基于隧道提前鋪軌的高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法研究

王正邦,陳光金,付宏平,李春雷,徐 杰

(1.軌道交通工程信息化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中鐵一院),西安 710043； 2.陜西省鐵道及地下交通工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中鐵一院),西安 710043)

引言

在隧道未整體貫通條件下，雖然實(shí)施提前鋪設(shè)無(wú)砟軌道[1-3]的施工技術(shù)難度大，但因其能夠大大縮短工程建設(shè)周期，在鐵路隧道工程項(xiàng)目中應(yīng)用[4-5]的越來(lái)越多。該施工方案關(guān)鍵是要保障隧道洞外施工控制網(wǎng)[6-8]及洞內(nèi)控制網(wǎng)[9-11]精度，保證前期各項(xiàng)測(cè)量技術(shù)措施策劃到位，實(shí)現(xiàn)最終掘進(jìn)段落貫通誤差小，滿足軌道鋪設(shè)精度要求，高程貫通誤差預(yù)計(jì)是必須解決的問(wèn)題之一。

常規(guī)鋪軌隧道高程貫通誤差預(yù)計(jì)[12-14]一般在隧道開(kāi)工前進(jìn)行，根據(jù)預(yù)計(jì)貫通誤差大小，確定施工進(jìn)洞測(cè)量技術(shù)方案，保障隧道貫通后高程不進(jìn)行錯(cuò)臺(tái)處理[15]，平順銜接，其高程貫通誤差預(yù)計(jì)理論方法成熟。隧道貫通誤差預(yù)計(jì)方法研究均側(cè)重于橫向貫通誤差研究[16-18]，高程貫通誤差預(yù)計(jì)[19-20]文獻(xiàn)資料較少，現(xiàn)有隧道提前鋪軌研究[4-5]未涉及高程貫通誤差預(yù)計(jì)。

對(duì)于采用邊掘進(jìn)施工，邊對(duì)已貫通段落分期、分段鋪設(shè)無(wú)砟軌道的隧道來(lái)說(shuō)，由于已經(jīng)施工，存在貫通的竣工段和在建掘進(jìn)段，其施工控制網(wǎng)已使用幾年，需對(duì)原施工平面、高程控制網(wǎng)進(jìn)行完善、同精度或高精度的全面復(fù)測(cè)，并在原隧道施工控制網(wǎng)系統(tǒng)可利用性分析與評(píng)價(jià)處理完成的基礎(chǔ)上，分期、分段建立洞內(nèi)CPⅡ、CPⅢ控制網(wǎng)及洞內(nèi)鋪軌高程控制網(wǎng)。由于隧道沒(méi)有貫通，若采用平導(dǎo)施工方式，需要實(shí)施提前鋪軌時(shí)，鋪軌貫通水準(zhǔn)測(cè)量缺乏附合檢查條件，洞內(nèi)鋪軌高程控制網(wǎng)為一條支水準(zhǔn)路線。為保障前期已鋪無(wú)砟軌道不再改變，在高程方面，需要預(yù)測(cè)分析掘進(jìn)段貫通后是否存在斷高、現(xiàn)行掘進(jìn)高程是否改變、明確預(yù)留段鋪軌長(zhǎng)度是否合適、預(yù)測(cè)貫通后高程偏差能否滿足鋪軌高程附合精度要求、確定最后貫通鋪軌掘進(jìn)段的高程工程處理方案等，常規(guī)隧道高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法不能解決這些問(wèn)題。

依托某特長(zhǎng)隧道提前鋪軌工程實(shí)踐，針對(duì)現(xiàn)行測(cè)量規(guī)范沒(méi)有相關(guān)技術(shù)規(guī)定、文獻(xiàn)資料缺乏的問(wèn)題，結(jié)合隧道施工高程控制網(wǎng)的構(gòu)成特點(diǎn)及隧道整體貫通前分段鋪設(shè)無(wú)砟軌道特色，開(kāi)展隧道整體貫通前分段實(shí)施提前鋪軌的高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法研究。

