隧洞贯通误差估算和贯通误差的处理

隧洞贯通误差估算和贯通误差的处理一、引水隧洞工程贯通测量误差的估算基础1.1引水隧洞贯通测量精度要求的原则在实施隧洞开挖测量时遵循以下原则：在引水隧洞中不能因为贯通偏差过大而影响水流，或造成对建筑物的破坏性冲刷，或产生返工，增加工程量造成浪费，延误工期，影响使用；但也不能盲目地提高精度，从而造成测量工作中的人力、物力的浪费；或造成时间的拖延。1.2隧洞贯通测量精度要求的指标隧洞施工测量主要精度指标（mm）项目内容精度指标精度指标所相对的基准平面位置限差高程限差隧洞贯通相向开挖长度小于5km贯通面横向±100纵向±100±50从两端洞口点分别测量贯通点在横向、纵向和高程方向上的差值相向开挖长度5km〜10km贯通面横向±150纵向±150±501.3隧洞施工控制网建立的目的引水隧洞工程施工开挖之前，需要建立高精度的平面施工控制网和高程施工控制网，用以在地面上确定隧洞端点之间的几何关系，并且使能通过入口在地下引领隧洞掘进的位置、高度和方向，以便相向开挖的两支隧洞能在限差范围内会合于予定的贯通点。测量方法和测量精度必须与此限差范围相适应。反过来也要检验由予定的测量误差所造成的贯通点处的偏差在建筑技术上是否允许。1.4建立施工控制网的原则精度上要满足隧洞施工开挖横向贯通误差的要求，并能满足混凝土建筑物轮廓点放样的精度要求。控制网的范围须包括全线路各个工程项目，做到一网多用。尽可能将首级网点兼作定线网点（工作基点）之用，减少控制点数量。各控制点点位稳定且能长期保存。一定要在建筑物平面布置图上选点，使各控制点点位选在可作首期''三通一平”和土石剥离开挖工程之用，也可作二期砼工程及机电安装工程施工放样之用的地方。在数据处理上能将高斯平面上的水工建筑物设计长度、地面施工控制网边长和施工隧洞高程面上的长度，在不同高程面上互相进行换算。1.5引水隧洞洞内测量仪器的配置喜儿沟引水隧洞桩号0+000〜3+200米段采用仪器为徕卡TCR402,桩号3+200〜8+288米段采用仪器为徕卡TCR702，仪器标称测角精度均为2"；测距精度为2mm+2ppm.二、引水隧洞工程贯通测量误差的估算估算洞内导线测量误差对隧洞内横向贯通中误差的影响值，以西北院测绘大队的《白龙江喜儿沟水电站施工测量控制网技术总结报告》中数据的误差为基础，以中水十五局及五局的引水隧洞四等施工控制网的精度来计算洞内贯通测量精度。2.1平面控制网估算按S=0.2Km，洞外和施工支洞根据实际情况确定边长；ms=2mm,m^=2.5秒，控制网mfi=0.657秒，根据支导线终点误差推算：纵向误差mtM(m2dxn+入2L2)横向误差mu=^((mB/pxD)2xnx(n+1)(2n+1)/6+(mTo/p)2xL2)1#支洞洞外距离和支洞长度之和为0.8km,向进水口方向掘进L=1.25Km；经计算得上游贯通面：mt=±16.673mm,mu=±30.945mm向下游单向掘进L=1.8Km;经计算得下游贯通面：mt=±17.624mm,mu=±42.691mm2#支洞洞外距离和支洞长度之和为1.2km向上下游单向掘进均为L=1.7Km；经计算得2#支洞上下游贯通面：mt=±25.138mm,mu=±44.504mm3#支洞洞外距离和支洞长度之和为0.5km，向上游方向掘进L=1.7Km，经计算得3#支洞上游贯通面：mt=±13.587mm,mu=±44.981mm2.2高程控制网以设计院提供为II等水准点为基础，按三等水准要求引测到各施工支洞口附近。高程误差估算时，取高差最大、距离最长的2#施工支洞为例，按照《水电水利工程施工测量规范》的规定，根据光电测距三角高程测量高差精度估算公式：单向mh2=ms2cos2z+(s*mz/p)2*sin2z+mi2+mv2双向m^=m/^2容许中误差吐容=2叫^取值时最大天顶距80°，仪镜高误差取上限±2mm,测角精度2.0"，边长取其中一站最大边长800m(边长越大误差越大)，测距精度2+2ppm。计算得：mh容=2^^=±4.36mm<6mm(三等水准中误差)。按照三等水准的限差±12血。则到贯通面高程误差=±12^L=±12^3=±20.78mm<±50mm(贯通面高程限差)。本水电站引水隧洞总长为8Km，中间有3个施工开挖支洞口。按照导线测量误差和隧洞横向贯通误差的要求，按照四等导线光电测距测量的技术要求进行洞内平面控制测量，以三等水准测量进行洞内高程控制，可满足引水隧洞开挖要求。三、引水隧洞工程开挖轴线纠偏和贯通误差的处理3.1隧洞开挖轴线纠偏计算洞内控制测量是保证隧洞中线正确的基础，但是洞内控制测量的正确并不能保证隧洞中线位置不出现偏差，这是由于放样过程中，某个错误会使隧洞中线位置出现偏差，这种偏差往往不易被发现，为了防止这种错误的出现，必须对隧洞中线进行检测，并计算洞轴线点位偏离值。如图1所示，A、B为洞轴线设计点位，C点为待测点。由于在测量过程中存在观测误差或粗差，致使C点偏离洞轴线至C，点。通过反算AB坐标方位角&，AC，坐标方位角Y，那么偏角时="丫则C点偏离洞轴线误差为：式中SAC，为A至点C，的水平距离，p=206265"，其误差大小应不超过my。3.2处理贯通面误差的方法隧洞相向开挖的贯通面是有误差的，这个误差不应该集中放在贯通面上，要提前进行分配处理，使贯通面前后的洞壁为一个园滑的坑道壁，按规范规定4km的贯通段，其横向中误差为±50mm，（极限误差为±100mm），如图2,当相向开挖的两工作面相距40m时，先开约2m宽的导洞贯通。设两贯通方向轴线偏差为允许偏差100mm，且与理想的设计轴线反向各偏50mm，可算得水流中心线AB方向转到EF方向，其转折角为17，11.3"，水流方向的曲率半径为4000.5m，这样小的转角对水流毫无影响，将贯通面附近2m宽的导洞按BE方向扩宽也不会造成工程的浪费，这是处理贯通和贯通面误差的一个较好的方法。结论：以常用2"级全站仪（测距精度为2mm+2ppm）按照四等导线光电测