现代隧道技术２００４年增刊（２８６～２８８）秦岭特长隧道洞内精密导线测量周建军周建东谯生有７２１００６１）（中铁一局五公司精测队，宝鸡摘要文章结合秦岭特长隧道洞内精密导线的施测实践，探索了地下工程高等级导线控制测量的注意事项、操作方法及实施技术等问题。实践证明，我们的做法是科学可行的，保证了隧道贯通的高质量。关键词秦岭隧道一等导线技术措施垂线偏差１工程简要说明西安一安康线秦岭特长隧道全长１８．４４８ｋｍ，是２洞内一等导线测量程序秦岭隧道设计要求洞内控制测量按一等导线布设（测角中误差：±Ｏ．７”，测边相对中误差：１／２０万），而现行的《工程测量规范》中，还没有对一等导线的施测技术、操作细则及主要技术指标进行说明。为此，根据国家大地网一、二等精密导线的技术要求，结合隧道施工的实际情况，制定出隧道洞内施测一等导线的作业细则。２．１我国目前建成的最长的山岭铁路隧道。该隧道分为Ｉ线、Ⅱ线两个单线隧道，Ⅱ线隧道采用常规的钻爆法施工，Ｉ线采用ＴＢＭ掘进机施工。由于该隧道不是采用常规的“长隧短打”分段施工，全隧仅中间一个贯通面，洞内控制导线延伸长达１０ｋｍ。工程设计要求横向贯通中误差为±１００ｍｍ，远远高于现行《新建铁路工程测量规范》中规定的１７～２０ｋｍ隧道贯通中误差±２５０ｍｍ的规定，这不仅在国内是第一次，在国际上也鲜于报导。并且Ⅱ线隧道超前Ｉ线隧道贯通，为Ｉ线首次使用ＴＢＭ掘进机提供可靠的测量数据，而洞内控制测量的精度又是决定全隧能否按规定限值正确贯通的关键。因此，Ⅱ线隧道洞内控制测量精度的好坏对整个工程的意义将十分重大。长大隧道洞内施工作业繁忙，循环紧凑，工程工期紧，没有多余时间用于控制测量；洞内炮烟和柴油车尾气使通视条件差，管道通风只能保证齐头的通视条件良好，而隧道中部烟尘较大。这些不仅给测量工作增加了难度，相应地也提出了很高的技术要求。施工控制网的布设及优化（１）长大隧道的洞内控制导线若布设成等边直伸形，隧道的横向贯通误差则主要受测角误差的影响，因此，必须配备高精度测角仪器，例如使用Ｊ１经纬仪或徕卡ＴＣ２００２型全站仪（标称测角精度：±０．５”、测距精度：±（１ｍｍ＋１×１０舶×Ｄ））。该仪器采用动态扫描的绝对角度测量原理，这种测角方法大大消弱了度盘分划误差的影响，消除了度盘偏心差的影响；具有硅油液体水平自动补偿器，机内电子系统可以检测、校正“三轴误差”，并对观测值进行改正。这对在隧道内观测条件受到很大制约的情况下，提高测角精度，节约观测时间提供了重要保证。（２）隧道的横向贯通误差随着测站数的增加而迅速增大。在保证洞内通风、照明、通讯问题解决的情况下，将导线边尽量拉长，以减小方位角传递误差。洞内导线边长布设为５００—８００ｍ较为合适。（３）旁折光对精密测角观测结果的影响是系统性的。因此导线尽量沿隧道中线布设成等边直伸型的菱形多环闭合导线锁，每个导线环的边数为６条。根据这些特点，我们在常规测量的基础上采用新方法、新措施来提高洞内测量精度，拟定了具体的洞内精密导线测量方案和操作细则，达到了预期的效果。秦岭Ⅱ线隧道贯通后，横向贯通误差±１２ｍｎｌ，纵向误差±５４ｍｍ，高程贯通误差±１ｍｍ。收稿日期：２００４．０７—１１作者简介：周建军，男，工程师，精测队长·２８６·万方数据 秦岭特长隧道洞内精密导线测量这样构成的图形（图１），各点点位精度较单导线各点点位精度更趋均匀。．，３注：．，１、Ｊ２、Ｊ３为ＧＰＳ控制点图１控制网示意图（４）由于所布控制网导线边长较长，不能满足施工的需要，因此还需要建立第二级加密控制网。