1 工程概況

某特長(zhǎng)隧道起訖全長(zhǎng)13.195 km，隧道除進(jìn)口段33.92 m及出口段429.84 m位于R=800 m曲線上外，洞身其余地段均位于直線上。隧道分進(jìn)口、一號(hào)斜井、二號(hào)斜井、隧道出口、出口平導(dǎo)5個(gè)作業(yè)面。在隧道剩余1.273 km沒(méi)有貫通情況下，確定提前開(kāi)展洞內(nèi)已施工段落的無(wú)砟軌道鋪設(shè)工作，共分5段、3期鋪軌，鋪軌計(jì)劃見(jiàn)圖1。

圖1 隧道掘進(jìn)分期鋪軌計(jì)劃組織示意(單位：km)

2 常規(guī)洞內(nèi)、洞外分開(kāi)預(yù)計(jì)法

采用洞內(nèi)、洞外水準(zhǔn)路線分開(kāi)預(yù)計(jì)是隧道高程貫通誤差預(yù)計(jì)的常規(guī)方式，受洞外或洞內(nèi)高程控制測(cè)量誤差影響，在貫通面上產(chǎn)生的高程中誤差MΔh按下式進(jìn)行估算[12]

(1)

式中，mΔ為洞外或洞內(nèi)每千米水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)偶然中誤差，mm，按水準(zhǔn)測(cè)量精度等級(jí)取值；L為洞外或洞內(nèi)水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度，km。

洞外、洞內(nèi)分開(kāi)預(yù)計(jì)法在貫通面上的綜合貫通中誤差按下式計(jì)算

(2)

式中，MΔh外、MΔh內(nèi)分別為洞外、洞內(nèi)水準(zhǔn)測(cè)量在貫通面產(chǎn)生的高程貫通中誤差；M貫通為貫通面高程貫通中誤差；mΔ內(nèi)、mΔ外分別為洞內(nèi)、洞外水準(zhǔn)測(cè)量每千米高差中數(shù)偶然中誤差，二等、精密、三等、四等依次取1、2、3、5 mm；L內(nèi)、L外分別為洞內(nèi)、洞外水準(zhǔn)路線實(shí)際總長(zhǎng)，km。

3 水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法

3.1 水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法原理

隧道施工高程控制網(wǎng)由洞內(nèi)、洞外高程控制網(wǎng)組成，具有以下特點(diǎn)：

(1)洞內(nèi)、洞外水準(zhǔn)測(cè)量由不同單位完成；

(2)兩控制網(wǎng)在不同時(shí)期完成；

(3)洞內(nèi)、洞外測(cè)量精度可能不同；

(4)在最后一個(gè)貫通面形成一個(gè)閉合環(huán)。

在高程貫通誤差預(yù)計(jì)研究中，針對(duì)上述特點(diǎn)，拓展常規(guī)高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法，本隧道引入水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法計(jì)算貫通面上的高程貫通誤差。該方法是將隧道高程控制網(wǎng)視為一個(gè)局部獨(dú)立控制網(wǎng)，以直接高差貫通進(jìn)出口，不受起算點(diǎn)誤差的影響。將洞內(nèi)、洞外水準(zhǔn)測(cè)量聯(lián)合起來(lái)，在貫通面上形成一個(gè)閉合環(huán)，實(shí)際高程貫通誤差相當(dāng)于一個(gè)完整閉合環(huán)的高差閉合差，應(yīng)滿足規(guī)范[21-22]中的高程貫通限差要求，將實(shí)際高程貫通誤差預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)化為水準(zhǔn)混合環(huán)閉合差限差計(jì)算，見(jiàn)圖2。

