隧道洞内导线测量精度的影响因素和防范对策分析

防范对策分析梁旺(中铁第四勘察设计院集团有限公司，武汉430063 )［摘 要］隧道的工程建设需要较长的周期，同时还需要保障较高的施工精准程度，而高精度的精密导线控制网，可以有效 地提升保障施工整体质量。构建隧道洞内的精密平面导线控制网，在具体的测量实施过程中，由于隧道洞内的整体环境较为复 杂，产生了较多对导线测量精度不利影响的因素。基于此，针对隧道洞内导线测量过程中测量精度造成影响的相关因素进行分析， 针对性地提出相应解决措施，提出合理性建议。［关键词］隧道洞内导线；测量精度；影响防范［中图分类号］TU74 ； U456 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-523X (2019) 19-0120-02Analysis of Influencing Factors and Preventive Measures for

Measuring Accuracy of Traverse in TunnelLiang Wang［Abstract ］ The construction of tunnel needs a long period, and at the same time, it needs to ensure a high degree of construction accuracy. The high-precision traverse control network can effectively improve the overall quality of construction. The construction of precise plane traverse control network in tunnels has resulted in many unfavorable factors for the accuracy of traverse measurement due to the complex overall environment in tunnels. Based on this, this paper analyses the relevant factors that affect the measurement accuracy of traverse in tunnel, puts forward corresponding solutions and reasonable suggestions.［Keywords ］ traverse in tunnel ； measurement accuracy ； impact prevention1导线测量实例本人负责参与的某铁路工程隧道建设，该隧道工程的是 长度超出5km的隧道群，由两座隧道组成，隧道洞内导线布 设成双侧成对布设交叉全导线网(图1),按TB 10101—2018«铁 路工程测量规范》三等导线测量的要求施测。从而加重了洞内的粉末水汽。第二座隧道洞内的整体观测性 较好，隧道整体贯通也已经完成，通风情况较好，不存在较 重的粉末水汽出现。经过针对相关数据计算，发展两座隧道 的相关指标洞内导线测量精度超限发生的测站，超限值正负 号出现频次基本是对等的，超限不存在一定的规律性，大小 是不对等不均匀。表1隧道洞内CP II导线的闭合环超限统计情况序导线环 号序号1导线环组成点图1双侧成对布点交叉全导线网角度闭 角度 边长闭

合差/限差/合差/是否合格mm(”)(”)6711111I3-112I1-111I4-111I1111I3-112I2-111I4-111I1-8.57-9.21-7.7114.95±7.20±7.20±7.20±7.20±7.20±7.20±7.20±7.20±7.20±7.2020.9219.4816.8415.8217.06角度超限角度超限角度超限第一座隧道的长度为5.08km,全部位于直线上，该隧道

洞内布设了 11对的导线点。完成隧道导线外业测量后，经数 据处理，方位角闭合差为42.83\超出了限差数值12.98\"；北 坐标x的闭合差35.55mm,东坐标y的闭合差180.64mm,导 线全长相对闭合差1/27679,超出了限差1/55000的指标。该 隧道洞内导线的内四边形环角度闭合差与全长相对闭合差， 超限具体情况见表1,闭合环总共有21个，其中10导线环角 度闭合差超限。第二座隧道的长度达到了 6km,位于直线和曲线上，其 中曲线占据了全路线的总长33%,如图1所示的布设形式完成 施测。完成隧道导线外业测量后，经数据处理，发现部分的角 度闭合差，发生了严重的超限情况。通过对上述情况中的起 算基准因素、测量仪器因素以及人员操作因素进行排除，从 而经由4种补测数据，相关的数据分析情况可发现在第一座隧 道的洞内整体观测条件相对较差，存在较大的施工干扰因素，23112I3-112I6-112I4-112I1113I1-113I4-113I2-112I5451516171819角度超限角度超限角度超限113I3-114I1-113I4-113I1113I3-114I2-113I4-113I1-13.09-17.376729.2833.2732.282.256.92114I1-114I3-114I2-113I3-16.9911411-11414-11412-11313-16.9811411-11414-11412-11313-12.4211414-11416-11511-114157.71均超限均超限角度超限角度超限892021102导向测量精准度误差影响因素收稿日期：2019-04-17作者简介：梁旺(1981—),男，广西贵港人，高级工程师，主要研究方

向为铁路测量。2.1仪器、测量操作及标志因素误差在本次隧道洞内的导线测量精度测量中所釆用的测量仪 器，是高精度的马达伺服驱动全站仪(宇鑫自动化三协伺服

驱动器)，测量的角度精度优于1\测距的精度优于± (2+lx

10\"Q) mm,在检定的有效期内，满足整体的测量精度设计需

• 120 •建筑技术开发Building Technology Development道路桥梁Roads and Bridges第46卷第19期2019年10月求。测量中的相关标志，是将主要的标志控制点，埋设于较 为稳固的地方，测量标志刻划清晰，埋设较为固定，不会出 现过于激烈的震动。导线测量实施过程，在进行测量工序之前， 仪器的相关操作人员，通过针对测量中所注意的事项进行专 业的培训。在测量的过程中,使用三脚架将木质脚架进行固定， 保证现场的测量操作满足相应的测量技术要求。2.2测量温度气压影响因素在对隧道洞内导线进行测量的过程中，隧道洞内温度和 气压对于全站仪测量距离存在较大的影响。通过现场测量以 及实测数据计算发现，现场整体的温度发生1 °C的变化，就会 对测量的距离值造成1/1000000的影响；现场测量的气压发生 1 kPa的变化，就会对测量的距离观测值造成2.8X10\"的影响。 在测量的过程中使用的温度计及气压计都是经过较为严格的 检验，并且完成了正确的输入。距离观测值随温度、气压变

