贵新隧道贯通误差预计

金立忠 王成伟

(中交隧道局有限公司第三工程公司，江苏 南京 211100)

贵新隧道贯通误差预计

金立忠 王成伟

(中交隧道局有限公司第三工程公司，江苏 南京 211100)

以贵新隧道工程为例，对贯通误差进行了精度分析，介绍了点位布置与具体的测量方法，并对各点位坐标进行了计算，指出在洞外采用GPS联测，洞内采用支导线，其精度完全满足规范及设计要求。

贯通误差，精度，规范，计算

1 工程概况

中交隧道工程局有限公司承建的国道主干线福州绕城公路西北段RA9合同段路线位于福州市晋安区宦溪乡境内，起于贵新隧道中部，桩号为YK21+150，终于大洋村K26+400，距福州市区城北约30 km，全长5.241 53 km。本合同段主要经过点有：五峰寺、后垄、桂湖、大洋。主要工程包括：双线隧道总长度2 347 m/0.5座，其中贵新隧道左洞长2 336 m，右洞长2 358 m，路基总长度1 502 m，五峰寺特大桥长738 m；后垄大桥长482 m；大洋1号大桥长172.12 m。

2 点位布置及测量方法的确定

贵新隧道全长5.2 km，我标段从出口位置至贯通面长2.3 km。根据《公路勘测规范》表1，当两开挖洞口间长度为3 000 m～6 000 m时，贯通极限误差应小于200 mm，根据表2，贯通中误差洞外为60 mm，洞内为80 mm,全隧道为100 mm。高程中误差洞内外各为25 mm，全隧道35 mm。据此，洞外出入口布设控制点并采用D级GPS控制网联测，洞内拟采用支导线法，每220 m布设一个导线点，高程采用三等水准测量法在出入口联测。假设隧道出入口均采用同样的方法观测，则本合同段内的半座隧道的允许误差应为全隧道的一半，即m允=50 mm，下面根据仪器精度，测量方法，以右洞为例，对贯通误差进行精度分析，以检查是否符合规范及设计要求。

表1 贯通极限误差

表2 贯通中误差

洞内每220 m左右布设一个导线点，从出口的YK23+508附近布设的第一个洞口投点至贯通面YK21+150布设的最后一点，总长2.358 km，大约共12个支导线点。从出口至贯通面点名依次编号为GXY1，GXY2，…，GXY12。点位布置见图1。

3 坐标计算

GXY1坐标：X1=X0+D1×cosα1，Y1=Y0+D1×sinα1。

GXY2坐标：X2=X1+D2×cosα2，Y2=Y1+D2×sinα2。

⋮

GXY11坐标：X11=X10+D11×cosα11，Y11=Y10+D11×sinα11。

GXY12坐标：X12=X11+D12×cosα12，Y12=Y11+D12×sinα12。

所以：

X12=X0+D1×cosα1+D2×cosα2+…+D11×cosα11+D12×cosα12

(1)

Y12=Y0+D1×sinα1+D2×sinα2+…+D11×sinα11+D12×sinα12

(2)

其中，D1，D2，…，D12为各导线边长；α1，α2，…，α12为各边方位角，α1=α0±180°+β1，α2=α1±180°+β2，…，α12=α11±180°+β12，β1，β2，…，β12为观测左角。

4 精度分析

平面控制测量分洞内外两部分，平面贯通误差由洞内外控制测量共同引起。洞外采用D级GPS控制网，出入口各两个点。根据《全球定位系统(GPS)测量规范》(CH 2001-92)及实际观测数据来看，各点点位中误差均小于5 mm，现设洞外点位X，Y坐标中误差均为mX0=mY0=10 mm。

对式(1)，式(2)分别取微分：

dX12=dX0+cosα1×dD1-D1×sinα1×dα1/ρ+cosα2×dD2-D2×sinα2×dα2/ρ+…+cosα12×dD12-D12×sinα12×dα12/ρ

(3)

dY12=dY0+sinα1×dD1+D1×cosα1×dα1/ρ+sinα2×dD2+D2×cosα2×dα2/ρ+…+sinα12×dD12+D12×cosα12×dα12/ρ

(4)

其中，D1，D2，…，D12，dD1，dD2，…，dD12取mm为单位；dα1，dα2，…，dα12，ρ取″为单位。

各观测左角β1，β2，…，β12预计范围为165°～195°，导线边长200 m～240 m，导线起始方位角α0=170°43′36″，所以α1，α2，…，α12取值范围为170°～220°。

所以：

(5)

(6)

采用索佳SET2130R全站仪正倒镜等精度观测两个测回，仪器标称精度测距(2+2)ppm，测角2″，取测距中误差mD=±5 mm，测角中误差mα=±5″，所以有：

mD1=mD2=…=mD12=mD=±5 mm。

mα1=mα2=…=mα12=mα=±5″。

把上式代入式(5)，式(6)得：

5 影响横向贯通误差的因素

由图2可见，对于等边直伸导线，测角误差是影响横向贯通误差的首要因素，而测边误差主要影响纵向贯通误差。因此，洞内导线测量，增加测回数，保证测角精度是非常必要的。

6 结语

1)在洞外采用GPS联测，洞内采用支导线，正倒镜观测两个测回，贯通误差远小于规范规定，其精度完全满足规范及设计要求。

2)对于一般的长隧道，采用GPS测量与单导线测量相结合的方法，其贯通误差满足设计要求，且布点灵活，施测方便。

[1] JTJ 061-99，公路勘测规范[S].

[2] JTJ/T 066-98，公路全球定位系统(GPS)测量规范[S].

[3] 胡伍生.土木工程施工测量手册[M].北京：人民交通出版社，2005.

[4] 张志刚.线桥隧测量[M].成都：西南交通大学出版社，2008.

PredictiononGui-Xintunnelbreakthrougherror

JINLi-zhongWANGCheng-wei

(3rdEngineeringCompany,ChinaCommunicationTunnelBureauCo.,Ltd,Nanjing211100,China)

Taking Gui-Xin tunnel engineering as an example, the article carries out accuracy analysis of breakthrough error, introduces point location and specific measurement methods, calculates the point coordinate, and points out that: the mutual utilization of external GPS measurement and internal branch wire can meet the norms and design requirements for accuracy.

breakthrough error, accuracy, norms, computation

1009-6825(2014)14-0223-03

2014-03-03

金立忠(1971- )，男，工程师； 王成伟(1979- )，男，工程师

U452.13

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