圖2 隧道洞內(nèi)、洞外水準(zhǔn)路線閉合環(huán)示意

根據(jù)隧道施工高程控制網(wǎng)的特點(diǎn)，隧道施工高程控制網(wǎng)的閉合環(huán)實(shí)際為一個(gè)混合環(huán)，考慮極端情況，假設(shè)由各等級(jí)水準(zhǔn)構(gòu)成，見(jiàn)圖3。

圖3 隧道施工高程控制網(wǎng)混合水準(zhǔn)閉合環(huán)路線示意

此時(shí)，水準(zhǔn)路線混合環(huán)的環(huán)閉合差即為高程貫通誤差，在高程貫通誤差預(yù)計(jì)時(shí)，計(jì)算混合環(huán)的環(huán)閉合差限差即可。水準(zhǔn)混合環(huán)閉合差限差的計(jì)算按測(cè)量誤差傳播律推算。

3.2 水準(zhǔn)混合環(huán)法預(yù)計(jì)高程貫通誤差公式

3.2.1 單程水準(zhǔn)測(cè)量高差精度計(jì)算

先按1 km水準(zhǔn)測(cè)量方式，計(jì)算單程1 km水準(zhǔn)測(cè)量的高差精度，再按測(cè)段長(zhǎng)度換算為測(cè)段單程水準(zhǔn)測(cè)量高差中誤差，公式為

(3)

式中，h中1km為1 km水準(zhǔn)測(cè)量的高差中數(shù)；hW1km、hF1km為1 km往測(cè)、測(cè)返高差；MΔ1km為1 km水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)中誤差，即mΔ；mhW1km、mhF1km為1 km水準(zhǔn)測(cè)量往測(cè)、返測(cè)高差中誤差；mhD為某一測(cè)段單程高差中誤差；LW為往測(cè)水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度。

3.2.2 同精度單一環(huán)閉合差計(jì)算

水準(zhǔn)閉合環(huán)由分段單向高差組成，每段往返測(cè)高差則組成一個(gè)單一的子閉合環(huán)，同精度單一環(huán)閉合差中誤差為

(4)

式中，WD為單一環(huán)閉合差；hW、hF為某段水準(zhǔn)路線往測(cè)、測(cè)返高差；mWD為單一環(huán)閉合差中誤差。

3.2.3 混合環(huán)閉合差限差計(jì)算

混合環(huán)由各段精度不同的水準(zhǔn)路線組成，假設(shè)往返測(cè)水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度相同，往返測(cè)方式的混合環(huán)閉合差中誤差公式為

(5)

式中，W為混合環(huán)環(huán)閉合差；hWi、hFi分別為第i段水準(zhǔn)路線往測(cè)、測(cè)返高差；mΔi為第i段水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)偶然中誤差。

水準(zhǔn)路線混合環(huán)閉合差限差取2倍中誤差，這就是高程貫通誤差限差值，即為

(6)

3.3 水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法與常規(guī)洞內(nèi)洞外分開(kāi)預(yù)計(jì)法比較

高程貫通誤差的水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法以mΔ的取值方法進(jìn)行命名，當(dāng)取水準(zhǔn)測(cè)量的精度等級(jí)指標(biāo)時(shí)，稱為等級(jí)水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法；提前鋪軌竣工段，取水準(zhǔn)測(cè)量實(shí)際精度統(tǒng)計(jì)計(jì)算的每千米高差中數(shù)偶然中誤差指標(biāo)mΔ實(shí)值時(shí)，稱為施工進(jìn)度水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法。

以本隧道工程為例，按洞內(nèi)、洞外水準(zhǔn)測(cè)量可能采用的各個(gè)水準(zhǔn)等級(jí)精度進(jìn)行預(yù)計(jì)，采用等級(jí)水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法與常規(guī)洞內(nèi)、洞外分開(kāi)預(yù)計(jì)法計(jì)算的高程貫通誤差成果比較見(jiàn)表1。

