隧道贯通误差预计分析
贯通误差预计
西康铁路秦岭隧道(Ⅰ线)采用TBM施工。
隧道全长18.5 km，两端独头掘进距离长(近10 km)，再加上TBM 一次成洞，对贯通精度要求比较高，给洞内控制测量带来了很大的困难。
本文介绍这项工程中控制测量实施方案。
一、控制测量设计众所周知，隧道贯通面上贯通误差的影响值，由洞外、洞内控制测量两部分组成。
由于洞外采用GPS 网作控制来保证洞外控制精度，因此本设计只对洞内控制测量进行设计。
为保证高精度贯通，本设计按总横向中误差150 mm(《铁路测量规则》规定为250 mm)，高程中误差25 mm进行设计。
按《测规》规定的分配原则，分配给洞内横向中误差为120 mm，洞内高程中误差17 mm。
1. 平面(横向)测量设计由于Ⅰ线隧道采用TBM施工，其通视条件较好，为提高测量精度，导线边长尽量长，故本方案按边长为650 m的导线测量方案进行设计。
这时洞内横向贯通误差为：按上述布设方案，R x，dy计算如下：(1) 洞内∑R2x计算依据各导线点至贯通面的竖直距离计算的结果为∑R2x＝900062125。
(2) 洞内∑dy2计算由于洞内导线沿隧道中线布设，隧道为直线隧道，则dy=0,即∑dy2＝0。
(3) 洞内测角精度计算由于采用测距标称精度为±（2 mm+2×10-6D）的全站仪测距，洞内测边误差远小于1/100 000。
因为∑dy2＝0，则m2yi=0，所以其中,mβ为洞内测角精度。
代入数据，得则mβ＝±0.83″。
实际采用±0.7″，即洞内按一等导线要求和精度指标进行施测可满足在120 mm内贯通要求。
2. 高程测量设计洞内两开挖洞口间长度按19 km计，则高程控制测量的高差中数偶然中误差为：(三等水准限差)所以洞内高差控制测量按三等水准要求即可满足高程贯通中误差影响值为17 mm的要求。
从安全角度考虑，实际操作可按二等水准要求施测。
3. 贯通误差预计(1) 横向贯通误差预计由式当mβ＝±0.7″，导线平均边长为650 m时，m y=±102 mm<120 mm(洞内分配值)。
贯通误差的测定及调整
辅 助 切
40 30
线
20
10
辅 助 切 线
出口贯通面
在贯通面两侧每20米弦长的中线点上，增加或减少10″～６０″的切线偏角
任务五 贯通 误差的测定及
调整
当贯通面位于曲线始（终）附近
贯 通 面
E
D
α
D’
F F’
E’
C’
C
A’
DE与D’E’不平行也不重合 调整圆曲线长度法 调整后DE与D’E’平行
调整
(1)直线隧道贯通误差
• 具体方法
调整方法---折线法
R=4000m
C
β1
E
♣β<5’ 直线连接
♣ 5’<β <25’ 直线连接
贯
通 面
♣ β >25’ 加反向曲线
方
向
β2
D
R=4000m
各种转折角α的内移外矢距Ｅ值
任务五 贯通 误差的测定及
调整
(2)曲线隧道贯通误差
贯通面位于圆曲线上
贯 通 面 方 向
细钢丝
任务五 贯通
BM2
误差的测定及
调整
求解点A的高程H’ 高程贯通误差为H”-H’
A
贯通面
细钢丝
BM1
求解点A的高程H”
任务五 贯 通误差的测
定及调整
4、误差的调整
调整贯通误差的工 作，原则上应在隧 道未衬砌地段上进 行，不再牵动已衬 砌地段的中线，以 防减少限界而影响 行车。
任务五 贯通 误差的测定及
任务五 贯通 误差的测定及
调整
1
西康铁路 秦岭特长隧道(18.4
公里)
2
贯通测量方案的选择与误差预计教学
数据保密
对于涉及保密要求的贯通测量 数据，应采取必要的安全保密 措施，确保数据安全。
