的標稱精度及技術狀態均滿足復測的要求。

平面測量全部采用GPS測量：共投入6臺徠卡GS15雙頻雙星接收機(標稱精度±5 mm+1×10-6D)，測量前進行了基座、對中器等的常規檢校。

3 坐標系統

根據提供的獨立網方案，經分析該獨立控制網采用設計提供獨立坐標系，滿足邊長投影在相應的線路設計軌道平均高程面上變形值不大于10 mm/km的要求，采用和設計提供坐標系統一致的坐標系統，即基于2000國家大地坐標系基本橢球參數(長半軸a=6 378 137 m，扁率α=1/298.257 222 101)，獨立控制網投影帶見表1。高程系統采用1985國家高程基準。

表1

4 平面控制網復測

4.1 測量實施

(1) 采用網狀連結方式構網，形成由三角形或大地四邊形組成的帶狀網(見控制網略圖)。按靜態相對定位測量模式，6臺GPS接收機架設于控制點上同步觀測。

(2) 測前根據星歷預報，詳細制定觀測計劃；觀測中嚴格執行調度計劃，按規定時間進行同步觀測作業，最短觀測時間120 min，同步觀測2個時段。

(3) 接收機設置觀測衛星高度角≥15°,數據采樣間隔為15 s。測區地形開闊，同步觀測到的GPS衛星總數≥6顆(一般為8～12顆)，GLONASS衛星總數為5～9顆。

(4) 作業過程中，天線安置嚴格整平、對中，并隨時檢查。

(5) 作業中使用對講機需離GPS接收機20 m以外。

(6) 每時段觀測前后分別量取天線高，誤差小于2 mm，取兩次平均值作為最終結果。一個時段觀測結束后，重新檢查對中整平儀器，再進行第二時段的觀測。

(7) 觀測人員嚴格按手簿內容進行詳細記載，不得錯記、漏記，嚴禁事后補記或偽造。

(8) 作業過程中，天氣多為晴天。

4.2 GPS控制測量的主要技術指標

GPS測量主要技術指標見表2。

表2

4.3 數據處理及精度分析

4.3.1 基線解算及精度分析

使用徠卡公司提供的LGO7.0軟件進行基線向量解算。采用廣播星歷，按靜態相對定位模式進行解算，得到滿足儀器標稱精度的雙差固定解基線向量結果，參與后續數據處理。外業觀測結束后，以大地四邊形作為基本構網圖形對觀測基線進行處理和質量分析，檢查基線質量是否符合相關規范的要求。

(1) 基線向量異步環閉合差

閉合環檢驗應滿足如下要求

式中，n為閉合環數(n=3)；σ為閉合差的中誤差(單位mm),且

其中，a為固定誤差為5 mm；b為比例誤差=1×10-6；D為弦長，單位為km。

(2) 重復基線較差

4.3.2 獨立控制網平差及精度分析

(1) 三維無約束平差：以 GC01的三維坐標(空間直角坐標)作為起算數據，對 獨立控制網進行三維無約束平差。三維無約束平差中，所有基線分量的改正數絕對值均滿足

(2) 二維約束平差：使用控制網兩端經檢驗穩定可靠的CPI控制點作為約束點(NCPI085、NCPI092)進行二維約束平差后，單位權中誤差m0= 1.332 cm，最弱點NCPI090的點位誤差Mp=1.5 mm。最弱邊GC03A～NCPI091的方向中誤差為0.50″，邊長相對中誤差為1/359 575，基線向量長度198.3 m，邊長中誤差0.06 cm，方向中誤差和邊長中誤差均滿足規范限差要求，達到高鐵一等GPS控制網的精度要求。

4.4 獨立控制網復測成果分析

根據二維約束平差精度統計，進行隧道洞外GPS測量對貫通誤差影響值的估算，結果見表3。

表3 洞外GPS測量對貫通誤差影響值的估算

續表

由表3可見，隧道洞外控制網精度可以滿足隧道貫通要求。

5 結 語

通過采用高精度GPS徠卡GS15對新永壽梁隧道洞洞外獨立控制網進行測量，提高了隧道貫通精度，可確保滿足高精度施工放樣的需要及長大隧道高精度貫通要求。