（５）设计资料要求引进２”陀螺经纬仪进行导线定向测量，以检查方向传递的误差积累，由此所增加的工作量及购买仪器的费用较大。实际作业中在（１）作业前必须对精密测角仪器进行检验，并（２）洞内导线点应埋设为混凝土包铜心桩，为（３）导线折角的观测采用方向观测法，观测１２～１６测回。观测过程中的各项限差，要求严格按国（４）测回间仪器和觇标多次整平置中，以减小（５）距离对向观测４测回，并在测边两端量取（６）照明采用碘钨灯，为消除照准目标的相位（７）在观测过程中，为确保各站之间的联系，配万 方数据备了感应步话机，洞内通话距离可达５ｋｍ，避免了普通步话机洞内使用杂音大、音质差、音量小、长距离无法通话的缺点。（８）测量过程中，尽量减小施工干扰，禁止喷混凝土，长时间保证通风，以确保观测条件良好。（９）为使最终的测量成果更具可靠性，导线网的平差应在微机上采用平差软件进行严密平差。３作业过程中提高测量精度的技术措施（１）对所有参加测量的人员集中进行业务培训，使其在工作前能熟练掌握仪器的操作规程、熟悉仪器各项性能指标，使大家认识这项工作的重要性，培养测量人员科学严谨的工作态度及高度的责任心。特别是观测员的技术水平、工作态度会对观测结果产生不同的影响。因此，自始至终选用一名操作熟练、有责任心的观测员负责观测，这样在保证相同的观测条件下，有效的提高了测量精度，而且保证观测值为同精度观测。（２）由于观测工作是在地球自然表面上进行的，测站点和照准点一般都超过投影面一定的高度，观测是以铅垂线为准的，但各测站点上的铅垂线与其法线存在着垂线偏差，应把地球自然表面上的观测结果依法线为准归算到投影面上。垂线偏差对观测方向的影响公式：６＝一（ｆ”ｓｉｎＡｌ２一＇７”ｃｏｓ４１２）ｔｇｄｌ２式中孝、＿，７——测站垂线偏差的子午分量和卯酉分量；Ａ，：——所测方向的方位角；ｄ，：——照准点的高度角。可以看出，水平方向垂线偏差影响的变化规律不但与垂线偏差的大小有关，而且与照准目标的高度角仪及目标的方位角有关，并且当垂线偏差垂直于观测方向时对观测方向值影响最大。由于解决垂线偏差问题较复杂，因此只有在布网时使进洞导线边与洞口尽量位于同一高程面上，即仅。：一０时垂线偏差对方向观测值的影响６一Ｏ。估计秦岭地区垂线偏差为２０”，这时６＝２０”ｔ鲥∞导线由尼点进洞时至洞口的高差达６７ｍ，而边长只有２７０ｍ，高度角达１４。。根据隧道局设计院的估计，垂线偏差对测设角．，１一尼一Ｋ（Ｋ为隧道主轴线上某点）的影响最大为５．２６”。而－，１到洞口的高差降为３４ｍ，边长增至９１８ｍ，高度角只有２。，由．２８７·二级控制网的加密采用插点、插网的方法，精度比一级控制网低。导线边数不多（到贯通面导线边数为１４条）的情况下，通过电算法进行精度估算、优化方案设计，可减小角度测量误差的积累，贯通精度满足设计要求，达到了优化的目的，即以最少的费用和工作量达到预定精度。２．２洞内一等导线作业细则每年将仪器送计量部门进行检定。确保其稳定，导线点应埋入隧道底基岩内。在隧道壁上做明显记号，便于找点。对于有轨运输的隧道，还应做标志牌注明导线点附近２０ｍ内禁止起道。家大地网一等导线测量的要求实施。测角过程应遵循精密测角的一般原则。仪器对中和目标偏心误差的影响。采用双照准读数，两次照准读数限差为±Ｏ．５”。气象元素取平均值后对边长进行改正，气压读至６６．６６Ｐａ，干湿球温度读至０．２℃，边长最后投影到隧道平均高程面上。