在贯通测量完成后，应将相关 资料进行整理存档，以便后续 查阅和使用。
04
贯通测量案例分析
案例一：矿山贯通测量方案选择与误差预计
总结词
矿山贯通测量方案的选择与误差预计是确保矿山安全生产的重要环节。
详细描述
在矿山贯通测量中，应根据矿山的实际情况选择合适的测量方案，包括地面控制测量、井下控制测量以及贯通导 线测量等。同时，应充分考虑测量过程中可能出现的误差，并采取相应的措施进行预计和减小误差，以确保贯通 测量的精度和可靠性。
根据贯通测量的目标和现 场条件，选择合适的测量 方法、仪器和人员配置。
数据处理与分析
对测量数据进行处理、分 析和误差处理，确保测量 结果的准确性和可靠性。
01
标
明确贯通测量的目的、要 求和精度标准，为后续方
案制定提供依据。
实地测量
按照测量方案进行实地测 量，获取相关数据。
优化资源配置
合理配置人员、设备、时 间等资源，确保测量工作 的顺利进行。
贯通测量方案的评估方法
对比分析法
将不同方案的优缺点进行 对比，选择最优方案。
专家评估法
邀请专家对方案进行评估， 根据专家意见选择合适的 方案。
模拟实验法
通过模拟实验验证方案的 可行性和准确性。
02
贯通测量误差预计
贯通测量误差的来源
05
贯通测量方案的发展趋势
智能化贯通测量技术的应用
自动化数据处理
利用计算机技术和算法，实现测 量数据的自动处理和解析，减少
人工干预和误差。
实时监测与预警
通过传感器和远程监控系统，实时 监测测量数据，及时发现异常情况 并预警，提高安全性和可靠性。
隧道横向贯通误差预计
用GPS 作洞外控制测量的公路隧道横向贯通误差预计隧道一般都要穿越高山，地形条件复杂，传统的导线控制测量方法要跨越山峰，施测难度大，周期长，外业工作量极大。
现代公路施工控制测量中，GPS 由于具有全天侯、高精度、定位速度快、定位点间不需通视等特点，已被广泛采用。
而传统的导线控制测量的贯通误差预计的方法已不再适用。
现本文着重讨论采用GPS 测量控制的隧道贯通误差的估计方法及对GPS 点测量精度的具体要求。
隧道总的横向贯通误差来源有二个方面，一是洞外GPS 控制测量引起的误差，二是洞内导线测量引起的误差。
将地下两相向开挖的洞内导线测量误差及洞外GPS 测量误差各作为一个独立因素。
设隧道总的横向贯通误差为M 横，根据等影响原则，洞外GPS 测量误差和进出口两端进洞导线所产生的横向贯通中误差的容许值均为横横出进M 707.02M m m === （1）根据式（1），规范对洞内、洞外控制测量误差产生的横向贯通中误差的容许值的规定见表1表1 横向贯通中误差容许值 测量部位 横向贯通中误差（mm ） 两相向开挖洞口间长度（m ） ＜3000 3000～6000进口端 53 71 出口端 53 71 总的横向中误差 75100一、洞内导线横向误差的估算由隧道施工特点，洞内导线的横向误差可按等边直伸形导线进行估算。
在直伸形导线中，测距误差只对导线的纵向误差产生影响，而横向误差主要由测角误差引起。
如图1所示，各折角的测角误差将使导线在隧道贯通面上产生横向位移，即横向误差。
根据误差理论知，各折角的测角误差对隧道贯通面横向影响中误差为35.1n Lm m +ρ=β内 （2） 式中：m 内——洞内导线测量引起的横向贯通中误差 L ——隧道两相向开挖洞口间长度 m β ——导线测角中误差ρ ——206265″ n ——导线边数现行规范对导线平均边长和测角中误差的技术要求见表2由于隧道内观测条件较差，规范规定洞内导线边长直线地段不宜小于200m ，曲线地段不宜小于70 m 。
