隧道贯通测量中的误差预计

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)。

浅谈TBM施工长大隧道贯通误差估算【摘要】：本文分别对控制测量、施工测量和竣工测量三个方面进行了介绍，并对贯通的精度要求做了说明，并对误差进行了说明和分析，最后对测点的安置原则和保护措施进行了阐述，为读者提供了一个完整的测量方案，对于类似的测量方案具有较好的参考价值。

【关键词】：引洮供水；测量方案一、控制测量（1）贯通精度要求本精度要求是参照青海省“引大济湟”工程对隧洞贯通误差的要求。

具体如下：①极限贯通误差：横向、纵向、竖向贯通误差分别为±500mm、±500mm、±120mm②贯通中误差：横向、纵向、竖向贯通中误差分别为±250mm、±250mm、±60mm（2）隧洞误差分析最关键的就是如何保证横向贯通误差的精度。

TBM从出口独头掘进近10公里到达竖井，这样如果在出口洞门处存在1秒的角度误差，就会在竖井处的贯通面造成0.048m的贯通中误差。

至于竖井～进口段，长度小于出口～竖井，精度相对来说起不到控制作用。

因此在此对进口～竖井段的横向贯通误差精度和整座隧洞的高程贯通精度进行估算，以确定洞内控制测量方案和注意事项。

（3）出口～竖井段横向贯通误差估算引水隧洞TBM独头开挖17.286KM，第一次贯通面位于通风竖井，第二次贯通面位于进口。

对于本隧道来说，对于提高横向贯通精度比较有利的一个条件是存在有通风竖井，可以利用竖井处的投点对于洞内导线进行改正，及时调整洞内导线进行改正，及时调整洞内掘进方向，防止方向传递误差积累并保证竖井到进口段TBM掘进段的贯通精度。

①洞外横向贯通中误差估计洞外横向贯通误差的估计值宜取63mm<150mm (洞外分配限值)。

②竖井联系测量误差估算竖井联系测量：在洞外GPS控制点上布设控制网，利用莱卡天顶天底仪向竖井投点，投点精度1/30000，竖井深度155.34m，计算可得投点误差约±5mm。

竖井段施工可以用陀螺仪定向检查，陀螺仪采用GP1-2A，其中全站仪SET3110,精度5”，3+1ppm，陀螺一测回20”。

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 。

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)。

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。

大广南高速公路湖北黄石至通山某标段东方山隧道贝通测量误差分析某集团有限公司大广南高速公路某合同段某年某月某日东方山隧道贯通测量误差分析1、说明由于测量过程中不可避免地带有误差，因此贯通实际上总是存在偏差的。

隧道贯通接合处的偏差可能发生在空间的三个方向中，即沿隧道中心线的长度偏差，垂直于隧道中心线的左右偏差（水平面内）和上下的偏差（竖直面内）。

第一种偏差只对贯通在距离上有影响，对隧道的质量没有影响，而后两种方向上的偏差对隧道质量有着直接影响，所以这后两种方向上的偏差又称为贯通重要方向的偏差。

贯通的容许偏差是针对重要方向而言的。

2、工程概述大广南高速公路东方山隧道位于鄂州市汀祖镇与黄石市下陆区东方山街道办。

隧道进口位于鄂州市汀祖镇上张村东方朔纪念馆北西侧山坡；隧道出口位于黄石市下陆区东方山街道办陆柏林村，设计为分离式隧道，大致由北东往南西向展布。

起终点对应里程桩号ZK165+303 〜ZK168+202 (YK165+308 〜YK168+239 )全长2899m(右幅2931m),进出口均采用削竹式洞门，整个隧道采用机械通风，电光照明。

3、选择贯通测量方案为了加快施工速度，改善通风状况及劳动条件，我们决定采用进、出口两个工作面相向掘进。

为了保证各掘进工作面沿着设计的方向掘进，使贯通后接合处的偏差不超过《工程测量规范》允许的限差要求，满足隧道贯通的精度，所以它的贯通测量的方案选择及误差预计都是必要的。

