隧道测量方法（二）

贯通误差及其对隧道贯通的影响

相向开挖的两条施工中线上，具有贯通面里程的中线点不重合，两点连线的空间线段称为贯通误差。

1、贯通误差的分类

贯通误差在水平面上的正射投影称为平面贯通误差；

在铅垂面上的正射投影称为高程贯通误差，简称高程误差。

平面贯通误差在水平面内可分解为两个分量：

（1）与贯通面平行的分量，称为横向贯通误差，简称横向误差；

（2）与贯通面垂直的分量，称为纵向贯通误差，简称纵向误差。

2、贯通误差对隧道贯通的影响

纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计坡度。 

横向误差影响线路方向，如果超过一定的范围，就会引起隧道几何形状的改变，甚至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除重建，既给工程造成重大经济损失又延误了工期。因此，必须对横向误差加以限制。

高程误差主要影响线路坡度。

3、横向误差和高程误差的限差

4、影响贯通误差的主要因素及其分解

由于洞外控制测量、洞内外联系测量、洞内控制测量和洞内中线放样等项误差的共同影响。

一般将洞外平面控制测量的误差做为影响隧道横向贯通误差的一个独立的因素，将两相向开挖的洞内导线测量的误差各为一个独立的因素，按照等影响原则确定相应的横向贯通误差。

高程控制测量中，洞内、洞外高程测量的误差对高程贯通误差的影响，按相等原则分配。

5、控制测量对贯通精度影响的限值

贯通误差估算

1、导线测量误差对横向贯通精度的影响

 （1）测角误差的影响

设RX 为导线环在隧道两洞口连线的一列边上的各点至贯通面的垂直距离（m），则导线的测角中误差m （″）对横向贯通中误差的影响为：

（2）测距误差的影响

设导线环在邻近隧道两洞口连线的一列测边上的各边对贯通面上的投影长度为 dy  (m)，导线边长测量的相对中误差为  ml / l  ，则由于测距误差对贯通面上横向中误差的影响为：

受角度测量误差和距离测量误差的共同影响，导线测量误差对贯通面上横向贯通中误差的影响为：

2、三角测量误差对横向贯通精度的影响估算

方法1： 按照严密公式计算(公式与方法见《新建铁路测量规范（条文说明）》)

方法2：按导线估算（偏于安全，目前不提倡）

3、高程控制测量对高程贯通误差的影响估算

在贯通面上，受洞外或洞内高程控制测量误差影响而产生的高程中误差为：

式中，M为每千米水准测量的偶然中误差，以mm计；L为洞外或洞内两开挖洞口间高程路线长度的公里数。

算例

某铁路隧道为直线隧道，设计长度为L = 1136. 29m，洞外平面控制设计为单导线，其布设如图。试确定测量等级并判定该设计方案能否满足贯通的精度要求。

解析

（ 1）图解相关数据

A、F为导线的始、终点，亦为隧道洞口控制点。

以洞外导线的始点A做为坐标系原点，以隧道中线按里程增加方向为X 轴正向，建立测量坐标系。在地形图上，各导线点A、B、C、D、E、F在贯通面方向上的垂足分别为A′、B′，C′、D′、E′、F′，量算出各导线点的垂距 RX 及各导线边在贯通面方向上的投影长度 dy，其结果于下表中。

（2）确定隧道洞外平面控制测量等级

    本例隧道长度小于 2 km，根据表7-5 洞外导线测量适用长度知，洞外导线可布设为五等，即：

导线测角中误差为  mβ=±4.0″，

边长相对中误差为  ml / l =1/20000。

（3）估算洞外导线测量误差对贯通的影响

洞外导线测量误差对贯通的影响列表计算如下：

 洞外导线测量中误差对隧道的影响预计是18.7mm，其允许值是30mm，显然该洞外导线测量设计可行。 

注意：

计算洞外导线测角误差影响值时，不应计入始、终点（即洞口控制桩）。但在引入洞内导线时，两洞口控制桩上需测角，故其测角误差应计入洞内的测量误差。

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