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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)。
隧道贯通测量中的误差预计
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：隧道贯通; 测量; 误差预计
导言
误差在任何工程建筑项目测量过程中是无法避免的，隧道误差也不例外。
在实际测量过
程中，施工人员往往因为加快项目进度，缩短工程施工期限和改善隧道工作的环境，以隧道
两端的开切口为施工起点，从隧道两端同时进行施工。
为了确保隧道在贯通方向与贯通点的
误差符合规定要求，在实际施工中，隧道贯通测量的误差预计十分重要。
1 贯通测量误差预计技术简要概述
贯通测量误差预计，指的是以早期明确的测量方案为基准，同时结合具体的测量技术，
借助最小二乘准则及误差传播定量，进一步将贯通精度估算出来。
本文论述主要预计的是贯
通实际偏差的最大误差，而非具体偏差值。
误差预计拥有概率方面的价值作用，其主要目的
是使既定的测量方案更加完善，从而进一步选择更加合理、科学的策略，以此为全面掌握贯
通过程奠定基础。
总而言之，由于贯通测量误差预计具备多方面的特点及优势，因此其可在
隧道测量中推广及应用。
2误差预计的重要性
施工中，隧道工程贯通相遇点(K点)在水平面内的左右偏差和竖直面内的上下的偏差是影
响贯通质量的最重要的两个因素。
因测量中的误差是不可避免的，所以加强贯通测量误差控
制是极其重要的工作。
误差预计工作是通过对贯通精度进行估算，达到优化测量方案，验证
测量方法是否可靠，最终确定贯通测量组织设计书的目的。
3误差预计方法
根据最终确定的测量方案及方法，根据最小二乘原理和误差传播定律，对贯通误差进行
预计。
贯通测量的最大误差应在允许的范围内，过大的测量误差则会使测量严重失准，造成
贯通效果差，严重的可以导致质量事故的发生，造成一系列经济损失；而测量精度过高则会
使投资过大，造成不必要的资源浪费，因此，对贯通测量误差进行预计具有重要的意义。
贯
通测量预计可以采用如下方法进行：
（1）在贯通测量前，要充分掌握隧道相关地质资料，尽早建立地面测量控制网，对取得
的相关资料的准确性和精度进行复测，为贯通测量做好充足的准备工作。
（2）测量控制平面图中要绘出贯通测量过程中涉及的相关洞内外测量的控制点、导线点、水准点等，对测量设计平面图的绘制要有科学准确的态度。
（3）通过相关地质资料及测量控制平面图确定测量方案，结合施工过程中所采用的仪器
设备和规定允许限差要求，最终确定测量方法。
（4）贯通测量过程中要及时调整中腰线，以保证测量的准确性，最终隧道贯通后要计算
实际偏差值，计算各项闭合差，分析测量的实际精度，并做相应的记录。
4隧道贯通测量中的误差预计
4.1隧道贯通测量限差
一般情况下，隧道结合处的偏差值，可能会出现在以下几方面：(1)横向误差。
即是隧道
水平面内垂直于隧道中线的误差。
(2)高程误差。
即是隧道竖直面内垂直于隧道腰线的误差。
(3)纵向误差。
即是隧道水平面内沿着隧道中线方向产生的误差。
按照《新建铁路工程测量规范》具体标准指出，隧道贯通测量限差为：隧道横向贯通的误差低于100mm，高程贯通误差低于50mm，由于现场实测的资料较少，因此必须根据《新建铁路工程测量规范》具体要求，来确定隧道测量方案。
例如在现场测量过程中，按照《新建铁路工程测量规范》要求，进行
平面控制测量时，使用五等导线对隧道外部进行测量，测角精度为4"，边长对中误差为
1/20000。
隧道内部测角精度为4"，边长对中误差为1/10000。
隧道高程控制测量过程中，隧
道洞外、洞内均使用五等精度要求进行测量。
4.2贯通测量的误差来源
(1)光电测距误差。
一般情况下，光电测距仪的测量误差使用固定误差A(即是测量误差和
隧道边长相关的随机性偶然误差)与比例误差B(即是测量误差和隧道边长大小成比例的随机性偶然误差)。
故计算公式为：MD=±(A+BD)。
(2)水平角测量误差。
隧道洞内测角与地面测角的
测量方式相同，测量误差的影响具体体现在以下几方面：①仪器设备的预计误差。
主要包括
视轴、竖轴倾斜和水平轴倾斜等测量误差等;②测角误差。
主要包括测角方法、瞄准和读数