從表1可以看出：基于精度等級(jí)的混合環(huán)閉合差法預(yù)計(jì)高程貫通誤差值大于常規(guī)預(yù)計(jì)法估算值，偏于安全。其預(yù)計(jì)的貫通面上高程貫通誤差為環(huán)閉合差限差，屬于測(cè)量精度限差強(qiáng)制性指標(biāo)，規(guī)范[22]中有明確規(guī)定，為定值。若超過(guò)此預(yù)計(jì)值，則測(cè)量數(shù)據(jù)可定性為有質(zhì)量問(wèn)題。常規(guī)預(yù)計(jì)法估算的是高程貫通中誤差，取2倍中誤差作為貫通誤差，屬于概率統(tǒng)計(jì)范疇，不是定值，可能超過(guò)此數(shù)值，只是概率小而已，無(wú)法定性測(cè)量數(shù)據(jù)是否存在質(zhì)量問(wèn)題。

4 基于隧道施工進(jìn)度的高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法

隧道施工組織計(jì)劃通常不按提前鋪軌進(jìn)行安排，一般在隧道掘進(jìn)后期收尾階段，無(wú)法按施工組織計(jì)劃時(shí)間貫通的情況下，不得已采用的一種縮短工期做法。

在隧道未整體貫通，決策進(jìn)行提前鋪軌時(shí)，隧道一般已經(jīng)施工幾年，存在已經(jīng)貫通、襯砌完成竣工段和正在施工掘進(jìn)段，且竣工段已實(shí)施水準(zhǔn)測(cè)量?？蓪⑺疁?zhǔn)路線按竣工段、掘進(jìn)施工段分開(kāi)預(yù)計(jì)，即按有高程控制網(wǎng)區(qū)域和無(wú)高程控制網(wǎng)區(qū)域分界，見(jiàn)圖4。

圖4 隧道施工進(jìn)度與水準(zhǔn)路線關(guān)系示意

根據(jù)隧道需提前鋪軌要求，提出基于隧道施工進(jìn)度的高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法，按照當(dāng)前的隧道施工進(jìn)度位置，估算剩余段落高程貫通誤差。該方法將隧道貫通竣工段當(dāng)作洞外水準(zhǔn)路線對(duì)待，縮短貫通誤差預(yù)計(jì)長(zhǎng)度；并利用全部實(shí)測(cè)水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)實(shí)際精度進(jìn)行預(yù)計(jì)，獲取目前剩余段落(施工進(jìn)度) 較準(zhǔn)確的高程貫通誤差，評(píng)價(jià)原施工高程控制網(wǎng)是否滿足隧道高程貫通誤差5 cm要求、施工掘進(jìn)使用高程成果是否需要改變、是否存在斷高，明確鋪軌高程的處理方案。

對(duì)采用提前鋪設(shè)無(wú)砟軌道的隧道來(lái)說(shuō)，其施工控制網(wǎng)已使用幾年，在實(shí)施提前鋪軌工作前，需掌握在用施工控制網(wǎng)的現(xiàn)狀，涉及分析評(píng)價(jià)控制網(wǎng)系統(tǒng)是否合理、精度是否滿足要求、是否發(fā)生變化，能否滿足相向鋪設(shè)無(wú)砟軌道的無(wú)縫對(duì)接要求，為此，必須進(jìn)行洞外平面、高程控制網(wǎng)全面復(fù)測(cè)。在洞外控制網(wǎng)精度低時(shí)，應(yīng)重新建立高精度的控制網(wǎng)滿足隧道貫通和鋪軌的精度要求。進(jìn)行洞內(nèi)高程控制測(cè)量，將高程引測(cè)至掌子面附近的襯砌完工處，作為洞內(nèi)CPⅢ高程基準(zhǔn)。本方法已有一套完整的、洞內(nèi)與洞外同期的控制網(wǎng)全新水準(zhǔn)測(cè)量數(shù)據(jù)予以支撐。

