水利水電中隧洞施工測(cè)量誤差控制淺析

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［摘要］本文以水利水電工程為主要內(nèi)容，針對(duì)隧洞施工中所發(fā)生的測(cè)量誤差問(wèn)題加以分析，并提出具有針對(duì)性的控制措施。由于不同的施工區(qū)域所對(duì)應(yīng)的測(cè)量需求存在著差異性，在進(jìn)行測(cè)量時(shí)所要遵循的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)發(fā)生一定程度的改變，高精度、低誤差，會(huì)使得整個(gè)水利水電工程隧洞施工質(zhì)量得到有效提升，成本支出得到有效管控的同時(shí)，還能夠?qū)罄m(xù)工作產(chǎn)生積極有效的促進(jìn)作用。因此，施工單位在開展水利水電工程建設(shè)時(shí)，更要加強(qiáng)對(duì)這方面的重視程度，提高測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性與可靠性，從而來(lái)確保隧洞施工質(zhì)量能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

［關(guān)鍵詞］水利水電工程；隧洞施工；測(cè)量誤差；控制措施

由于水利水電工程本身具有較為廣泛的應(yīng)用特性，倘若施工單位在開展工程施工時(shí)缺乏對(duì)這方面的重視程度，很容易會(huì)使得整個(gè)工程質(zhì)量大幅度下降，后續(xù)的工作也會(huì)因此受到較為不利的影響。為了避免類似的情況出現(xiàn)，施工單位在開展工程測(cè)量時(shí)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)信息技術(shù)的應(yīng)用，通過(guò)合理的手段進(jìn)行測(cè)量方式的調(diào)整，提高計(jì)量精度，縮短施工時(shí)間，同時(shí)還能確保隧道工程的施工質(zhì)量得到有效提升。比如說(shuō)，施工單位可以通過(guò)對(duì)導(dǎo)線的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架來(lái)提高隧洞結(jié)構(gòu)的通信能力，降低外界因素的干擾，強(qiáng)化測(cè)量需求，這樣不但能夠滿足貫通精度的各方面需求，同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測(cè)量誤差的管控。

1水利水電工程隧洞施工中的控制測(cè)量

對(duì)于施工單位來(lái)講，之所以開展隧洞施工測(cè)量，其根本目的便是對(duì)開挖工作精準(zhǔn)性進(jìn)行調(diào)整，強(qiáng)化連接工作的穩(wěn)定性與安全性，從而確保整個(gè)隧洞工程能夠順利開展。但是就目前來(lái)看，施工單位往往會(huì)面臨開挖洞口很難有效連通的情況，因此，施工單位在開展隧洞施工時(shí)，便要提高對(duì)中間布控點(diǎn)的重視程度，依照實(shí)際情況完成控制測(cè)量的調(diào)整力度，從而來(lái)確保有序的高程控制作業(yè)能夠順利開展[1]。比如說(shuō)，施工人員會(huì)選用全站儀來(lái)針對(duì)三維導(dǎo)線開展高效測(cè)量工作，依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行GPS定位技術(shù)的應(yīng)用，以此來(lái)確保平面控制測(cè)量精度能夠得到有效提升。對(duì)于施工單位來(lái)講，在開展互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)時(shí)，需要對(duì)導(dǎo)線與通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行強(qiáng)化處理，從而降低信息誤差，提高數(shù)據(jù)計(jì)算的可靠性與精準(zhǔn)性，并對(duì)貫通誤差設(shè)計(jì)進(jìn)行合理地控制，這樣不但能夠有效提高施工效率，同時(shí)還能確保整個(gè)工程質(zhì)量不會(huì)受到影響[2]。