贯通测量方案和测量方法选用的是否合理，一方面要看它们在实地施测时是否切实可行，另一方面还要看贯通测量的精度是否能满足隧道贯通的设计容许偏差要求。

进行误差预计的目的就是帮助我们选择合理的测量方案和测量方法，做到隧道贯通心中有数，既不应由于精度不够而造成工程损失，也不盲目追求高的精度，而增加测量工作量，尤其对长大隧道的贯通有着十分重要的意义。

3. 1选择贯通测量方案：3. 1. 1工地调查收集资料，初步确定贯通测量方案。

论述隧道贯通测量中导线设计与误差预计作者：李树波来源：《科技视界》2016年第11期【摘要】随着经济和科学技术的发展，对道路的建设的要求也越来越高。

长大隧道作为道路建设的控制性工程之一，其贯通的水平在很大程度上代表了我国隧道的技术发展水平，而且贯通测量是测量学科内一项最综合性的测量工作，非常值得探讨、研究，也是对测量理论和知识方面的一次全面性的训练和培养。

【关键词】控制测量；贯通测量；导线测量1 隧道贯通当前现状测绘技术的发展，使得越来越多的先进仪器和方法应用于隧道贯通测量。

国家1：10000基本地形图为隧道选址提供了基础图件；遥感技术提供了多光谱影像，可对隐患地质构造和水文地质条件进行推断；光电测距仪，电子全站仪以及全球定位系统技术的应用，使隧道施工平面控制图的建立得到革命性的改变；电子计算机的普遍应用，使隧道控制网的优化设计和贯通误差变的十分简单。

目前世界最长的隧道为日本本州和北海道全长53.9公里的青函隧道。

迄今为止，我国最长的隧道为太行山隧道，其全长27.839公里。

随着时间的推移，一定会出现更长的隧道，且其更新的速度也会越来越快。

误差在测量过程中是不可避免的，隧道贯通中的主要误差为隧道贯通测量重要方向上的误差。

在实际施工中，通常因为提高工程进度、缩短工程期限以及改善隧道中的工作环境等，我们一般采用隧道两端的开切口为施工点，从隧道的两端同时进行开工。

为了保证隧道在贯通的方向和贯通点的的误差满足《工程测量规范》中的精度要求，所以在工程施工前，隧道贯通过程中测量设计方案及预计误差都是相当重要的。

此次举例来说明一下隧道贯通测量的导线设计和误差预计本次的贯通测量地面控制网为四等GPS控制网，采用边连式的方法进行，最长边长2360米，最短边长1300米，平均边长约1805.83m，隧道高6m，宽13m。

仪器的标称精度为±（1+lppm×D）mm。

（1）基线条件精度指标各等级GPS相邻点间弦长精度用下式表示：（2）最弱边相对中误差为：2 隧道导线测量方案的设计2.1 隧道内平面测量隧道平面测量包括井下施工导线测量、施工控制导线测量。

普通隧洞横向贯通误差预计方法初探摘要：隧洞横向贯通误差包括洞外和洞内控制测量误差两部分组成，列出了在顾及不同作业方案时隧洞洞内横向通误差预计的若干方法。

基于诸法的讨论为普通隧洞在不同条件下的洞内施测方案即隧洞内施工控制测量的布设网形、等级及施测方法提供客观依据。

关键词：横向贯通误差；控制测量；设计1引言隧洞建设工程在水利水电、交通、采矿等部门是不可缺少的重要的工程项目之一。

在隧洞施工中，由于地面控制测量、联系测量、细部放样等测量误差的存在，从而造成隧洞中线在贯通面不能很好的衔接，形成错开现象，根据错开现象将贯通误差分为三类：即错开矢量在线路中线方向的投影长度称为纵向贯通误差；在垂直于隧洞中线方向的投影长度称为横向贯通误差；在高程方面投影长度称高程贯通误差。