等预计误差等;③觇标对中误差与仪器设备对中误差。
(3)隧道高程测量误差。
在隧道贯通测
量过程中，引起隧道洞内水准测量误差的因素主要包括以下几方面：①工作人员操作不当与
外部因素的影响;②水准仪望远镜瞄准误差;③其他测量仪器设备引起的误差;④气泡居中在
水准管内部引起的误差。
4.3贯通测量误差参数的确认
(1)需要确定的误差参数。
由于隧道现场测量的资料不齐全，因
此所需要确定的测量参数都是按照测规和仪器标称精度要求来确认。
例如隧道洞外按照
五等导线进行测量，测角精度为m±4"，按照仪器内常数计算，隧道地面光电测距两次独立测距的精度为a=0.00054;b=0.000055。
按照测规每公里偶然中误差对隧道洞外高程误差进行测量，精度为M⊿=7.5mm。
隧道洞内与隧道洞外的测量方式相同，测量结果为
a=0.00054;b=0.000055;M⊿=7.5mm。
(2)误差预计图的绘制。
由于隧道进出口使用相向挖掘贯通，因此在隧道合适位置设置隧道贯通相遇点P，P点是圆曲线上的一个基点，基点切线方
向设定在y轴，法线方向设置在x轴。
(3)测量误差的预计。
在隧道地面导线测量误差中，对
于x方向上的P点误差预计，由于测角与量边的精度要求不同，必须严格根据相应精度要求
进行测量。
(4)隧道贯通相遇点P在高程上的误差预计。
隧道洞外高程测量的预计误差必须小
于预计误差。
隧道实际贯通没有大于隧道贯通的限定值，则测量方案可行。
4.4测量结果
在实际贯通测量的过程中，经过业内大量测试后能满足要求。
表明隧道贯通测量方案设
计的优化与误差预计是一项重要的工作，测量工作人员在实际测量中应做好误差预计工作，
不能过于注重测量高精度而盲目增加测量工作量，从而保证隧道贯通测量满足精度要求。
4.5贯通测量误差分析
贯通测量后要进行精度分析，主要是将实际误差和预计误差进行对比分析，误差分析主
要包括平面测量误差分析、高程测量误差分析和中腰线测量误差分析。
对贯通测量结果进行
误差分析，一方面对进行的测量工作进行相应的评定检测，另一方面可以丰富测量实践工作，形成隧道测量数据库，为隧道今后的测量提供参考依据。
（1）水平方向上测量误差的分析，地面控制测量可以采用GPS控制网，洞内平面测量沿隧道布置测量导线，最后验算闭合导线终点的误差。
（2）竖直方向上测量误差的分析可按水准测量和三角高程测量误差公式分别计算，最后
求得其累计总和，洞内高程误差来源主要可分为地面向洞内导入高程误差和洞内三角高程的
测量误差，洞内两次独立导入高程误差不得超过相应规范要求。
（3）中腰线测量误差分析，按照规范规定，隧道贯通后应在贯通处进行测量误差的分析，将施测导线连接起来计算闭合差。
4.6加强检核
贯通测量工作中，应尽可能的增加独立的检核条件，杜绝粗差;测量、计算宜由两人分别
进行或采取不同的方法、不同的计算工具等，对完成的测量和计算工作，均应有客观的检查。
4.7保证隧道贯通所采取的措施
贯通测量是一件要求很认真的工作，需要投入大量的财力和物力，在测量计算时，一定
要对所有已知点起算数据进行检核和核对，数据无误后方可使用，内业计算时已知数据不能
抄错，各项测量成果资料都要有独立的检核条件，对施测成果应及时进行精度分析，对不合
格的成果资料必须补测重测，采取提高精度的相应措施。
5贯通测量期间基本注意事项分析
在贯通测量过程中，需注意一些基本事项，这样才能够使贯通测量误差预计的应用效果
得到有效体现，具体需注意的事项包括：①对原始资料进行认真且详细地检查，确保抄录起
算数据的精准无误;②对点位进行详细且认真地核对，以此使找错测点的情况得到有效避
免;③基于风力大的情况下对中，需使用到挡风板进行挡风处理，以此使误差得到有效降
低;④严格使用仪器，按照仪器使用规范、标准进行使用，并确保技术落实到位.
结语
贯通测量是隧道顺利贯通的重要保障，因此工程技术人员要保持严谨的工作态度，贯通
测量必须满足生产技术要求，精确贯通可以带来良好的经济和安全效益。
贯通测量所提供的
原始资料要准确，在贯通测量前一定要进行资料的核准验算，对所使用的相关控制网、坐标、高程、中腰线等要确定其测量的精度后方可使用。
贯通测量必须符合规定的精度要求。
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