水利水电工程隧洞施工测量误差分析

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［摘要］本文以水利水电工程为主要内容，针对隧洞施工中所发生的测量误差问题加以分析，并提出具有针对性的控制措施。由于不同的施工区域所对应的测量需求存在着差异性，在进行测量时所要遵循的标准也会发生一定程度的改变，高精度、低误差，会使得整个水利水电工程隧洞施工质量得到有效提升，成本支出得到有效管控的同时，还能够对后续工作产生积极有效的促进作用。因此，施工单位在开展水利水电工程建设时，更要加强对这方面的重视程度，提高测量结果的精准性与可靠性，从而来确保隧洞施工质量能够达到相关标准。

［关键词］水利水电工程；隧洞施工；测量误差；控制措施

由于水利水电工程本身具有较为广泛的应用特性，倘若施工单位在开展工程施工时缺乏对这方面的重视程度，很容易会使得整个工程质量大幅度下降，后续的工作也会因此受到较为不利的影响。为了避免类似的情况出现，施工单位在开展工程测量时应当加强信息技术的应用，通过合理的手段进行测量方式的调整，提高计量精度，缩短施工时间，同时还能确保隧道工程的施工质量得到有效提升。比如说，施工单位可以通过对导线的网络构架来提高隧洞结构的通信能力，降低外界因素的干扰，强化测量需求，这样不但能够满足贯通精度的各方面需求，同时还能够实现对测量误差的管控。

1水利水电工程隧洞施工中的控制测量

对于施工单位来讲，之所以开展隧洞施工测量，其根本目的便是对开挖工作精准性进行调整，强化连接工作的稳定性与安全性，从而确保整个隧洞工程能够顺利开展。但是就目前来看，施工单位往往会面临开挖洞口很难有效连通的情况，因此，施工单位在开展隧洞施工时，便要提高对中间布控点的重视程度，依照实际情况完成控制测量的调整力度，从而来确保有序的高程控制作业能够顺利开展[1]。比如说，施工人员会选用全站仪来针对三维导线开展高效测量工作，依照相关标准来进行GPS定位技术的应用，以此来确保平面控制测量精度能够得到有效提升。对于施工单位来讲，在开展互联网技术时，需要对导线与通信网络进行强化处理，从而降低信息误差，提高数据计算的可靠性与精准性，并对贯通误差设计进行合理地控制，这样不但能够有效提高施工效率，同时还能确保整个工程质量不会受到影响[2]。

1.1隧洞口掘进方向的标定

对于水利工程隧洞施工来讲，掘进方向的标定是极为重要的，同时也是开展相关工程的基础所在，在进行有关隧洞测量的过程中，之所以会出现较为严重的误差现象，一大原因便是施工人员并没有依照实际情况进行隧道中线的调整，使得中线所对应的方向不具备可行性。为了避免类似的情况出现，相关人员在开展工程施工前，便要在洞口区域完成参考点的设立，并依照施工要求以及现场实际情况进行中线的方向标注，这对于后续的掘进工作也会产生极为重要的促进作用。在这一过程中，施工单位应当对所要选用的参考点进行质量的判定，当参考点会对施工产生较大影响时，便失去了其本身该起到的作用，因而，参考点的选择一定要对整个工程影响较小，这样即便是进行检查与恢复也能顺利完成，进而来确保水利工程隧洞施工质量能够满足相关标准[3]。

1.2洞内腰线与中线的测定工作

对于施工单位而言，在开展水利工程隧洞施工时，也要对洞内腰线与中线的管控，明确位置分布情况，并选用具有针对性的参考点，以此来为后续工作奠定良好的基础。在这一过程中，施工单位需要对整个工程内容进行统筹化管理，同时也是为了确保后续工作得以顺利开展，在进行中桩线的选择时，最好示意隧洞的顶端为主，这样能够方便进行保存与检测，并且也不会对整个工程产生较为明显的影响[4]。此外，在针对洞口结构开展中桩线的调整与布设时，还要严格遵循相关标准，循序渐进来对其进行引导，大多时候，有关中线里程桩的间距满足20m的需求。此外，在开展腰线的设计与测定时，所遵循的间隔应满足10m的标准，依照隧洞的岩壁分布情况完成腰线的设立，这样不但能够有效提高隧洞横截面的测定数值，同时还能够满足相应的放样需求，进而来对腰线高程进行管理[5]。不过，施工人员在开展隧洞纵断面的设计过程中，需要注意到坡度的变化走向，坡度发生数值上的变化，连带着腰线本身的高程数值也会产生较为明显的改变，倘若施工单位无法对其进行精准管控，很容易会导致后续工作无法顺利开展。