1.1隧洞口掘進(jìn)方向的標(biāo)定

對(duì)于水利工程隧洞施工來(lái)講，掘進(jìn)方向的標(biāo)定是極為重要的，同時(shí)也是開展相關(guān)工程的基礎(chǔ)所在，在進(jìn)行有關(guān)隧洞測(cè)量的過(guò)程中，之所以會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的誤差現(xiàn)象，一大原因便是施工人員并沒(méi)有依照實(shí)際情況進(jìn)行隧道中線的調(diào)整，使得中線所對(duì)應(yīng)的方向不具備可行性。為了避免類似的情況出現(xiàn)，相關(guān)人員在開展工程施工前，便要在洞口區(qū)域完成參考點(diǎn)的設(shè)立，并依照施工要求以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行中線的方向標(biāo)注，這對(duì)于后續(xù)的掘進(jìn)工作也會(huì)產(chǎn)生極為重要的促進(jìn)作用。在這一過(guò)程中，施工單位應(yīng)當(dāng)對(duì)所要選用的參考點(diǎn)進(jìn)行質(zhì)量的判定，當(dāng)參考點(diǎn)會(huì)對(duì)施工產(chǎn)生較大影響時(shí)，便失去了其本身該起到的作用，因而，參考點(diǎn)的選擇一定要對(duì)整個(gè)工程影響較小，這樣即便是進(jìn)行檢查與恢復(fù)也能順利完成，進(jìn)而來(lái)確保水利工程隧洞施工質(zhì)量能夠滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[3]。

1.2洞內(nèi)腰線與中線的測(cè)定工作

對(duì)于施工單位而言，在開展水利工程隧洞施工時(shí)，也要對(duì)洞內(nèi)腰線與中線的管控，明確位置分布情況，并選用具有針對(duì)性的參考點(diǎn)，以此來(lái)為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。在這一過(guò)程中，施工單位需要對(duì)整個(gè)工程內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)籌化管理，同時(shí)也是為了確保后續(xù)工作得以順利開展，在進(jìn)行中樁線的選擇時(shí)，最好示意隧洞的頂端為主，這樣能夠方便進(jìn)行保存與檢測(cè)，并且也不會(huì)對(duì)整個(gè)工程產(chǎn)生較為明顯的影響[4]。此外，在針對(duì)洞口結(jié)構(gòu)開展中樁線的調(diào)整與布設(shè)時(shí)，還要嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，循序漸進(jìn)來(lái)對(duì)其進(jìn)行引導(dǎo)，大多時(shí)候，有關(guān)中線里程樁的間距滿足20m的需求。此外，在開展腰線的設(shè)計(jì)與測(cè)定時(shí)，所遵循的間隔應(yīng)滿足10m的標(biāo)準(zhǔn)，依照隧洞的巖壁分布情況完成腰線的設(shè)立，這樣不但能夠有效提高隧洞橫截面的測(cè)定數(shù)值，同時(shí)還能夠滿足相應(yīng)的放樣需求，進(jìn)而來(lái)對(duì)腰線高程進(jìn)行管理[5]。不過(guò)，施工人員在開展隧洞縱斷面的設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要注意到坡度的變化走向，坡度發(fā)生數(shù)值上的變化，連帶著腰線本身的高程數(shù)值也會(huì)產(chǎn)生較為明顯的改變，倘若施工單位無(wú)法對(duì)其進(jìn)行精準(zhǔn)管控，很容易會(huì)導(dǎo)致后續(xù)工作無(wú)法順利開展。