差，照明时半数测回在觇标左侧照明，半数测回在觇标右侧照明，以提高照准精度。现代隧道技术２００４年增刊ｌ，１点进洞垂线偏差对测设角尼一．，１一Ｋ的影响最大为１”。这就大大减弱了垂线偏差对导线进洞时测设角的影响。由于垂线偏差对联测角的影响将直接反映在隧道横向贯通误差上，并且它是系统误差，隧道开挖长度越长影响越大。因此应对其加以改正或减弱其对观测角的影响。（３）进洞导线相邻边长悬殊很大，若严格执行一测回中不得重新调焦的规定，则由于视差过大而影响照准精度。因此这一测站可改变观测程序：对一个目标调焦后接连进行正倒镜观测，然后对准下一个目标，重新调焦后立即进行正倒镜观测，如此继续。这样可以消除调焦透镜运行不正确的影响。（４）为防止作业不能发现的仪器碰动及脚架自身下沉时对仪器测角精度的影响，在地面打入三个顶面有凹形、长１５ｃｍ的铁桩，将脚架置于铁桩上面。实践证明它对仪器测角过程中的稳定性及测角精度都有很大的提高。（５）洞内外温度、湿度相差很大，为使仪器内部温度与外界温度充分一致，仪器应开箱３０分钟后方可进行观测。测距时应防止强灯光直接射人照准头，应经常拭净镜头及反射棱镜上的水雾。（６）导线进洞边的引测，必须选择在阴天或夜晚成像清晰稳定时进行，必要时应选择不同的观测时段进行。（７）导线向前延伸时必须复核原有三个或以上·２８８·万 方数据控制点，确保无误后方可进行。每次观测采用的仪器、设备、观测方法、观测精度指标、观测条件、平差方法均相同。４精度评定秦岭洞内导线共形成６个闭合环，两个三角形，按菲列罗公式计算的测角中误差为±０．４”。平差后的单位权中误差为±０．３４。不考虑洞外起始方位角、起算点坐标误差，则靠近贯通面的导线点肋２５相对于ｔ，１的横向位差为ｍ＝±３０ｍｍ。５结束语实践表明，按上述测量程序进行洞内一等导线控制测量，不影响施工进度，可使长大隧道横向贯通中误差控制在±１００ｍｍ以内，从而保证了隧道的快速掘进，并达到贯通误差的要求，为秦岭Ⅱ线平导工期提前两个月创造了条件；为以后制定新的１７～２０ｋｍ隧道贯通中误差提供了实践与理论的依据。隧道长度达到２０ｋｍ时，可通过控制网优化、合理的作业程序及可靠的内业处理达到设计精度的要求。目前，工程测量在一等导线的操作细则、技术指标等方面没有详细说明，通过对秦岭隧道的测量实践，摸索出了一套比较完整的在铁路工程测量中施测一等导线的方法和作业程序，填补了该项空白，积累了经验，可为以后长大隧道洞内控制测量提供借鉴。秦岭特长隧道洞内精密导线测量
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周建军， 周建东， 谯生有
中铁一局五公司精测队,宝鸡,7210061现代隧道技术
MODERN TUNNELLING TECHNOLOGY2004，41(z3)0次
1.会议论文 周建东.谯生有 秦岭特长隧道洞内精密导线测量 2000
本文结合秦岭特长隧道Ⅱ线平导洞内精密导线的施测实践,总结了长大隧道洞内控制测量的注意事项、操作方法及实施技术等问题,实践证明该做法是科学可行的,保证了隧道贯通的高质量.
2.会议论文 周建军.周建东.谯生有 秦岭特长隧道洞内精密导线测量
文章结合秦岭特长隧道洞内精密导线的施测实践,探索了地下工程高等级导线控制测量的注意事项、操作方法及实施技术等问题.实践证明,本文的设计是科学可行的,保证了隧道贯通的高质量.
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