检验某隧洞是否合格，就要看以上三种误差是否符合其限差要求，各项限差为其中误差的 2 倍。

由于施工中线贯通误差由洞内导线测量精度来确定，所以隧洞施工测量误差和放样误差对隧洞贯通误差的影响可以忽略不计。

现对隧洞洞内横向贯通误差的若干预计方法列出并对之加以讨论。

从而为普通隧洞在不同条件下的施测方案即隧洞洞内施工控制测量的布设网形、等级及施测方法提供客观依据。

2用地面控制测量引起的横向中误差预计隧洞洞内横向贯通误差按《测量技术规则》规定，将地面控制测量误差作为影响隧洞贯通误差的一个独立因素，而将地下面两向开挖的隧道中线测量的误差令为影响隧洞贯通误差的另一个独立因素。

按误差传递的等影响原则分配，则隧洞洞内横向贯通误差为：(1)式中：m1——由地面控制测量所引起横向中误差。

3后视洞进点不变，逐点向前搬站进行隧洞控制测量时预计隧洞洞横向贯通误差法贯通面A1 23ii+1nB如上图，假设先在B 点（洞进点）随隧洞掘进程度测设出第1 点，然后在第1 点设站，后视B 点（洞进点）随隧洞掘进程度测设出第2 点。

如此方法测设至隧洞贯通面处第n 点，每次都以B 点（洞进点）为后视方向点、随隧洞工程掘进程度将隧洞洞内导线布设为等边直伸导线。

隧道内导线贯通误差估算隧道内导线贯通误差是指在施工过程中，由于各种因素导致导线的实际位置与设计位置存在偏差的情况。

它是一个非常重要的问题，因为误差的大小直接影响到隧道的施工质量和使用安全。

一、误差产生的原因1.测量设备精度：测量设备不准确、精度低会导致测量结果偏差。

因此，在进行测量前必须要对测量设备进行检查和校准，确保其精度符合要求。

2.施工工艺：施工工人在进行导线布置时，如果操作不准确，也会导致导线贯通误差的发生。

比如，导线张力的控制不当、支架高度的误差等。

3.地质条件：隧道施工过程中，地质条件的变化也会影响导线的贯通误差。

比如，地层的不均匀性、地质应力的变化等。

4.施工环境：施工现场的环境因素，比如温度、湿度、风力等也会对导线贯通误差产生影响。

特别是在高温、低温环境下，导线的热胀冷缩造成的误差较大。

二、误差的影响及防止方法1.误差的影响：导线贯通误差会导致隧道的安全系数降低，增加了隧道的施工风险和使用风险。

误差过大会导致导线断裂，从而对施工人员和行车造成威胁。

2.防止方法：为了减小导线贯通误差，要采取以下措施：（1）选择合适的测量设备，确保其精度符合要求。

对设备进行定期检查和校准，及时修复或更换损坏的设备。

（2）提高施工工人的技术水平，进行专业培训，加强对导线布置操作要求的培训，确保施工操作的准确性和规范性。

（3）在施工前要详细调查和分析地质条件，提前制定施工方案，并根据地质条件的变化及时调整方案，减小误差的发生。

（4）在施工现场要进行环境监测，及时掌握环境因素的变化，采取相应的防护措施，减少环境对导线贯通误差的影响。

三、误差的控制和监测手段1.控制手段：通过制定严格的施工规范和操作规程，明确导线布置的要求和限制条件，加强对施工人员的管理和监督，确保施工操作的准确性和规范性。

2.监测手段：在施工过程中，使用高精度的测量仪器对导线位置进行实时监测，及时发现偏差，并采取相应的调整措施。

同时，设置导线贯通误差的监测点，定期对导线位置进行复测，确保误差控制在合理范围内。

隧洞贯通误差估算和贯通误差的处理一、引水隧洞工程贯通测量误差的估算基础1.1 引水隧洞贯通测量精度要求的原则在实施隧洞开挖测量时遵循以下原则：在引水隧洞中不能因为贯通偏差过大而影响水流，或造成对建筑物的破坏性冲刷，或产生返工，增加工程量造成浪费，延误工期，影响使用；但也不能盲目地提高精度，从而造成测量工作中的人力、物力的浪费；或造成时间的拖延。