1.3隧洞掘進(jìn)方向的指示工作

與其他工程類型相比，水利水電工程隧洞施工大多是處于昏暗的環(huán)境下，所以光線強(qiáng)度較低，很容易會(huì)對(duì)工程內(nèi)容產(chǎn)生不利影響。為了提高整個(gè)工程的施工效率，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，施工單位在開展標(biāo)定過(guò)程中，大多是以及激光儀為主，通過(guò)對(duì)該設(shè)備的應(yīng)用來(lái)完成腰線與中線方向的對(duì)應(yīng)工作[6]。在工程測(cè)量所用的裝置中，激光儀本身滿足主觀性的需求，在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)對(duì)于工作內(nèi)容的要求相對(duì)較低，不但能夠提高施工人員的工作效率，在精度上也能夠得到有效保障。通常情況下，在開展掘進(jìn)作業(yè)時(shí)，需要工作人員將激光儀進(jìn)行固定，并在掘進(jìn)機(jī)上方開展光電接收靶的應(yīng)用，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，相應(yīng)的推進(jìn)工作會(huì)使得光電接收靶自動(dòng)完成激光射線的接收，并通過(guò)自動(dòng)控制的方式來(lái)完成相關(guān)工作。倘若在這一過(guò)程中發(fā)生了較為明顯的數(shù)值偏差，則需要施工人員及時(shí)進(jìn)行掘進(jìn)方向的調(diào)整，提高整個(gè)工程的安全性與穩(wěn)定性，并且還能夠使得后續(xù)的工作得以順利開展[7]。

2隧洞施工控制測(cè)量規(guī)劃與誤差

就目前來(lái)看，有關(guān)隧道施工控制測(cè)量的規(guī)劃內(nèi)容大體可以分為兩部分，一部分是平面控制測(cè)量，另一部分則是以高程控制測(cè)量為主。由于不同的測(cè)量?jī)?nèi)容存在著較為明顯的差異性，工作重心不同，因而施工單位在開展隧洞施工控制測(cè)量時(shí)，所要選用的規(guī)劃工作也要滿足這一特性，詳細(xì)情況如下所示：

2.1平面控制測(cè)量規(guī)劃與誤差分析

在開展隧洞施工控制測(cè)量之前，施工單位先要明確分支導(dǎo)線的重要性，尤其是在進(jìn)行開挖作業(yè)以后，更要對(duì)該導(dǎo)線進(jìn)行工作內(nèi)容與流程的設(shè)計(jì)與調(diào)整，提高對(duì)估算誤差的管控力度，強(qiáng)調(diào)實(shí)測(cè)級(jí)別的影響，以此來(lái)確保后續(xù)工作能夠順利開展。倘若施工單位缺乏對(duì)這方面的重視程度，對(duì)于開挖規(guī)模的認(rèn)知存在問(wèn)題，精度控制管理不佳，很容易會(huì)使得后續(xù)的隧道施工無(wú)法順利開展[8]。為了實(shí)現(xiàn)平面控制測(cè)量的精準(zhǔn)管控，工作人員在開展設(shè)計(jì)工作之前，應(yīng)當(dāng)提高對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況的認(rèn)知，既要掌握施工表面的參數(shù)變化，同時(shí)也要確保平面設(shè)計(jì)的可靠性與合理性。而在進(jìn)行施工條件的控制階段，需要從視覺(jué)條件以及質(zhì)量這兩部分入手，結(jié)合工程需求完成橫截面的標(biāo)記，以此來(lái)降低因橫截面問(wèn)題所產(chǎn)生的坐標(biāo)誤差問(wèn)題，為后續(xù)工作奠定良好的基礎(chǔ)。通常情況下，為了確保整個(gè)貫通誤差得以有效提升，施工單位還要提高對(duì)導(dǎo)線測(cè)量的管控力度，明確長(zhǎng)度的參數(shù)，這樣不但能夠有效提高貫通的測(cè)量精度，同時(shí)還能夠滿足施工單位的經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要[9]。從某一角度來(lái)看，有關(guān)貫通誤差的應(yīng)用需要遵循相應(yīng)的傳播原理，無(wú)論是導(dǎo)線的偏轉(zhuǎn)角度亦或者是邊，都會(huì)滿足獨(dú)立性的要求，這就使得在開展有關(guān)水利工程隧洞施工測(cè)量誤差分析時(shí)，施工單位能夠從測(cè)量角以及測(cè)量邊開展相關(guān)工作，以此來(lái)完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)收集任務(wù)。