1.3隧洞掘进方向的指示工作

与其他工程类型相比，水利水电工程隧洞施工大多是处于昏暗的环境下，所以光线强度较低，很容易会对工程内容产生不利影响。为了提高整个工程的施工效率，降低施工风险，施工单位在开展标定过程中，大多是以及激光仪为主，通过对该设备的应用来完成腰线与中线方向的对应工作[6]。在工程测量所用的装置中，激光仪本身满足主观性的需求，在进行实际操作时对于工作内容的要求相对较低，不但能够提高施工人员的工作效率，在精度上也能够得到有效保障。通常情况下，在开展掘进作业时，需要工作人员将激光仪进行固定，并在掘进机上方开展光电接收靶的应用，当掘进机处于运行状态时，相应的推进工作会使得光电接收靶自动完成激光射线的接收，并通过自动控制的方式来完成相关工作。倘若在这一过程中发生了较为明显的数值偏差，则需要施工人员及时进行掘进方向的调整，提高整个工程的安全性与稳定性，并且还能够使得后续的工作得以顺利开展[7]。

2隧洞施工控制测量规划与误差

就目前来看，有关隧道施工控制测量的规划内容大体可以分为两部分，一部分是平面控制测量，另一部分则是以高程控制测量为主。由于不同的测量内容存在着较为明显的差异性，工作重心不同，因而施工单位在开展隧洞施工控制测量时，所要选用的规划工作也要满足这一特性，详细情况如下所示：

2.1平面控制测量规划与误差分析

在开展隧洞施工控制测量之前，施工单位先要明确分支导线的重要性，尤其是在进行开挖作业以后，更要对该导线进行工作内容与流程的设计与调整，提高对估算误差的管控力度，强调实测级别的影响，以此来确保后续工作能够顺利开展。倘若施工单位缺乏对这方面的重视程度，对于开挖规模的认知存在问题，精度控制管理不佳，很容易会使得后续的隧道施工无法顺利开展[8]。为了实现平面控制测量的精准管控，工作人员在开展设计工作之前，应当提高对现场情况的认知，既要掌握施工表面的参数变化，同时也要确保平面设计的可靠性与合理性。而在进行施工条件的控制阶段，需要从视觉条件以及质量这两部分入手，结合工程需求完成横截面的标记，以此来降低因横截面问题所产生的坐标误差问题，为后续工作奠定良好的基础。通常情况下，为了确保整个贯通误差得以有效提升，施工单位还要提高对导线测量的管控力度，明确长度的参数，这样不但能够有效提高贯通的测量精度，同时还能够满足施工单位的经济建设需要[9]。从某一角度来看，有关贯通误差的应用需要遵循相应的传播原理，无论是导线的偏转角度亦或者是边，都会满足独立性的要求，这就使得在开展有关水利工程隧洞施工测量误差分析时，施工单位能够从测量角以及测量边开展相关工作，以此来完成相应的数据收集任务。

2.2高程控制测量规划与误差

与水平贯通误差相比，垂直贯通误差的存在同样也会使得整个工程的可靠性与安全性大幅度下降，为了避免类似的情况出现，施工单位在开展隧道高程设计与管理的过程中，需要增强对有关测量精度的重视，明确高程控制测量规划表述，加强误差管控力度，以此来确保后续工作能够顺利开展。一般来讲，竖向贯通所发生的误差数值会对高程控制测量产生较为明显的影响，数值越大，相应的误差级别也就越高，整个工程的质量也就会因此受到不利影响[10]。正常状态下，有关垂直测量的误差数值共分为水准测量以及三角高程两种，这两种都会使得垂直测量发生数值上的偏差，为了避免类似的情况出现，则需要相关人员进行公式计算，从而来完成数值上的判定工作。在这一过程中，自然会涉及计算机系统，通过信息化手段输入固定公式，从而来完成千米段下的偶然中误差，并将其与我国隧道测量数据进行对比与分析，以此来确保后续工作得以顺利开展。大多时候，所涉及的标准数值都应高于计算值，倘若比例相反，则需要施工单位进行重新计算，并寻找诱发问题出现的原因，从而来确保水利工程隧洞施工能够顺利开展。