莲花山隧道横向贯通误差分析
莲花山隧道横向贯通误差分析内容摘要：隧道贯通误差在平面和高程方向可分为横向贯通误差、纵向贯通误差和高程误差。
纵向贯通误差是由于控制网测量过程中测距误差引起的线路方向的里程偏差，在施工中对贯通质量影响较小，高程误差可采用高精度电子水准仪、水准往返测和增加测量频次等方法控制误差积累，已取得较好的效果。
横向贯通误差对施工贯通质量威胁最大，往往会造成侵线事故，后期整改费用高，致使工期滞后，使企业蒙受经济和社会双重效益损失。
因此，隧道施工中，应该加强横向贯通误差设计和分析，杜绝测量事故的发生。
关键词：隧道横向贯通误差误差分析误差估值计算一工程概况浦梅铁路是海峡西岸经济区铁路网规划项目之一，是连接赣龙铁路、昌福铁路的重要干线。
莲花山隧道是浦梅铁路（建宁至冠豸山段）施工里程最长的隧道，该隧道位于福建省三明市建宁县与宁化县交界，起讫里程为DK263+043-DK273+540，隧道全长10.497km，最大埋深380m，DK263+043-DK263+189.05位于R=2000的左偏曲线上，其余段落位于直线上。
为方便施工组织和保证工期，在DK265+600和DK270+400处设置1#、2#斜井，斜井长度分别为740m和1139m。
二平面控制及横向贯通误差精度要求隧道施工前，应编制隧道控制测量方案及拟采用的观测方法，评估其误差是否满足工程精度的需要。
根据《铁路工程测量规范》中对于控制测量及洞内贯通误差的具体要求如下表所示。
表1 平面控制测量设计测量部测量测适用长度洞口联系边测角边长相对位方法量等级(km)方向中误差(″)中误差(″)中误差洞外GPS测量二4-6 1.31/250000导线测量二6-8 1.01/100000三角形网测量二6-8 1.01/150000洞内导线测量隧道二等6-9 1.31/100000表2隧道贯通误差规定测量部位横向贯通误差相邻两开挖口之间距离(km)L＜44≤L＜77≤L＜10洞外贯通中误差(mm)34045洞内贯通中误差(mm)45065贯通限差(mm)100130160三横向贯通误差理论分析根据该工程实际情况，隧道开挖段落可分为三段，分别是进口至1#斜井、1#斜井至2#斜井，2#斜井至出口，相邻开挖段长度分别为3.297km、6.679km和4.279km。
隧道贯通测量误差预计方案
隧道贯通测量误差预计方案隧道进出口、斜井间贯通时，除进行洞外导线和洞外高程测量之外，还必须进行隧道洞内和进出口、斜井间的联系测量。
所以在进行贯通测量误差预计时，要考虑隧道进出口、斜井间的联系测量误差及隧道洞内测量误差的综合影响。
（一）测量方案简述工程要求水平重要方向x’上的容许偏差为0.3m,竖直方向上的容许偏差为0.05m.(1) 隧道洞外进口、斜井按B级GPS网进行测量，测量时采用美国产天宝5800GPS观测2个时段，每个时段测量1.5小时。
(2)定向测量尤溪隧道进口、斜井各采用几何定向。
1、对中误差当定向边边长d=400m时，仪器及棱镜的对中误差为：E C=E T=±1”。
2、测线前后两测回的平均值误差M平=±1/√2=±0.71”.则M定=±√M EC2+M ET2+M平=±√12+12+0.712=±1.58”3、洞内导线测量进口从洞口起始边GCPI140-GCPI119边开始，沿大里程方向闭合到秀村斜井的CPI140-3~CPI140-4边。
测角、测边采用日本产SOKKIA SET230R全站仪，角度测9个测回:每边往、返各测3个测回，一测回内读数误差不大于5mm,单程测回间较差不大于10mm,往测及返测边长化算到隧道平均高程面上水平距离（经气象和倾斜改正）后的互差，不得大于边长1/6000。