2.2高程控制測(cè)量規(guī)劃與誤差

與水平貫通誤差相比，垂直貫通誤差的存在同樣也會(huì)使得整個(gè)工程的可靠性與安全性大幅度下降，為了避免類似的情況出現(xiàn)，施工單位在開展隧道高程設(shè)計(jì)與管理的過(guò)程中，需要增強(qiáng)對(duì)有關(guān)測(cè)量精度的重視，明確高程控制測(cè)量規(guī)劃表述，加強(qiáng)誤差管控力度，以此來(lái)確保后續(xù)工作能夠順利開展。一般來(lái)講，豎向貫通所發(fā)生的誤差數(shù)值會(huì)對(duì)高程控制測(cè)量產(chǎn)生較為明顯的影響，數(shù)值越大，相應(yīng)的誤差級(jí)別也就越高，整個(gè)工程的質(zhì)量也就會(huì)因此受到不利影響[10]。正常狀態(tài)下，有關(guān)垂直測(cè)量的誤差數(shù)值共分為水準(zhǔn)測(cè)量以及三角高程兩種，這兩種都會(huì)使得垂直測(cè)量發(fā)生數(shù)值上的偏差，為了避免類似的情況出現(xiàn)，則需要相關(guān)人員進(jìn)行公式計(jì)算，從而來(lái)完成數(shù)值上的判定工作。在這一過(guò)程中，自然會(huì)涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)信息化手段輸入固定公式，從而來(lái)完成千米段下的偶然中誤差，并將其與我國(guó)隧道測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比與分析，以此來(lái)確保后續(xù)工作得以順利開展。大多時(shí)候，所涉及的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值都應(yīng)高于計(jì)算值，倘若比例相反，則需要施工單位進(jìn)行重新計(jì)算，并尋找誘發(fā)問(wèn)題出現(xiàn)的原因，從而來(lái)確保水利工程隧洞施工能夠順利開展。

2.3標(biāo)記掘進(jìn)方向

通常情況下，施工單位在對(duì)水利水電工程隧道工程開展測(cè)量工作中，為了確保橫向誤差數(shù)值得到有效保障，則需要以隧道中線為主要工作內(nèi)容，增強(qiáng)測(cè)量精度的管控，以此來(lái)確保后續(xù)工作能夠順利開展。在這一過(guò)程中，施工單位要明確所涉及的驅(qū)動(dòng)方向，并依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完成內(nèi)容上的部署與設(shè)計(jì)，增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)孔的固定點(diǎn)優(yōu)化與升級(jí)，強(qiáng)調(diào)中間相所在方向?qū)φ麄€(gè)工程的影響力，并以此為基礎(chǔ)開展相應(yīng)的挖掘工作，這樣不但能夠有效提高隧道的穩(wěn)定性，同時(shí)還能夠避免出現(xiàn)較為嚴(yán)重的工程事故[11]。同時(shí)，在進(jìn)行隧道內(nèi)容的測(cè)量與管理中，可以依照實(shí)際情況進(jìn)行驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的設(shè)立，增強(qiáng)控制點(diǎn)的控制強(qiáng)度，以此來(lái)滿足施工單位的工程建設(shè)需要。

3隧洞洞內(nèi)控制測(cè)量的具體流程

3.1選取儀器設(shè)備

在有關(guān)儀器設(shè)備的選擇過(guò)程中，施工單位應(yīng)當(dāng)對(duì)所要選用的裝置進(jìn)行詳細(xì)審核，詳細(xì)情況如下所示。（1）在測(cè)距精度上，所選用的儀器設(shè)備應(yīng)當(dāng)?shù)陀?mm+2×10-6D的標(biāo)準(zhǔn)，而在水準(zhǔn)儀上，則要依照實(shí)際情況進(jìn)行精度上的控制，使其操控精度能夠滿足±1mm/km以上的標(biāo)準(zhǔn)，在測(cè)量角度的精度管控上也要達(dá)到±1°的標(biāo)準(zhǔn)。（2）對(duì)于施工單位來(lái)講，想要確保隧洞洞內(nèi)控制測(cè)量工作能夠順利開展，在完成篩選與采購(gòu)工作后，還要交給專業(yè)鑒定機(jī)構(gòu)，獲得相應(yīng)的合格證書后才能夠進(jìn)行正常使用，倘若設(shè)備存在問(wèn)題，則需要及時(shí)進(jìn)行處理，以此來(lái)滿足施工單位自身的經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要[12]。

