一套合格的隧道工程測量方案是保證隧道工程施工質(zhì)量優(yōu)劣的重要基礎(chǔ)。隧道工程對(duì)技術(shù)的要求很高，它具有其他工程不可比擬的特殊性。為了保證隧道工程的質(zhì)量和進(jìn)度，合理的設(shè)計(jì)測量方案對(duì)整個(gè)工程能否按照工期保質(zhì)的完成具有十分重要的意義。所以在隧道工程測量方案設(shè)計(jì)中橫向貫通誤差問題就是整個(gè)隧道工程的重要精度指標(biāo)的關(guān)鍵問題。
1、
隧道工程測量方案設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題
由于隧道工程施工的特殊性，出于對(duì)隧道施工的質(zhì)量和進(jìn)度的嚴(yán)格要求，做好測量工作是至關(guān)重要的。隧道工程是由地面上部分和地面下部分共同組成的，并且在大型隧道的施工工程中，工程往往會(huì)被分為不同的標(biāo)段，有多個(gè)施工單位在若干個(gè)工作面施工完成。所以一套完整的合理的測量技術(shù)和設(shè)計(jì)方案是各階段各單位做好協(xié)調(diào)施工的基本保證。在隧道工程測量設(shè)計(jì)方案中橫向貫通誤差是評(píng)價(jià)一個(gè)設(shè)計(jì)方是否合理化的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)也是評(píng)價(jià)隧道工程施工質(zhì)量的重要精度指標(biāo)，合理分配允許貫通誤差并進(jìn)行相應(yīng)的施工測量精度方案設(shè)計(jì)是整個(gè)隧道工程測量工作的關(guān)鍵。為保證貫通誤差小于設(shè)計(jì)值，在隧道工程測量方案中需要從貫通誤差的限差出發(fā)，對(duì)各階段的精度指標(biāo)做出整體設(shè)計(jì)，明確各階段的測量精度要求，從而既能使各階段的測量工作得以順利進(jìn)行。又能使工程的最終質(zhì)量得以保證。如果沒有進(jìn)行測量精度的整體分析，就有可能出現(xiàn)由于偏低的測量精度要求而造成的質(zhì)量事故;或者是由于過高的測量精度要求而導(dǎo)致測量工作量的大大增加，從而導(dǎo)致人力物力的浪費(fèi)和工期的延誤。
2、 影響隧道工程設(shè)計(jì)方案中關(guān)鍵問題的因素
2.1 關(guān)于貫通誤差的來源
隧道工程測量方案設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題貫通誤差來源主要是受地面控制測量，聯(lián)系測量和地下導(dǎo)線測量三個(gè)重要因素的誤差的影響。測量誤差與整個(gè)隧道工程貫通的影響以及施工方法有密切的聯(lián)系。單從工程測量的角度方面來說，可以將一個(gè)對(duì)向開挖段作為一個(gè)獨(dú)立的單元做分析研究，如果一個(gè)對(duì)向開挖段長度相差比較大，那么就要求它的測量方案設(shè)計(jì)對(duì)其貫通誤差分別做出分析;如果各階段的長度大致一樣，則可以取出其中最長的一段作為對(duì)各階段貫通誤差的代表進(jìn)行分析。因此，不論是上述的哪一種情況，每個(gè)對(duì)向開挖段都可以作為一個(gè)獨(dú)立的單元來進(jìn)行分析，其分析的方法都是一樣的。作為對(duì)對(duì)向開挖的貫通最為不利的一種施工方法就是通過兩個(gè)豎井進(jìn)行對(duì)向開挖，因?yàn)樵谶@種情況之下，影響隧道貫通的測量誤差就有地面控制和地下的兩條支導(dǎo)線測量之外還有兩個(gè)豎井的聯(lián)系測量，總有三類，共五個(gè)獨(dú)立的誤差因素。若是有一端的開挖是通過平洞或者斜井，則必須要去掉相應(yīng)的聯(lián)系測量的誤差。
2.2 地面控制測量對(duì)橫向貫通誤差的影響
地面首級(jí)控制測量是隧道施工測量的第一步，也是后續(xù)各階段的測量工作能夠得以逐步展開的基礎(chǔ)。而地面控制測量誤差對(duì)隧道的橫向貫通誤差的影響可以分為兩個(gè)部分：
(1)洞口(近井)點(diǎn)的坐標(biāo)誤差。洞口點(diǎn)坐標(biāo)的誤差通過聯(lián)系測量和地下的導(dǎo)線測量傳遞到貫通面，可以說它對(duì)貫通面的影響在數(shù)值上等同于在同一隧道開挖段兩洞口點(diǎn)的相對(duì)誤差橢圓在貫通面上的投影。所以，影響隧道貫通誤差的是控制網(wǎng)相對(duì)誤差而不是絕對(duì)誤差，簡單的解釋，就是如果把隧道一端的洞口點(diǎn)視作是固定點(diǎn)或者參考點(diǎn)，那么另外的一個(gè)洞口點(diǎn)相對(duì)于該點(diǎn)的誤差是不會(huì)超過整個(gè)控制網(wǎng)中最弱點(diǎn)的點(diǎn)位誤差的。那么，就可以把最弱點(diǎn)的點(diǎn)位誤差的近似的當(dāng)作控制網(wǎng)點(diǎn)位坐標(biāo)誤差對(duì)貫通誤差的影響。
(2)地面控制網(wǎng)邊的反方向誤差。這種誤差的表現(xiàn)可以解釋為聯(lián)系測量或者地下之導(dǎo)線的起始方位的誤差，但無論聯(lián)系測量采用的是何種形式，地面控制網(wǎng)邊的起始方位的誤差對(duì)于貫通誤差的影響都是一致的。