利用鋪軌復(fù)測(cè)水準(zhǔn)的實(shí)際測(cè)量統(tǒng)計(jì)精度，研究提前鋪軌中基于隧道施工進(jìn)度的高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法，包含水準(zhǔn)高差實(shí)際統(tǒng)計(jì)精度和鋪軌獨(dú)立水準(zhǔn)網(wǎng)竣工段終點(diǎn)高程平差精度兩種方式。

4.1 施工進(jìn)度實(shí)測(cè)精度預(yù)計(jì)法

本方法利用鋪軌水準(zhǔn)實(shí)測(cè)精度，按竣工段、掘進(jìn)段分開(kāi)方式預(yù)計(jì)高程貫通誤差。水準(zhǔn)實(shí)測(cè)精度是按鋪軌測(cè)量的進(jìn)出口洞外繞行路線、進(jìn)口端貫通段水準(zhǔn)網(wǎng)、出口端貫通段水準(zhǔn)網(wǎng)的全部水準(zhǔn)測(cè)段，按往返測(cè)高差較差，統(tǒng)計(jì)計(jì)算鋪軌水準(zhǔn)測(cè)量每千米實(shí)際的高差中數(shù)偶然中誤差，計(jì)算公式為

(7)

式中，Δ為測(cè)段往返高差不符值，mm；L為測(cè)段長(zhǎng)或環(huán)線長(zhǎng)，km；n為測(cè)段數(shù)。

基于鋪軌水準(zhǔn)實(shí)測(cè)精度預(yù)計(jì)法進(jìn)行高程貫通誤差計(jì)算時(shí)，按目前施工進(jìn)度位置作為竣工段、掘進(jìn)段分界，掌握當(dāng)前貫通面的高程貫通誤差現(xiàn)狀，作好施工處理預(yù)案。計(jì)算公式為

(8)

式中，mΔ竣為竣工段水準(zhǔn)測(cè)量路線長(zhǎng)度+進(jìn)出口洞外繞行水準(zhǔn)路線整體計(jì)算的鋪軌水準(zhǔn)實(shí)際測(cè)量精度，即每千米高差中數(shù)偶然中誤差；L竣為竣工段長(zhǎng)度，洞內(nèi)進(jìn)口端、出口端襯砌完工段水準(zhǔn)測(cè)量路線長(zhǎng)度+進(jìn)出口洞外繞行水準(zhǔn)路線，計(jì)算公式為L(zhǎng)竣=L進(jìn)竣+L出竣+L外；L施為掘進(jìn)段長(zhǎng)度，為剩余的洞內(nèi)掘進(jìn)施工無(wú)高程控制網(wǎng)的段落長(zhǎng)度，km；WΔH-貫通為貫通面的高程貫通誤差限差。

首期鋪軌時(shí)施工進(jìn)度為掘進(jìn)段長(zhǎng)度剩4.6 km，統(tǒng)計(jì)洞外水準(zhǔn)+洞內(nèi)進(jìn)出口端已竣工的水準(zhǔn)路線長(zhǎng)度80.47 km，鋪軌復(fù)測(cè)水準(zhǔn)實(shí)際每千米高差中數(shù)偶然中誤差精度為mΔ竣=0.59 mm，洞內(nèi)未貫通的施工掘進(jìn)段水準(zhǔn)擬采用二等水準(zhǔn)(mΔ=1 mm)。

利用上述實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，采用施工進(jìn)度水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法和施工進(jìn)度實(shí)測(cè)精度預(yù)計(jì)法計(jì)算的高程貫通誤差值見(jiàn)表2。

表2 施工進(jìn)度實(shí)測(cè)精度預(yù)計(jì)法高程貫通誤差值

注:竣實(shí)/掘2─表示竣工段采用水準(zhǔn)實(shí)測(cè)精度，掘進(jìn)段采用實(shí)測(cè)測(cè)量等級(jí)精度(二等)計(jì)算。