3.2掘進(jìn)工程

（1）駕駛方向。由于整個(gè)隧道工程所涉及的工作面相對(duì)較小，所能夠產(chǎn)生的光線強(qiáng)度相對(duì)較弱，因而在進(jìn)行開挖工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)選用激光設(shè)備來(lái)完成相應(yīng)的引導(dǎo)任務(wù)。由于激光設(shè)備本身的直觀性較強(qiáng)，不會(huì)對(duì)其他設(shè)備性能產(chǎn)生較為不利的影響，并且在操作上較為簡(jiǎn)單，通過(guò)對(duì)該設(shè)備的應(yīng)用能夠有效提高驅(qū)動(dòng)設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量。倘若掘進(jìn)機(jī)的前進(jìn)方向無(wú)法達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)，則需要施工人員對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行方向的調(diào)整，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)度的精準(zhǔn)把控。（2）隧道測(cè)量。一般來(lái)講，施工單位在對(duì)隧道開展測(cè)量工作時(shí)，往往需要對(duì)溫度條件加以明確，在晴天狀態(tài)下開展相關(guān)工作，同時(shí)還要依照時(shí)間的差別來(lái)完成不同方位的測(cè)量與記錄。在這一過(guò)程中，施工人員可以選用方向觀測(cè)法，通過(guò)整個(gè)工程的施工內(nèi)容來(lái)完成有關(guān)垂直角度的測(cè)量工作，整個(gè)過(guò)程會(huì)進(jìn)行4次以上的重復(fù)，而在測(cè)距方面則要達(dá)到6次，這樣不但能夠有效提高數(shù)據(jù)的可靠性與穩(wěn)定性，同時(shí)還能夠?qū)罄m(xù)工作產(chǎn)生積極有效的促進(jìn)作用，對(duì)于我國(guó)整個(gè)工程質(zhì)量是極為重要的。

3.3提高貫通準(zhǔn)確度的措施

（1）為了確保貫通精準(zhǔn)度能夠得到有效提升，施工單位在進(jìn)行科學(xué)化管理中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)不同點(diǎn)坐標(biāo)的管控力度，依照實(shí)際情況開展投影內(nèi)容的計(jì)算與調(diào)整，以此來(lái)滿足施工單位的隧洞測(cè)量誤差管控標(biāo)準(zhǔn)。（2）在開展測(cè)量工作時(shí)，施工人員需要嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并提高對(duì)設(shè)備的管控力度，明確指數(shù)分布情況，強(qiáng)調(diào)規(guī)范性的重要性，比如說(shuō)，在進(jìn)行棱鏡基座的安裝過(guò)程中需要依照測(cè)量要求進(jìn)行擺放，相關(guān)的測(cè)量設(shè)備也要以三聯(lián)腳架法進(jìn)行內(nèi)容上的調(diào)整，從而來(lái)確保數(shù)據(jù)精度質(zhì)量能夠達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

4結(jié)論

綜上所述，在隧道控制測(cè)量施工中，專業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)完成工作。同時(shí)，根據(jù)工程要求，實(shí)施了施工方案，理論與實(shí)踐相結(jié)合。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程完成精度控制，減少控制測(cè)量誤差，保證工程施工質(zhì)量。

作者:沈文海 單位:甘肅省水利水電工程局有限責(zé)任公司