隧道贯通测量精度分析及技术方法

发表时间:2021/2/26   来源:《科学与技术》2020年29期   作者:田炫庆
[导读] 在高速公路日益发展背景下,隧道工程施工受到了广泛关注
        田炫庆
        贵州铁路技师学院 550008


        摘要:在高速公路日益发展背景下,隧道工程施工受到了广泛关注,贯通测量的重要作用愈发突出。隧道工程施工过程中,想要确保隧道顺利贯通,提升其使用性能,就要特别重视隧道贯通前后的测量工作,既要保证测量,又要注重多元技术方法的有效运用。鉴于此,文章对隧道贯通测量精度进行了浅显的分析,同时提出几种合适的技术方法。
        关键词:隧道贯通测量;精度分析;技术方法
        引言:
        隧道贯通测量在铁路、交通、输电以及通讯等工程建设中占据重要地位。传统的隧道测量方法作业时间长,任务量大,难以保证测量效果,存在一定的误差,致使工程建设进度和质量受到影响。而贯通测量在减轻工作任务,缩短作业时间的同时,还能确保各项掘进工作沿着设计的位置与方向掘进,从而加快施工进度,促进工程建设整体效果的提升。另外,为了缩小误差,提升测量精度,就要重视贯通测量精度分析,并依据实际情况选择适宜的新型测量技术。
        1.贯通测量概述
        贯通测量(break through survey)是坑道施工中和贯通后的测量,包括平面贯通测量与高程贯通测量。对于隧道工程建设施工来说,开展贯通测量工作的主要目的之一是获取实际贯通误差值,视为下一步调整施工中线的依据,得到一条调整后的隧道中线,以这条中线为辅助进行后续施工。由于贯通测量过程中涉及到误差值,所以对测量精度有着较高要求,需要测量人员给予重视,只有保证测量精度,才能满足实际需求。
        2.隧道贯通测量精度分析
        对于地下工程测量来说,虽然许多测量方法与地面工程测量相同,但因地下工程所处环境特殊,结构复杂,使得测量难度与工程量有所增加,如果没有采取有效技术进行合理测量,便会使数据的精度受到影响。实践表明,线状地下工程逐步开挖,施工面积狭窄,各工段之间无法保证密切联系,这种情况下,测量工作不能相互照应,组织检查也只能分段进行,如果检查过程中出现问题,很难及时发现,只有到开挖工段间贯通后,才能明确各工段的实际情况。由此可见,测量工作对于地下工程建设来说,有着举足轻重的作用,如果没有给予测量工作正确的认识,轻则影响工程进度,重则造成人员伤亡、经济损失等严重情况。此外,构法隧道施工涉及的各个环节要给予重视,特别是地面控制测量、联系测量、地下控制测量和细部放样四个环节,更要予以重视,既要保证工程测量精度,又要注重工程之间的衔接,有效避免误差的发生。地下工程状面开挖中,当工作面的衔接错位并且试工中线衔接失败,这种情况可称为贯通误差,而贯通误差的发生,多与贯通测量精度有关。
        据了解,贯通误差包括纵向误差、横向误差以及高度误差,其中纵向误差投影长度误差,对隧道贯通影响较小;横向误差是垂直于中线方向投影长度的误差;而高度误差则是高程方向摄影长度误差。这些误差都会对隧道工程建设造成或大或小的影响,需要给予重视。在实际的隧道工程建设中,想要避免误差的发生,就要保证贯通测量精度,只有这样才能获得良好建设效果,提升隧道工程质量和使用性能
        2.隧道贯通测量技术方法
        2.1 GPS测量技术
        GPS(Global Positioning System),就是全球定位系统,将其应用隧道贯通测量中,可实现隧道洞外控制测量和隧道洞内控制测量。对于洞外控制测量来说,GPS测量技术的应用,可按照如下操作进行:(1)选点埋石,即根据规范要求,洞外进出口洞口处设置1个主控制点,3个方向点,8个GPS控制定位;(2)控制点施测技术要严格遵守有关规定;(3)线路首级控制网点检核,即以GPS为导向,利用已知三角点2个,高等级水准点1个对2个路线首级控制网点进行检核;(4)平面控制,运用6台GPS接收机组成GPS观测网,对进洞口处的具体情况进行观测。隧道洞内控制测量中,通过GPS测量技术完成洞内平面控制测量、洞内导线点埋设、洞内高程控制等工作,防止贯通中出严重误差。GPS测量技术的应用,在保证测量质量和效果的同时,还能满足隧道贯通精度的要求。


        2.2 GNSS技术
        GNSS(Global Navigation Satellite System),即全球导航卫星系统,它在隧道贯通测量中的应用,有助于弥补传统测量技术中存在的弊端,在保证测量效率和的同时,还能促进测量质量与精度的提升。GNSS技术在隧道贯通测量中的应用,需要注意以下几点:首先,在隧道地表处建立GNSS控制网或光电导线网,同时在被测隧道周围设置GNSS平面控制点;其次,准备工作完成后,便可进行测量,测量的起始数据以GNSS点的坐标和方位为准,布置光电测距支导线,测量近井点;最后,使用AT-G6水准仪行二等水准测量,求出近井点高程,并将其视为起算数据,最终得出测量结果。另外,GNSS技术在隧道贯通测量中的应用,要求测量人员给予高度重视,结合实际情况建立专用地面控制网,认真做好立井定向工作,只有这样才能充分发挥GNSS技术具有的价值,促进隧道贯通精度的提升。
        2.3三维激光扫描技术
        三维激光扫描技术是利用激光测距原理,通过记录被测物体表面密集点三维坐标、反射率等信息的方式,复建出被测目标的三维模型等数据。三维激光扫描技术应用在隧道贯通测量中,一方面可以保证测量精度,为后续工程建设奠定基础,另一方面可实时监测各工段的实际情况,查看隧道有无变形、坍塌等情况,避免安全事故的发生。与此同时,三维激光扫描技术的应用,可保证各个施工环节的有效衔接,减少环节的衔接误差,加强各工段之间的联系,避免多种问题的发生,从而满足隧道工程建设需求。鉴于三维激光扫描技术的重要作用,测量人员要给予重视,除了要深入了解其产生背景和技术原理等内容外,还要结合隧道具体情况进行合理应用,充分发挥三维激光扫描技术具有的优势。
        2.4陀螺仪贯通技术
        陀螺仪是一种角运动检测装置,其种类较多,分为压电陀螺仪,微机械陀螺仪,光纤陀螺仪等。不论何种陀螺仪,将其应用在隧道贯通测量中,都能获得良好效果,达到测量目的。通过实际测量发现,由于隧道内部施工空间较小,环境较差,无法进行有效观察,即便是拥有相应的测量技术,也无法达到预期效果,导致工程建设中出现各种各样的问题,阻碍了贯通测量工作的顺利进行,如果将陀螺仪应用其中,不但可以帮助施工人员找准方向,还能确保测量精度,为后续工程建设施工的顺利开展提供数据支持。
        3.结束语
        综上所述,对于隧道工程建设而言,贯通测量占据着重要地位,需要对贯通测量精度予以保障,因为只有这样才能减少误差,在加快建设进度的同时,还能节约成本,提高经济收益。此外,多种技术方法在贯通测量中的应用,既能起到辅助作用,减轻测量负担,又能提升贯通测量精度,保证工程建设的顺利开展,进而实现隧道工程建设目标,促进工程质量与使用性能的提升。
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