轨道交通长隧道贯通误差分析与测量应用

摘要：目前，隧道变形监测是反映隧道施工情况的重要途径，传统变形监测方法主要围绕部分点和断面展开，采集的数据缺乏全面性，不具备足够的指导意义，同时存在工作量大、效率低等多重局限性。由于隧道的长度及测量精度又对最终的贯通精度起决定性的影响，因此对于长距离隧道施工，进行详细的贯通误差分析以及控制测量方案设计尤为关键。

关键词：轨道交通;长隧道贯通;贯通误差测量

1轨道交通长隧道贯通误差影响

为了探究轨道交通长隧道贯通误差等内容，本文以某项目为例进行了探究。目前地面平面控制测量基本采用GPS测量方法，地面高程控制测量采用精密水准测量方法。根据工程实践，高程贯通误差基本较小，这里仅对平面贯通误差进行分析，加之由于纵向贯通误差只对线路长度略有改变，对贯通的意义不大，实际工作中仅考虑横向贯通误差。根据以上测量控制设计，在进行横向贯通误差配赋时，主要按照地面控制测量、联系测量、地下精密导线测量三部分不等精度来考虑。城市轨道交通工程隧道横向贯通极限误差为100mm，取极限误差等于2倍中误差，则横向贯通中误差为±50mm。区间盾构始发前利用徕卡TS60测量机器人（标称精度：±0.5″、0.6mm+1ppm）对丽水路至清河路地面控制点进行联测，角度闭合差为5″。丽水路站3次联系测量均采用两井定向（两井间距约150m），极大地减小了联系测量误差，3次车站底板方位角成果互差在4″以内。

2贯通误差的调整要点

2.1调整的基本原则

按照如下原则，组织贯通误差调整工作：（1）对于采用坐标法施工测量的隧道，较为适宜的是采用平差法，此时的调整效果较佳。（2）对于曲线隧道，若无法增设大半径曲线，则优先考虑顶点内移法，此时能够高效且准确地确定线路中线位置;而对于满足变更曲线半径的隧道，则采用变更曲线要素的方式。

2.2平面贯通误差的调整

隧道位于曲线范围内，结合前述提及的平面贯通误差调整基本原则，开展相应的调整工作。曲线要素为：ɑz-24°35'04"，R-7000m，l0-70m。综合考虑接触网杆布设位置、净空断面等相关数据，灵活地调整切线边及曲线半径，经过相应的调整操作后，曲线要素得到优化，此时有：ɑz-24°35'3.7"，R-6993.5m，l0-140m。可以发现，按特定的原则分析后，确定贯通误差调整方法并落实到位，实际结果显示隧道中线达到线路的设计要求以及隧道限界要求，由此也表明该贯通误差调整方法具有可行性。

3轨道交通长隧道测量应用措施

3.1重视测量人员和设备配置

3.1测量人员配置

这需要由专业的测量团队来支持，故施工单位必须结合实际工程的测量需求，组建高素质、高水平的测量团队，提高测量人员技术水平。另外，要结合工程项目的实际测量条件和需求，制定完善的测量计划，并形成可操作性的测量实施方案，然后还要对方案进行全面审查，审查通过后方可按照此方案内容开展测量工作，同时也为工程测量提供指导意见[1]。最后，还要做好相关技术交底，强化测量人员的整体意识，开展作业前的培训工作，提高测量队伍的专业水平，准确开展测量作业，规范测量工作的流程，满足实际测量精度需求。

3.2控制点的布设

在应用工程GPS独立控制网测量技术时，首先要做好测量控制点的分布设计。对于隧道施工项目的控制点布设来说，由于控制点的坐标需要具备一定的统一性，所以，通过测量精度的提升和GPS控制点坐标体系的协调性，能够为后续放样数据计算提供可靠支持，同时也实现更加便捷的放样操作[2]。此外，控制点的布设也要保证曲线隧道的所有曲线环节、直线隧道的中心线位置都要布设至少两个控制点，同时在隧道进洞口位置也要设置足够的控制点，以此来保障每一个控制点直接构成良好的通视关系，并且提高测量的准确性，避免测量工作受到干扰而影响测量结果。

3.3开展地上控制测量

进行测量工作时利用GPS接收机，使该设备保持静态定位模式，其标准精度在5+1ppm中，卫星高度角可以达到15°以上，同时满足二级控制网测量需求，根据10s间隔标准对测控点数据进行一次采集，为了降低偶然误差，提高测量的精确度，要保证观测卫星的数量在5个以上。集合GPS数据的特点，适配相应的软件，有利于对接测量数据，并针对性地进行数据处理。通过计算可知，隧道出口平均高程在356m左右，获取准确的测量数据后在根据导线闭合差进行计算，从而获取隧道贯通的误差值，并将测得的数值与现行行业标准进行比较，分析误差值是否超限，为后续工作提供支持[3]。如果误差值在允许范围内，便可以正常施工，倘若误差值超限，则必须做出相应调整。

3.4静态监测已知点

在工程的实际测量中，首先要根据已知点选取适合的监测点，同时结合选择的监测点来反馈整体状态的数据。通过静态监测已知点方法应用中，在确定静态监测点后，还要在其中设置动态接收机，实现高效的动态测量工作。通过实际应用表明，静态监测已知点的方法可以展现出简便的操作优势，当选择完适合的监测点后，就能够结合监测点反馈的定位数据展开分析，掌握实际监测区域的情况[4]。但是静态监测已知点的方法也存在一定的局限性，即无法全面地反应GPS定位精度，同时也要对监测点的精度进行判断，需要明确已知点的坐标基准，因此监测难度相对较大，对于一些特殊情况也无法找到已知点，导致无法进行有效监测。

结束语：

总之，隧道长度对导线测量精度要求及横向贯通误差起决定性影响。对于大致直伸形隧道，测边精度对于横向贯通中误差影响非常小，实际测量应提高边长，减少测站数以提高测角精度、减小横向贯通误差。由于民用陀螺定向精度及陀螺定向精度受各方面因素影响，未有大量实验数据，建议陀螺定向结果仅作为校核或与单导线及双导线成果取平均值后使用。

参考文献：

[1]徐秀川，段双全，张伟. 盾构法地铁隧道施工测量误差控制技术措施和方法[J]. 城市勘测，2021（03）：135-138.

[2]李瑞国. 公路长隧道贯通误差精度分析[J]. 工程技术研究，2021，6（13）：152-153.

[3]孙树芳，许云燕. 陀螺全站仪在地下工程贯通测量中的应用[J]. 测绘与空间地理信息，2019，42（04）：179-180+183.