[摘要] 随着中、大型水利项目的开工，越来越多的长大水工隧洞被相继开挖，而测量工作是水工隧洞顺利贯通的重要保障。一起来学习下长隧洞贯通测量方法。
1.1隧洞贯通误差的来源
目前，隧洞洞外平面控制测量一般采用GNSS网取代传统的导线网及三角形网，洞内平面控制测量一般采用导线网或边角网;洞内、洞外高程控制测量，一般采用精密电子水准测量或光电测距三角高程测量进行。隧洞测量时，由于受地面、地下控制测量误差的影响，使得隧洞贯通面的中线与设计产生偏移，即产生贯通误差。隧洞的贯通误差包括横向、纵向及竖向三个方向的贯通误差。按来源环境又分为洞外贯通误差及洞内贯通误差。纵向和横向贯通误差主要由洞外GNSS网误差、联系测量误差及洞内导线测量误差引起。其中，纵向贯通误差主要由洞外的GNSS网测量及洞内的测距引起，对工程贯通影响不大，也能较好地控制，本文不做分析。竖向贯通误差主要由采用精密电子水准测量时水准仪的精度、大气折光等因素引起或采用三角高程测量时的照准误差、折光系数误差及地球曲率影响引起，由于水工隧洞的特殊性，如竖向误差超出限差，会引起水流变缓或出现倒坡，导致隧洞的过流及承压发生改变，甚至使隧洞不能顺利贯通。横向贯通误差主要由洞外GNSS网测量、联系测量及洞内导线测量引起，主要误差有测距误差、测角误差、垂线偏差、对中误差及旁折光误差。其中，测距误差对横向误差影响极小，测角误差和对中误差对横向误差影响较大，隧洞的主支洞高差较大时，垂线偏差对方位角有影响，而气象因素引起的旁折光对控制网的横向误差也有一定影响。
1.2隧洞贯通误差值得确定
一般情况，根据隧洞相向开挖长度(包括支洞长度)来确定横向、纵向及竖向相应的贯通中误差值的大小，最新的《水利水电施工测量规范》(SL52-2015)是国内首个对长度超过20km的隧洞贯通精度做出明确要求的规范，给出了相向开挖长度50km以下水利工程隧洞贯通容许误差值的分配。如相向开挖长度大于50km的隧道则需做专门技术设计。当在主斜洞内贯通时，纵向误差按横向误差值的大小确定，对于上下两端相向开挖的竖井，其极限误差值不超过±200mm。横向和纵向贯通容许极限误差取值相同，竖向贯通要求极其严格，极限误差值为横向及纵向贯通极限误差值的三分之一左右。进行隧道贯通测量设计时，一般取极限误差的二分之一作为贯通面上的贯通中误差。在《水利水电施工测量规范》(SL52-2015)中，根据隧洞相向开挖的长度，横向、竖向及纵向的贯通容许极限误差值和贯通测量中误差值按权函数法进行分配并做了适当的调整。地面、地下及贯通面的中误差分配值满足式(1)：M贯通面=±M2地面+M2地下如顾及联系测量时，则贯通面的中误差分配值满足式(2)：M贯通面=±M2地面+M2联系+M2地下
1.3减小贯通误差影响的方法
对于洞外GNSS网，通过优化控制点布设、采用双频三星接收机、进行星历预报、增加观测时段、增长观测时间和利用精密星历解算等措施，可大大减小洞外GNSS网对横向贯通误差的影响。水工隧洞断面一般较小，测量时要面临高温、高压、高湿度及多粉尘的影响，洞内平面控制只能布设成边长短而狭长的导线网，测量时可通过增加照明度、通风降尘、保持仪器干燥、严格规范操作、增加检核条件等方法减小贯通误差影响。操作仪器时，每站限差检核合格后再搬站。为增加检核条件，洞内平面控制网可布设为洞内交叉双导线网或自由测站边角交会网;布点时尽量避开洞壁侧边，减小旁折光的影响。联系测量时洞外高等级控制点至少有一点与洞内通视，高差不要相差太大，定向边应有足够的长度，以减小洞内横向贯通误差的影响。为避免施工的影响，洞口的控制点应布置在不受施工影响的位置，并埋设强制对中观测墩。洞内导线点分别埋设贯通用的基本导线点和放线用的施工导线点，基本导线的边长应尽量的长且近似相等，施工期间应定期检核基本控制点的精度。当隧洞单向开挖长度大于8km时，加测陀螺方位角能减小横向误差的影响。光电测距三角高程观测时，采用对向观测，能有效的消除球气差的影响;往返测选取气象条件相近的时段进行，能削弱大气折光的影响。
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