貴新隧道貫通誤差預(yù)計(jì)

金立忠 王成偉

(中交隧道局有限公司第三工程公司，江蘇 南京 211100)

貴新隧道貫通誤差預(yù)計(jì)

金立忠 王成偉

(中交隧道局有限公司第三工程公司，江蘇 南京 211100)

以貴新隧道工程為例，對(duì)貫通誤差進(jìn)行了精度分析，介紹了點(diǎn)位布置與具體的測(cè)量方法，并對(duì)各點(diǎn)位坐標(biāo)進(jìn)行了計(jì)算，指出在洞外采用GPS聯(lián)測(cè)，洞內(nèi)采用支導(dǎo)線，其精度完全滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

貫通誤差，精度，規(guī)范，計(jì)算

1 工程概況

中交隧道工程局有限公司承建的國(guó)道主干線福州繞城公路西北段RA9合同段路線位于福州市晉安區(qū)宦溪鄉(xiāng)境內(nèi)，起于貴新隧道中部，樁號(hào)為YK21+150，終于大洋村K26+400，距福州市區(qū)城北約30 km，全長(zhǎng)5.241 53 km。本合同段主要經(jīng)過(guò)點(diǎn)有：五峰寺、后壟、桂湖、大洋。主要工程包括：雙線隧道總長(zhǎng)度2 347 m/0.5座，其中貴新隧道左洞長(zhǎng)2 336 m，右洞長(zhǎng)2 358 m，路基總長(zhǎng)度1 502 m，五峰寺特大橋長(zhǎng)738 m；后壟大橋長(zhǎng)482 m；大洋1號(hào)大橋長(zhǎng)172.12 m。

2 點(diǎn)位布置及測(cè)量方法的確定

貴新隧道全長(zhǎng)5.2 km，我標(biāo)段從出口位置至貫通面長(zhǎng)2.3 km。根據(jù)《公路勘測(cè)規(guī)范》表1，當(dāng)兩開(kāi)挖洞口間長(zhǎng)度為3 000 m～6 000 m時(shí)，貫通極限誤差應(yīng)小于200 mm，根據(jù)表2，貫通中誤差洞外為60 mm，洞內(nèi)為80 mm,全隧道為100 mm。高程中誤差洞內(nèi)外各為25 mm，全隧道35 mm。據(jù)此，洞外出入口布設(shè)控制點(diǎn)并采用D級(jí)GPS控制網(wǎng)聯(lián)測(cè)，洞內(nèi)擬采用支導(dǎo)線法，每220 m布設(shè)一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)，高程采用三等水準(zhǔn)測(cè)量法在出入口聯(lián)測(cè)。假設(shè)隧道出入口均采用同樣的方法觀測(cè)，則本合同段內(nèi)的半座隧道的允許誤差應(yīng)為全隧道的一半，即m允=50 mm，下面根據(jù)儀器精度，測(cè)量方法，以右洞為例，對(duì)貫通誤差進(jìn)行精度分析，以檢查是否符合規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

表1 貫通極限誤差

表2 貫通中誤差

洞內(nèi)每220 m左右布設(shè)一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)，從出口的YK23+508附近布設(shè)的第一個(gè)洞口投點(diǎn)至貫通面YK21+150布設(shè)的最后一點(diǎn)，總長(zhǎng)2.358 km，大約共12個(gè)支導(dǎo)線點(diǎn)。從出口至貫通面點(diǎn)名依次編號(hào)為GXY1，GXY2，…，GXY12。點(diǎn)位布置見(jiàn)圖1。

3 坐標(biāo)計(jì)算

GXY1坐標(biāo)：X1=X0+D1×cosα1，Y1=Y0+D1×sinα1。

GXY2坐標(biāo)：X2=X1+D2×cosα2，Y2=Y1+D2×sinα2。

?

GXY11坐標(biāo)：X11=X10+D11×cosα11，Y11=Y10+D11×sinα11。

GXY12坐標(biāo)：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為各導(dǎo)線邊長(zhǎng)；α1，α2，…，α12為各邊方位角，α1=α0±180°+β1，α2=α1±180°+β2，…，α12=α11±180°+β12，β1，β2，…，β12為觀測(cè)左角。

4 精度分析

平面控制測(cè)量分洞內(nèi)外兩部分，平面貫通誤差由洞內(nèi)外控制測(cè)量共同引起。洞外采用D級(jí)GPS控制網(wǎng)，出入口各兩個(gè)點(diǎn)。根據(jù)《全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范》(CH 2001-92)及實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)看，各點(diǎn)點(diǎn)位中誤差均小于5 mm，現(xiàn)設(shè)洞外點(diǎn)位X，Y坐標(biāo)中誤差均為mX0=mY0=10 mm。

對(duì)式(1)，式(2)分別取微分：

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為單位；dα1，dα2，…，dα12，ρ取″為單位。

各觀測(cè)左角β1，β2，…，β12預(yù)計(jì)范圍為165°～195°，導(dǎo)線邊長(zhǎng)200 m～240 m，導(dǎo)線起始方位角α0=170°43′36″，所以α1，α2，…，α12取值范圍為170°～220°。

所以：

(5)

(6)

采用索佳SET2130R全站儀正倒鏡等精度觀測(cè)兩個(gè)測(cè)回，儀器標(biāo)稱(chēng)精度測(cè)距(2+2)ppm，測(cè)角2″，取測(cè)距中誤差mD=±5 mm，測(cè)角中誤差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 影響橫向貫通誤差的因素

由圖2可見(jiàn)，對(duì)于等邊直伸導(dǎo)線，測(cè)角誤差是影響橫向貫通誤差的首要因素，而測(cè)邊誤差主要影響縱向貫通誤差。因此，洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量，增加測(cè)回?cái)?shù)，保證測(cè)角精度是非常必要的。

6 結(jié)語(yǔ)

1)在洞外采用GPS聯(lián)測(cè)，洞內(nèi)采用支導(dǎo)線，正倒鏡觀測(cè)兩個(gè)測(cè)回，貫通誤差遠(yuǎn)小于規(guī)范規(guī)定，其精度完全滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

2)對(duì)于一般的長(zhǎng)隧道，采用GPS測(cè)量與單導(dǎo)線測(cè)量相結(jié)合的方法，其貫通誤差滿足設(shè)計(jì)要求，且布點(diǎn)靈活，施測(cè)方便。

[1] JTJ 061-99，公路勘測(cè)規(guī)范[S].

[2] JTJ/T 066-98，公路全球定位系統(tǒng)(GPS)測(cè)量規(guī)范[S].

[3] 胡伍生.土木工程施工測(cè)量手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2005.

[4] 張志剛.線橋隧測(cè)量[M].成都：西南交通大學(xué)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，工程師； 王成偉(1979- )，男，工程師

U452.13

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