2.3标记掘进方向

通常情况下，施工单位在对水利水电工程隧道工程开展测量工作中，为了确保横向误差数值得到有效保障，则需要以隧道中线为主要工作内容，增强测量精度的管控，以此来确保后续工作能够顺利开展。在这一过程中，施工单位要明确所涉及的驱动方向，并依照相关标准完成内容上的部署与设计，增强标准孔的固定点优化与升级，强调中间相所在方向对整个工程的影响力，并以此为基础开展相应的挖掘工作，这样不但能够有效提高隧道的稳定性，同时还能够避免出现较为严重的工程事故[11]。同时，在进行隧道内容的测量与管理中，可以依照实际情况进行驱动点的设立，增强控制点的控制强度，以此来满足施工单位的工程建设需要。

3隧洞洞内控制测量的具体流程

3.1选取仪器设备

在有关仪器设备的选择过程中，施工单位应当对所要选用的装置进行详细审核，详细情况如下所示。（1）在测距精度上，所选用的仪器设备应当低于2mm+2×10-6D的标准，而在水准仪上，则要依照实际情况进行精度上的控制，使其操控精度能够满足±1mm/km以上的标准，在测量角度的精度管控上也要达到±1°的标准。（2）对于施工单位来讲，想要确保隧洞洞内控制测量工作能够顺利开展，在完成筛选与采购工作后，还要交给专业鉴定机构，获得相应的合格证书后才能够进行正常使用，倘若设备存在问题，则需要及时进行处理，以此来满足施工单位自身的经济建设需要[12]。

3.2掘进工程

（1）驾驶方向。由于整个隧道工程所涉及的工作面相对较小，所能够产生的光线强度相对较弱，因而在进行开挖工作时，应当选用激光设备来完成相应的引导任务。由于激光设备本身的直观性较强，不会对其他设备性能产生较为不利的影响，并且在操作上较为简单，通过对该设备的应用能够有效提高驱动设备的运行质量。倘若掘进机的前进方向无法达到预期标准，则需要施工人员对相关设备进行方向的调整，以此来实现对项目进度的精准把控。（2）隧道测量。一般来讲，施工单位在对隧道开展测量工作时，往往需要对温度条件加以明确，在晴天状态下开展相关工作，同时还要依照时间的差别来完成不同方位的测量与记录。在这一过程中，施工人员可以选用方向观测法，通过整个工程的施工内容来完成有关垂直角度的测量工作，整个过程会进行4次以上的重复，而在测距方面则要达到6次，这样不但能够有效提高数据的可靠性与稳定性，同时还能够对后续工作产生积极有效的促进作用，对于我国整个工程质量是极为重要的。

3.3提高贯通准确度的措施

（1）为了确保贯通精准度能够得到有效提升，施工单位在进行科学化管理中应当加强对不同点坐标的管控力度，依照实际情况开展投影内容的计算与调整，以此来满足施工单位的隧洞测量误差管控标准。（2）在开展测量工作时，施工人员需要严格遵守相关标准，并提高对设备的管控力度，明确指数分布情况，强调规范性的重要性，比如说，在进行棱镜基座的安装过程中需要依照测量要求进行摆放，相关的测量设备也要以三联脚架法进行内容上的调整，从而来确保数据精度质量能够达到预期标准。

4结论

综上所述，在隧道控制测量施工中，专业人员应严格按照相关行业标准完成工作。同时，根据工程要求，实施了施工方案，理论与实践相结合。通过标准化过程完成精度控制，减少控制测量误差，保证工程施工质量。

参考文献

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[8]李超.水利水电工程中隧洞施工测量的设计方法探讨[J].黑龙江科技信息，2017（11）：245.

[9]赵应书，徐永恩，张丽霞.水利水电工程中隧洞施工控制测量的误差[J].云南水力发电，2017，33（2）：70，120.

[10]张涛.水利水电工程施工控制网的技术特点及建立[J].陕西水利，2015（4）：112-113.

[11]张信.关于隧洞开挖施工测量的总结[J].农业科技与信息，2015（7）：115-116.

[12]江贵兴.关于隧洞施工测量的相关问题研究[J].甘肃农业，2014（12）：67-68.

作者：沈文海 单位：甘肃省水利水电工程局有限责任公司