所有闭（附）合导线和支导线均有不同观测者独立测量两次，取两次测量的角度及边长平均值，并进行严密平差计算。
4、隧道洞外水准测量进口与秀村之间的水准测量按照洞外二等水准要求实测，自进口洞外水准点GCPI140到秀村斜井洞口水准点BM60进行往返观测单程路线长度27KM，同时采用美国Trimble电子水准仪和日本产Sokkia电子水准仪实测。
5、洞内水准测量采用苏-光自动安平水准仪往返观测，往返高差的较差不大于±4√L(L 为水准点间的长度，以km 为单位)。
隧道贯通误差估算分析---史新福
隧道贯通误差估算分析作者：史新福摘要：在隧道施工中，对于两相向开挖的隧道，能否按照规定范围的精度贯通，影响贯通精度的因素有那些，怎么控制贯通误差，以减少施工浪费和不必要的返工，本文就隧道贯通误差及精度估算进行分析。
关键词：隧道；贯通误差；误差估算；误差控制一、引言随着我国改革的深化，国民经济蓬勃发展，铁路、公路的客货运输量大幅度增长，作为国民经济的量大命脉，其在交通运输中的作用也越来越重，原有的一些铁路、公路运输线已不能满足日益增长的客货运输量，因此修建高等级铁路、公路干线是我国交通事业的重中之重。
由于我国多为山岭重丘地带，在修建铁路和公路时为缩短线路里程、改善线形及保护环境而修建了许多隧道，隧道既能保证最佳的道路线形。
以利于行车，又能有效的防止山地陡坡的落石、碎屑和泥石流等自然灾害，既提高了行车的安全性，又能够和当地的自然环境相协调及保全自然景观。
因此隧道的施工建设也是交通干线建设的重中之重。
隧道的施工技术是多方面的，但在隧道建设中，施工测量是不可缺少的一个环节，它的主要任务就是保证隧道开挖按照规定的精度贯通，使衬砌结构符合设计要求，以减少施工浪费和不必要的返工，因此对于其贯通精度的估算和分析是很有必要的，本文就隧道的贯通误差及其精度估算作一下分析。
二、隧道的贯通误差2.1、隧道贯通误差的概念及分类隧道贯通误差是之在隧道施工过程中，由于洞外控制测量、联系测量、洞内控制测量及细部放样测量等出现误差，使得两个相向开挖的作业面施工中线在贯通面上因未准确接通而产生的偏差。
隧道贯通误差通常分为三类：①纵向贯通误差，为沿隧道施工中线方向上的长度贯通偏差，是贯通误差在施工中线方向上的投影；②横向贯通误差，为沿垂直于隧道施工中线的水平方向贯通偏差，是贯通误差在垂直于隧道施工中线的水平方向上的投影；③竖向贯通误差（高程贯通误差），为沿垂直于隧道施工中线的竖直方向贯通偏差，是贯通误差在垂直于隧道施工中线的竖直方向上的投影。
浅谈隧道贯通测量中的误差预计
浅谈隧道贯通测量中的误差预计摘要：在隧道贯通施工过程中，贯通测量误差预计的进行，有效地控制了隧道贯通的误差，优化了测量方案，选择了正确的测量方法，保证了必要的精度，减少不了必要的损失，又不会因“精度过高”出现浪费成本的状况。
本文针对贯通测量选择的方案，对隧道贯通测量误差预计进行了如下分析——关键词：隧道贯通；测量；误差预计引言：“隧道工程”的测量工作中，贯通误差预计多采用规程规定测量参数，“规程参数”多假设在条件优越的环境下，经过某些理论推导的结果。
而在现实施工中，一些不正常因素、都会在某种程度上影响测量结果，比如操作人员、环境、仪器问题等。
此篇文章通过理论分析测量误差，并结合实际坑道、测量实践，再进行对比贯通测量预计误差和实际偏差值之间的差距，提出、在贯通测量预计中、采用在实际测量过程中统计出的参数进行预计、可以提高预计精度，从而积累相应经验，为以后的测量误差预计提供必要的依据。