测量环境相对较好，不存在施工的打扰情况，从基本上控制 了测量的精度。经过对上述研究中的表2相关数据分析以及 实际测量情况记录，发现相同的观测方向，角度超限的主要 原因是导线点距离隧道的洞壁以及电缆槽等建筑物距离较近， 平均距离在0.21-0.53m之间，导致在测量过程中全站仪观测 受到了水平旁折光的影响，致使超限情况出现。3隧道洞内导线测量精度的影响因素防范策略化的影响见表2、表3。表2温度变化对距离观测值影响温度rc气压/Pa湿度/RH%5810-60备注10161013.61013.61013.658582.17.817.5标准值2636641013.61013.61013.658585858-7.4-10.6-12.601013.6表3气压变化对距离观测值影响温度厂C气压/Pa1013.61013.61013.6湿度/RH%585810\"6备注10100-2.92.910105858993.5973.5953.55.711.316.9标准值10105858对于第一座隧道的洞内导线测量精度因素预防，应釆用 如下方法：通过在开展隧道洞内导线测量工作开展之前，加 大对于施工测量单位的相关沟通，对洞内的观测视线遮挡物 进行清除，包括电缆槽内积水及洞内杂物等；重视施工过程 中对洞内的排水工程的实施，通过借助鼓风机以及大面积的 清除洞内积水，从而有效地保证洞内观测环境的温湿度及粉 尘清除率；有效地避免施工对洞内导线测量干扰，有效合理 利用施工间隙，在保障洞内的观测条件的前提下实施洞内导 线的测量；釆用夜间进行洞内外平面联系测量等方式，保证 洞内外导线测量时外部环境条件基本一致。对于第二座隧道的测量，对洞内导线测量数据进行处理， 避免使用旁折光影响较大的导线测量数据；有效地利用交叉 导线来完成相应的计算，两条附和路线交叉形成导线网，其 整体水平角观测精度和距离观测精度因多余观测值的数据量 大，在导线全长范围内，有效提升了角度和距离闭合差的精度。 单导线的布设方式，使得每一个导线点有且仅有2个观测方 向，观测值冗余量量小，无法保障点位的绝对精度，因此在 长度较长的隧道内应谨慎采用。在实际的隧道洞内导线测量 中，如果使用双侧成对布点交叉双导线网进行测量，尤其是 对于曲线的地段测量，就会很大程度地受到导线边长的限制， 同侧的导线点距洞壁过近。为了有效地避免受旁折光的因素影响造成的误差，经过 分析发现需要对第二座隧道釆用如优化布设网形来完成重 新布网。经过重新布网之后的相关测量计算，四边形导线 环的测量精度符合了规范测量要求，导线的方位角闭合差 为-0.38\低于限差数值；北坐标x的闭合差-27.09mm,东 坐标y的闭合差62.83mm,导线全长相对闭合差为1/74523, 优于限差1/55000的指标，在此种情况下各项限差指标均满足 TB10601—2009《高速铁路工程测量规范》三等导线测量的技 术要求。4结束语通过针对两个铁路隧道洞内导线测量数据及试验展开分 析，要想保障洞内的导线测量精度，须从测量仪器、人员安排、 观测条件等多方面，特别是观测条件进行提前的安排和预防， 从而有效地保证隧道洞内导线测量的精度及质量。参考文献[1] 陈光金，付宏平，秦德生.铁路隧道洞内CP域导线测量与复测精度指 标合理性探讨[J]-铁道标准设计，2014 (4) : 65-69.[2] 郑雪峰.影响隧道洞内导线測量精度的因素分析[J],铁道勘察，2016, 42 (2) s 6-8.[3] 周行泉.长大隧道洞内导线测量影响因素及导线网型改进方法研究[J], 北京测绘，2018 , 32 ( 4) I 458-461.[4] 张基智.沉管隧道贯通测量导线精度分析[D],成都：西南交通大学，2017.[5] 李慧.工程测量过程中精度的影响因素和控制探讨[J],科技创新导报， 2017 (15) : 64-65.2.3洞内的观测环境影响因素在对第一座隧道洞内的导线进行精度测量的过程中，洞 内的整体测量环境相对较差，包括水汽、粉尘和视线等因素, 在导线测量的过程中就受到了环境因素的较大程度影响。在 现场进行观测的过程中发现，导线测量时的角度超限情况发 生较多，整体的测量精度明显较差，由此经过分析发现包括 以下几点。(1) 隧道的洞内排水沟以及仰拱面存在积水，容易形成 水汽，洞内与洞外的温度、湿度存在较大差距，很大程度的 影响了电磁波的测距精度和测角精度，且误差不存在任何规 律性。(2) 在测量的过程中，洞内的设备车辆、人员、粉尘等 多种因素影响，造成测量视线干扰，电磁波发射反射受干扰, 导致精度受到了很大程度的影响。(3) 在测量过程中，仪器设备由于洞内的强光照射，从 而对于测量的角度及距离都造成了很大程度的影响，从而导 致导线测量单站精度较差，严重超限且缺乏规律性。[6] 张利刚.长大隧道洞内控制测量方法的研究[D],成都：西南交通大学，2016.[7] 寇晓航，连民杰.影响井下等级导线测量精度主要因素分析及测量方法 探讨[J].中国矿业，2009, 18 (3):95-9&(4) 测量过程中，观测的视线受到了存在较大障碍物的 阻挡，从而影响了整体的测量精度。在对第二座隧道洞内导向进行精度测量时，发现整体的

[8] 蒋德兴.隧道洞内控制测量方法及精度分析[J].技术与市场，2017, 24 (12) : 107-10&• 121 •