1.2隧洞贯通测量精度要求的指标隧洞施工测量主要精度指标（mm）1.3 隧洞施工控制网建立的目的引水隧洞工程施工开挖之前，需要建立高精度的平面施工控制网和高程施工控制网，用以在地面上确定隧洞端点之间的几何关系，并且使能通过入口在地下引领隧洞掘进的位置、高度和方向，以便相向开挖的两支隧洞能在限差范围内会合于予定的贯通点。

测量方法和测量精度必须与此限差范围相适应。

反过来也要检验由予定的测量误差所造成的贯通点处的偏差在建筑技术上是否允许。

1.4 建立施工控制网的原则①精度上要满足隧洞施工开挖横向贯通误差的要求，并能满足混凝土建筑物轮廓点放样的精度要求。

②控制网的范围须包括全线路各个工程项目，做到一网多用。

③尽可能将首级网点兼作定线网点（工作基点）之用，减少控制点数量。

④各控制点点位稳定且能长期保存。

⑤一定要在建筑物平面布置图上选点，使各控制点点位选在可作首期“三通一平”和土石剥离开挖工程之用，也可作二期砼工程及机电安装工程施工放样之用的地方。

⑥在数据处理上能将高斯平面上的水工建筑物设计长度、地面施工控制网边长和施工隧洞高程面上的长度，在不同高程面上互相进行换算。

1.5 引水隧洞洞内测量仪器的配置喜儿沟引水隧洞桩号0+000～3+200米段采用仪器为徕卡TCR402, 桩号3+200～8+288米段采用仪器为徕卡TCR702，仪器标称测角精度均为2＂；测距精度为2mm+2ppm.二、引水隧洞工程贯通测量误差的估算估算洞内导线测量误差对隧洞内横向贯通中误差的影响值，以西北院测绘大队的《白龙江喜儿沟水电站施工测量控制网技术总结报告》中数据的误差为基础，以中水十五局及五局的引水隧洞四等施工控制网的精度来计算洞内贯通测量精度。

长大隧道横向贯通误差预计方法分析发布时间：2022-09-01T02:07:08.855Z 来源：《中国科技信息》2022年第4月8期作者：王国博[导读] 本文介绍了长大隧道工程贯通误差的内涵和允许值，分析了横向贯通误差的估算方法，探讨了长大隧道的贯通精度预计数学模型和模拟计算方法王国博哈尔滨铁道职业技术学院黑龙江省哈尔滨市 150060摘要：本文介绍了长大隧道工程贯通误差的内涵和允许值，分析了横向贯通误差的估算方法，探讨了长大隧道的贯通精度预计数学模型和模拟计算方法，在一定程度上推动了隧道贯通误差预计方法的研究，从而对隧道贯通误差有效控制，保证隧道准确贯通,对长大隧道横向贯通误差控制具有一定的借鉴意义。

关键词：长大隧道贯通误差中误差随着我国交通事业的快速发展，隧道工程建设在交通基础设施所占的比重越来越大，隧道的长度也越来越长，对工程施工质量要求越来越高。

在隧道工程施工过程中，由于地下控制测量的难度，两个相向开挖的工作面的施工中线不能理想的衔接，而产生的贯通误差。

隧道贯通误差均是评估隧道施工建设质量的一个重要指标，如果超过一定的范围，就会引起隧道中线几何形状的改变，导致洞内建筑超出设计规定的界限，给工程造成损失。

隧道贯通误差主要包含横向贯通中误差、纵向贯通中误差和竖向贯通中误差，其中横向贯通中误差和竖向贯通中误差是影响隧道贯通精度的关键，纵向贯通中误差对隧道工程本身影响不大。

1.贯通误差的估算隧道长度大于2km时，应根据横向贯通中误差进行隧道平面控制测量设计，估算洞外控制测量产生的横向贯通误差影响值，并进行洞内控制测量设计。

相向开挖长度大于20km的隧道应进行专项平面控制设计。

针对贯通误差允许值《铁路工程测量规范》（TB10101-2018）对小于20km的隧道进行了明确规定，但对大于20km的隧道贯通误差未作明确规定。

2.长大隧道贯通误差预计方法 2.1导线法导线法是隧道洞内、外控制测量所引起隧道横向贯通误差的一种近似预计方法。