一、贯通测量误差的概述我们说的“隧道贯通误差”分类中的“贯通误差”指的是在隧道贯通施工中，由于地面控制测量；地下控制测量；联系测量；施工放样等误差，造成反方向或同一方向掘进的坑道的两条施工中线上，具有贯通面里程的中线点重合不了，两点连线的空间线段称为贯通误差。
因此、我们可以把横向误差的来源分为--地面控制测量误差；盾构姿态施工测量误差；地下贯通导线点的测量误差；盾构姿态定位测量误差；盾构姿态施工测量误差；盾构进洞口平面坐标测量误差和其他因素的影响。
而根据其在隧道内的不重合现象，可以将贯通误差分为三种：纵向贯通误差、横向贯通误差。
前者与贯通面垂直的分量，影响着隧道中线的长度和线路的设计坡度；后者（将使隧道施工中线产生左或右的偏差）与贯通面平行的分量，其影响线路方向。
假如误差超出一定范围，就会引起隧道几何形状的改变，因此须对横向误差加以控制；3、“竖向贯通误差”也就是高程贯通误差。
在沿垂面上的正射投影称之为高程贯通误差，简称高程误差。
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式中： ｍ 。 为测角 中误 差 ； Ｒ 为导线点在 Ｙ轴上的投影长； 为各边与 ｘ 轴的夹角 ；
ｍ 为光电测量仪误差 ；
经 以上计算施工测量方法经误差预计 ， 满足贯通要求 。 洞 内高程基准是 由业主提供的二等水准点引测进洞的。因此从水 ｒ ｏ ｈ ｉ： ￣１ ６ ｍｍ Ｊ ｍｈ ２ ＿ ＋１ ２ ａ ｍ ｒ Ｊ ｍ确 ＿ ． １ ５ ｒ ｎ ｒ ￣ 准点引测加密近井水准点的测量误差引起 了洞外高程控制测量误差 。 则ｍ Ｈ ：＋ ＿ ２ ５ ａ ｒ ｍ＜２ ５ ｍ Ⅱ 则洞外高程控制测量对高程贯通误差 的影响值为 ： ｒ ｌ ｌ ｈ ｘ ＝± ｍ 。 、 ／ Ｉ 式 中 ３ 隧道贯 通测 量实例 分析 ｍ 二等水准第公里的高差 中 数偶然中误差 。 Ｌ 为水准路线总长。 本任务主要通过某北方城市地铁一号线的某个贯通测量实例分 另高程传递包括水准测量和钢尺联系测量，则两井高程传递测量 析， 城市地铁一号线保 ～铁区间 １ ＃竖井 、 ２ ＃ 竖井与铁西广场站左 、 右线 对高程贯通误差的影响为 ： 厂 一 进行贯通预测及测量。 ｍ ｈ 。 － ｉ － ｙ ￣Ｘ ： ｉ ２ ｉ ； ： ： ３ ． １ 采用规范及使用仪器 地下高程控制测量对高程贯通误差的影响： （ 下转 ２ ４ ３页 ） 作者简介 ： 鲁纯（ １ ９ ６ ８ ， ６ ． ） ， 女， 辽宁沈阳人， 副教授 ， 主要研究方向为工程测量与大地测量。
一
ｍ６ 柏 噶ｌ ＋ ｍ专 ２ 十 ｍ 在有效期 内的 Ｌ ｅ ｉ ｃ ａ Ｎ Ａ ２ ＋ Ｇ Ｐ Ｍ３（ ０ ． ４ ｍｍ ／ ｋ ｍ）及其配套的铟瓦钢尺进 式中： ｍ 。 为平面贯通总横向中误差 ｒ ａ ｍ） ； 行。地面控制点由 Ｇ Ｐ Ｓ 控制点做为已知点 ， 其误差可忽略不计 ， 一井定 ｍ 『 ｆ ＿ 为地面平面控制测量引起 的横 向中误差 ｒ ａｍ） ； 向时独立进行三次测量 ， 则是测角中误差为 １ ． ｍ 为联系测量引起的横向中ｉ ￣ （ ｍ ｍ） ； 土 ： 地下控制测量引起 的横 向中误差（ ｍｍ） 。 由于地面测量的条件较地下好 ，在分配测量误差时可在等影响原 地下导线随着 向洞 内掘进 ， 不断的进行导线点的建立， 在不断建立 则 的基础上作适当的调整 ， 即对地面测量的精度适 当提高一些 ， 而地下 起的施工导线上 ， 预计隧道的横 向贯通误差 ， 也就是导线终点在贯通面 控制测暑的焙府略僻一此 榨ｌ 厣刚 西 古室加下 ． 一