2.3 聯(lián)系測量對(duì)橫向貫通誤差的影響
在聯(lián)系測量中，起始點(diǎn)坐標(biāo)誤差對(duì)隧道貫通的影響與地面控制點(diǎn)坐標(biāo)誤差的影響是相同的，其數(shù)值與地下導(dǎo)線其實(shí)方向誤差的影響相比較而言，可以忽略不計(jì)，所以在聯(lián)系測量中的誤差分析著重考慮的是起始方位角角度的誤差對(duì)隧道貫通的影響。根據(jù)隧道工程施工的特點(diǎn)，起始方位角的角度誤差對(duì)于貫通誤差的影響會(huì)隨著地下支導(dǎo)線長度的增加而顯著增加。如果通過平洞或者斜井的方向進(jìn)行開挖，那么地下導(dǎo)線的起始方位就是地面控制網(wǎng)的方位角;如果是通過豎井的方式施工開挖，則地下導(dǎo)線的起始方位的坐標(biāo)點(diǎn)與方位角就需要通過豎井聯(lián)系測量才能得到。
2.4 地下導(dǎo)線測量誤差對(duì)于橫向貫通誤差的影響
地下導(dǎo)線測量的轉(zhuǎn)角的角度誤差和控制導(dǎo)線的邊長誤差對(duì)隧道的橫向貫通均有影響。當(dāng)隧道的轉(zhuǎn)角偏大時(shí)，控制邊長測量的誤差對(duì)于保證隧道貫通有比較大的影響作用，這也是曲線型隧道與直線型隧道的不同之處。但是，無論是直線型隧道還是曲線型隧道，導(dǎo)線各邊長的測量誤差對(duì)于隧道的橫向貫通的影響都是獨(dú)立的，其影響值與該邊在貫通面上的投影是成正比的，但由于該邊再到險(xiǎn)種的位置無關(guān)。導(dǎo)線轉(zhuǎn)角測量誤差對(duì)于隧道的橫向貫通的影響則與其所處的位置有關(guān)，離隧道的貫通面越遠(yuǎn)，轉(zhuǎn)角測量的誤差對(duì)貫通誤差的影響越大，其數(shù)值與該角頂點(diǎn)到貫通面的垂直距離成正比。
3、 針對(duì)影響因素所對(duì)應(yīng)的對(duì)策
進(jìn)行隧道工程測量方案設(shè)計(jì)最主要的目的就是指導(dǎo)施工以保證隧道的正確貫通。根據(jù)影響隧道工程測量方案設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題的各個(gè)因素分析基礎(chǔ)上，總結(jié)出一些具有針對(duì)性的對(duì)策，為多種隧道工程的測方案設(shè)計(jì)中在質(zhì)量保證，節(jié)省工期和測量費(fèi)用等方面提供一些比較直觀的理論參考。
3.1 現(xiàn)代測量技術(shù)和儀器設(shè)備的投入
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日新月異的發(fā)展，人類對(duì)于隧道工程建造的精度越來越高，現(xiàn)代測量技術(shù)和儀器設(shè)備的不斷改進(jìn)，使得隧道工程測量工作可以以較小的代價(jià)達(dá)到很高的精度。比如在地面控制測量方面，采用GPS技術(shù)可以是測量的精度達(dá)到毫米，而地下導(dǎo)線測量的精度也隨著全站儀測角和測距精度的提高有了明顯的細(xì)化。只是在關(guān)于聯(lián)系測量的方面，雖然有所改進(jìn)，但其帶來的改變主要是體現(xiàn)在降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高工作效率兩個(gè)方面上，在隧道測量精度上與傳統(tǒng)的方法仍然別無二致。
3.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)精度
隧道測量的關(guān)鍵在于建立工程控制網(wǎng)，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行地面控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)，可以將隧道的各個(gè)開挖段的兩端的控制點(diǎn)相對(duì)誤差以及其定向邊的方向誤差作為設(shè)計(jì)的精度指標(biāo)，也可在使用常規(guī)的方法來設(shè)計(jì)控制網(wǎng)時(shí)，選擇用最弱點(diǎn)的點(diǎn)位坐標(biāo)誤差和最弱邊的邊長相對(duì)誤差作為精度指標(biāo)，在地面控制網(wǎng)點(diǎn)采用聯(lián)合平差法對(duì)首級(jí)網(wǎng)點(diǎn)和加密點(diǎn)進(jìn)行整體分析，使得隧道工程測量方案設(shè)計(jì)在應(yīng)用上更加方便。關(guān)于地下導(dǎo)線測量方面，應(yīng)要盡量的加長導(dǎo)線邊長并且適當(dāng)?shù)奶岣呖拷纯诘膶?dǎo)線的轉(zhuǎn)角的測量精度，以此來減小貫通誤差。在遇到精度要求比較高的情況下，可以適當(dāng)?shù)奶岣呖拷瘘c(diǎn)的轉(zhuǎn)角的測量精度，采用不等權(quán)的方式進(jìn)行地下導(dǎo)線觀測方案的設(shè)計(jì)。