4.2 施工進(jìn)度網(wǎng)平差精度預(yù)計(jì)法

4.2.1 施工進(jìn)度網(wǎng)平差精度預(yù)計(jì)法原理

本法是按洞外+洞內(nèi)竣工段組成鋪軌水準(zhǔn)網(wǎng)，剔除水準(zhǔn)點(diǎn)變化的影響，采用不引入基準(zhǔn)誤差的獨(dú)立高程網(wǎng)方式進(jìn)行鋪軌水準(zhǔn)網(wǎng)整體平差計(jì)算，分別獲取竣工段進(jìn)、出口端高程控制網(wǎng)終點(diǎn)JZD、CZD(圖4)平差高程精度信息，分別從進(jìn)口方向、出口方向掘進(jìn)段起點(diǎn)(=竣工段終點(diǎn))，按測(cè)量誤差傳播律預(yù)計(jì)到貫通面的高程貫通誤差限差值。

4.2.2 貫通面實(shí)際高程貫通誤差計(jì)算

隧道貫通后，實(shí)際高程貫通誤差為從進(jìn)口、出口端引進(jìn)的水準(zhǔn)路線，測(cè)量到貫通面附近的同一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)上得出的兩個(gè)高程之差，即

(9)

4.2.3 貫通面高程貫通誤差限值預(yù)計(jì)

根據(jù)貫通面高程實(shí)際貫通誤差計(jì)算公式(9)，按測(cè)量誤差傳播律，貫通面高程貫通誤差限值預(yù)計(jì)計(jì)算公式為

(10)

利用隧道鋪軌首期竣工段鋪軌水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行獨(dú)立網(wǎng)平差，平差精度信息及高程貫通誤差的預(yù)計(jì)結(jié)果見(jiàn)表3。

比較表2、表3可以看出：按施工進(jìn)度實(shí)測(cè)精度預(yù)計(jì)法的高程貫通誤差值為11.4～17.1 mm，按施工進(jìn)度水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法的高程貫通誤差值為22.8～36.9 mm，后者與施工進(jìn)度網(wǎng)平差精度預(yù)計(jì)法的高程貫通誤差(21.7～32.6 mm)接近。因此，按施工進(jìn)度水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法計(jì)算的高程貫通誤差比較合理。

5 高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法與貫通后鋪軌精度符合性分析比較

考慮隧道提前鋪軌，已鋪段落不再改變，進(jìn)、出口端鋪軌終點(diǎn)的支水準(zhǔn)點(diǎn)(平導(dǎo)施工)作為掘進(jìn)段鋪軌水準(zhǔn)附合路線的起、閉點(diǎn)，將常規(guī)隧道鋪軌貫通水準(zhǔn)測(cè)量閉合差在進(jìn)出口間調(diào)整變?yōu)樵诰蜻M(jìn)段調(diào)整，大大縮短路線長(zhǎng)度，對(duì)高程貫通誤差提出更高要求。將高程貫通誤差預(yù)計(jì)值當(dāng)作掘進(jìn)段水準(zhǔn)高差閉合差，作為預(yù)測(cè)貫通后鋪軌精度符合性的分析依據(jù)，各種高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法的鋪軌符合性分析比較結(jié)果見(jiàn)表4。

表3 鋪軌獨(dú)立水準(zhǔn)網(wǎng)平差精度法高程貫通誤差預(yù)計(jì)

表4 高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法與貫通后鋪軌精度符合性分析比較

從表4可以看出：除方法2外，其余各方法掘進(jìn)段閉合精度在三等弱～精密水準(zhǔn)之間，基本能夠滿足軌道鋪設(shè)三等水準(zhǔn)的要求，隧道貫通后不存在斷高，能夠?qū)崿F(xiàn)相向鋪軌高程無(wú)錯(cuò)臺(tái)對(duì)接，預(yù)留段鋪軌段落長(zhǎng)度合適。各種貫通誤差預(yù)計(jì)方法的合理性分析如下。