ｍｑ ｉ 一 ￣２ ５ｍ ｍ Ｊ ’ ｎ ｑ ２ ￣２５ｍ ｒ ｌ ｏ ｌ ， ｔ ｌ ｌ ｑ ａ ￣３ ５ｒ ａｍ
则 ｑ＝ ４ ９ ｔ ７ ｒ ａ ｍ＜Ｓ ０ｍｍ
± 字
一
２ ． ２ 高程贯通误差分析 同理 ， 高程测量误差的计算公式为 ：
ｍ螽 ｍｈ＋ ｍ ＋ｍ
关键词 ： 贯通误差 ； 误差预计 ； 控制测量 ； 极 限误 差
１概 述
城市轨道交通工程的车站和区间 相邻车站之间的地段） 是分别 表 １区间 一 铁西广场站左线平面贯通误差 施工 的，在区间中有时为了加快施工进度会在中间开挖一些竖井 以增 加掘进面。这样一来就会出现对 向掘进在 中间相通或从车站一端 向相 邻车站一端掘进在车站端头相通 的情况。 不论哪种 睛况 ， 我们把隧道开 挖相通之处的横截面称为贯通面。相 向开挖施工中线在贯通面处不能 按设计位置相衔接而产生的偏差称为贯通误差。 表２ ２ ＃竖 井 一 铁 西广 场站右 线 平面贯 通误 差 贯通误差从几何上说是—个空间线段 ，其长短取决于地面控制测 量、 联系测量和地下控制测量 误差影响值的大小。 贯通误差在垂直于中 线方向上的投影水平长度称为横向贯通误差 ，沿 中线方向上的投影水 平长度称为纵向贯通误差 ，在高程方向的投影垂直长度称为竖向贯通 表３ ２ ＃竖井 ～ １ ＃ 竖 井右 线平 面贯通 误差 误差（ 即高程贯通误差） 。可见 ， 为了确保地下隧道按设计的要求贯通 ， 应 首先确定 出各项贯通误差的限值 ， 在纵 向方面所产生的贯通误差 ， 一般 对隧道施工和隧道质量不产生影响 ， 高程要求的精度， 使用一般水准测 量方法 即可满足 ； 而横向贯通误差（ 在平 面上垂直于线路中线方向 ） 的 大小 ， 则直接影响隧道的施工质量 ， 严重者甚至会导致隧道报废。所以 般说贯通误差， 主要是指隧道的横向贯通误差。 囊号 ｉ ＃ 竖劳方 向计 算 （ 琳 ） ２ ＃ 蛏 井方 每计算 ∞ 差值 （ ｍ ｍ ） ２ 贯通误 差预计 ２ ． １ 平面贯通误差分析 根据《 铁路测量技术规则》 可知 ， 长度小于 ４ ｋ ｎ 的隧道横 向和高程 ｉ 贯通误差限值可 以分别设定为 ｌ Ｏ Ｏ ｍｍ和 ５ ０ ｍ ｍ 。由极限误差等于 ２ 倍 中误差， 则得到横向中误差为 ± ５ ０ ａ ｒ ｍ， 高程贯通 中误差为 ± ２ ５ ａｍ ｒ 。 我们知道，隧道贯通测量包括地面控制测量 、联系测量和地下控制测 严格按照《 城市轨道交通工程测量规范｝ Ｇ Ｂ ５ ０ ３ ０ ８ — ２ ０ ０ ８ 进行作业 。 量， 因此 ， 横向贯通误差主要受上述三项测量误差影响 ， 假设各项测量 平面测量采用经鉴定合格并在有效期 内的徕 卡 Ｔ Ｃ Ｒ １ ２ ０ １ 全站仪 误差对 贯 通的影 响相 互独立 ， 则有 ： （ １ ” ２ ＋ ２ ｐ ｐ ｍ） 及配套 的精密对点器进行 ； 高程检测使用经鉴定合格并
・
２ ４ ０ ・
工 程 科 技
隧道贯通误差预计分析
鲁 纯
（ 辽宁省 交通 高等专科学校 ， 辽 宁 沈阳 １ １ ０ 差的限值（ 级 限误 差） 是一 个至 关重要 的课题 ， 为 了确保地 下隧道可 以顺利贯 通 ， 应 首先确定 出各项 误差的限值 。文 中阐述 了贯通误差的种类及 各种误 差的预计及测量方法 ， 提 出了用公式计算 出隧道贯通误差 ， 结合 工程 实例并对照《 铁路 测量技术规则》 的要 求进行 比较 ， 说 明公式运用合理。