(1)方法3—施工進(jìn)度實(shí)測(cè)精度預(yù)計(jì)法，預(yù)計(jì)的貫通誤差值小，可能造成貫通后鋪軌符合性的預(yù)判失真，不能用于提前鋪軌的貫通誤差預(yù)計(jì)。主要由于水準(zhǔn)實(shí)際精度法是按每千米水準(zhǔn)測(cè)量高差中數(shù)偶然中誤差計(jì)算，沒(méi)有考慮系統(tǒng)誤差影響。

(2)方法2—等級(jí)水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法，預(yù)計(jì)貫通誤差值是基于閉合差滿足要求的理念，得出掘進(jìn)段存在斷高，貫通后高程需要進(jìn)行工程設(shè)計(jì)處理，與實(shí)際貫通誤差狀況不符合，不能用于提前鋪軌的貫通誤差預(yù)計(jì)?？紤]到實(shí)際測(cè)量中，達(dá)到限差的概率較低，此法可用于鋪軌水準(zhǔn)測(cè)量成果是否可靠、貫通誤差超限后原因分析的依據(jù)。

(3)方法4—施工進(jìn)度水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法，將竣工段的富裕貫通誤差剔除，進(jìn)行短距離的掘進(jìn)段預(yù)計(jì)，其值準(zhǔn)確，計(jì)算簡(jiǎn)便，其值單一，與實(shí)際貫通誤差最為接近，而且與方法1、方法5基本兼容，預(yù)計(jì)貫通誤差可以滿足鋪軌要求。目前隧道掘進(jìn)施工采用的高程成果不變，結(jié)合施工高程控制現(xiàn)狀，采取合理的鋪軌高程系統(tǒng)，建立鋪軌高程控制網(wǎng)，在隧道整體貫通前實(shí)施無(wú)砟軌道鋪設(shè)，此法合理。

通過(guò)以上各種提前鋪軌的高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法比較表明，常規(guī)洞內(nèi)外長(zhǎng)度分開(kāi)預(yù)計(jì)獲取的貫通誤差變化范圍大，不能精準(zhǔn)掌握誤差大??；鋪軌獨(dú)立水準(zhǔn)網(wǎng)平差法計(jì)算工作量大，使用不便；而施工進(jìn)度水準(zhǔn)混合環(huán)預(yù)計(jì)法隨施工推進(jìn)，剩余長(zhǎng)度越來(lái)越短，預(yù)計(jì)的貫通誤差越接近實(shí)際貫通誤差，預(yù)計(jì)值比較合理。從安全角度考慮，以施工進(jìn)度水準(zhǔn)混合環(huán)法計(jì)算最合理。

6 結(jié)語(yǔ)與建議

通過(guò)研究，提出采用水準(zhǔn)混合環(huán)閉合差預(yù)計(jì)高程貫通誤差的方法，建立了以竣工段、掘進(jìn)段為界，基于施工進(jìn)度的多種高程貫通誤差預(yù)計(jì)新方法。首次引入將高程貫通誤差預(yù)計(jì)值當(dāng)作掘進(jìn)段水準(zhǔn)高差閉合差，作為預(yù)測(cè)隧道貫通后鋪軌精度符合性的評(píng)價(jià)依據(jù)。提出的施工進(jìn)度水準(zhǔn)混合環(huán)法預(yù)計(jì)高程貫通誤差方法，經(jīng)隧道貫通后的實(shí)際高程貫通誤差驗(yàn)證表明，該方法預(yù)計(jì)的高程貫通誤差準(zhǔn)確，計(jì)算方法科學(xué)可靠。

該方法解決了隧道提前鋪軌缺乏高程貫通誤差預(yù)計(jì)方法問(wèn)題，可供其他特長(zhǎng)隧道工程借鑒。也可用于施工單位每年復(fù)測(cè)后的高程貫通誤差預(yù)計(jì)，實(shí)時(shí)掌握隧道的貫通誤差現(xiàn)狀，做好高程處理預(yù)案。