徐忠濤

(遼寧潤中供水有限責(zé)任公司，沈陽110000)

1 工程概況

大伙房水庫輸水工程為大型水利工程，工程主體是一條長達(dá)85.32 km 的超長隧洞，開挖洞徑為8.0 m，隧洞底坡降為1/2380。根據(jù)現(xiàn)有資料統(tǒng)計(jì)，本工程從規(guī)模及施工難度上位居國內(nèi)外在建隧洞工程之首，另外還有各支洞總長度為13.8 km，堪稱世界之最。

2 問題的提出

工程規(guī)模為Ⅰ級，隧洞施工以TBM 工法為主，隧洞的最大相向開挖長度為14 km，最大單向開挖長度為12.8 km，最大開挖深度為255 m，隧洞的平面為直、曲、折形狀，其中有5 段曲線，圓弧半徑分別為800 ～100 m，根據(jù)以上數(shù)據(jù)顯示，大伙房水庫輸水隧洞的相向開挖長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出現(xiàn)行的《水利水電施工測量規(guī)范》的要求，如表1 所示，隧洞相向開挖長度最大為8 km 的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范最大的單向開挖長度為4 km，此工程的最大單向開挖長度為12.8 km，超出現(xiàn)行規(guī)范的2 倍［1］。

表1 水工隧洞開挖極限貫通誤差

根據(jù)大伙房水庫輸水工程的特點(diǎn)，認(rèn)真研究、探討，盡可能消除影響隧洞貫通精度的非直接測量因素，因此，對隧洞洞線坐標(biāo)的精度及坐標(biāo)方位角的精度進(jìn)行了研究探討，目的是得出的貫通誤差數(shù)據(jù)一定要真實(shí)可靠，即有理論依據(jù)又有實(shí)踐檢驗(yàn)，總結(jié)出適應(yīng)我國超大型隧洞開挖測量的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為本行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步及修訂測量規(guī)范提供一個(gè)難得的寶貴的第一手資料，同時(shí)培養(yǎng)和鍛練一批測量人才［2］。

3 隧洞坐標(biāo)小數(shù)精度的研究

在超長遂洞施工測量中，每一小環(huán)節(jié)如果考慮不周，都會給工程造成無法彌補(bǔ)的損失。在此工程中，本著從“整體到局部，從局部到碎部”的基本原則，仔細(xì)分析每一環(huán)節(jié)可能影響測量貫通的因素，進(jìn)行認(rèn)真審查、校對、研究、討論。首先對設(shè)計(jì)提供85.3 km的隧洞特征點(diǎn)坐標(biāo)值進(jìn)行往返驗(yàn)算，也就是坐標(biāo)反算及用反算的邊長和方向角再推算坐標(biāo)值，通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)反推坐標(biāo)值時(shí)，發(fā)現(xiàn)與原坐標(biāo)值有變化，變化值一般在5 ～10 mm，又經(jīng)過大量驗(yàn)算證明計(jì)算無誤，經(jīng)過認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)提供坐標(biāo)值小數(shù)保留精度不夠，設(shè)計(jì)坐標(biāo)值小數(shù)保留3 位，同時(shí)設(shè)計(jì)主洞線上采集的坐標(biāo)精度還較低，造成以上提出的問題［3］。

通過計(jì)算得出坐標(biāo)小數(shù)點(diǎn)的位數(shù)應(yīng)該保留到5～6 位數(shù)，小數(shù)點(diǎn)的調(diào)整應(yīng)從第三位就開始修定優(yōu)化，才能滿足這超長隧洞開挖測量貫通的精度要求，因?yàn)樨炌ㄕ`差控制都是在mm 之間，不考慮測量過程誤差就存在著這些差值，在最終的貫通誤差中，夾雜著非測量誤差，測得的貫通誤差不是真值，不能給以后工程提供借鑒參考作用，所以，最終設(shè)計(jì)采用了該意見，進(jìn)行了坐標(biāo)小數(shù)點(diǎn)位數(shù)更正，這樣在進(jìn)行坐標(biāo)反算及推算中數(shù)據(jù)非常吻合，在工程測量中避免了此項(xiàng)誤差的出現(xiàn)，得到很好的結(jié)果。

4 坐標(biāo)方位角精度的研究

在解決了保留小數(shù)點(diǎn)位數(shù)問題之后，發(fā)現(xiàn)隧洞軸線邊長方位角還存在著零點(diǎn)幾秒的情況，這對幾十年的水利樞紐工程來說根本不是問題，不存在此項(xiàng)系統(tǒng)誤差，測量可直接消除，但這零點(diǎn)幾秒對這超長隧洞來說就存在較大問題，因?yàn)樵诘叵鲁L邊長傳遞，自然形成了系統(tǒng)誤差的積累，同時(shí)很難解決，因?yàn)楝F(xiàn)在工程測量儀器不能測量到零點(diǎn)幾秒，通過驗(yàn)算從隧洞進(jìn)口到隧洞出口，這零點(diǎn)幾秒影響貫通值282 mm，再加上進(jìn)洞導(dǎo)線的測量誤差，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出測量規(guī)范要求的貫通誤差值，同時(shí)得的貫通值也不真實(shí)，為消除這些影響因素，經(jīng)認(rèn)真分析，探索，在不影響設(shè)計(jì)確定的隧洞走向情況下，對每條邊方位角的零點(diǎn)幾秒進(jìn)行四舍五入，采取單進(jìn)雙不進(jìn)的原則進(jìn)行調(diào)整(調(diào)整到整秒)，把85.3 km隧洞軸線的方位角都調(diào)整到整秒數(shù)，很自然地消除了這零點(diǎn)秒所帶來的影響，最終設(shè)計(jì)采用了上述意見，進(jìn)行了坐標(biāo)的進(jìn)一步優(yōu)化，得到很好的效果［4］。隧洞洞線特征點(diǎn)調(diào)整后最終成果表見表2。隧洞洞線特征點(diǎn)調(diào)整后最終成果見表2。

表2 隧洞洞線特征點(diǎn)調(diào)整后最終成果表

如果不調(diào)整這零點(diǎn)幾秒，這些系統(tǒng)誤差值(282 mm)，加雜在本工程隧洞的各個(gè)貫通面中，最終的貫通誤差決不是現(xiàn)已得到的高精度貫通值，會遠(yuǎn)遠(yuǎn)大出現(xiàn)已貫通值，并且超出規(guī)范的貫通值可能也不知道是什么原因造成。經(jīng)過計(jì)算得知，零點(diǎn)幾秒方位角的影響值的表現(xiàn)為:零點(diǎn)幾秒的差值越大影響的值越大，反之越小。

5 結(jié) 語

以上這些影響貫通精度因素的消除，得到的貫通誤差值才是真實(shí)可靠的測量誤差值，能夠提供給以后類似工程真實(shí)可靠的借鑒作用，對超長隧洞工程施工來說是必須考慮的問題，并有助于規(guī)范超長隧洞的測量，同時(shí)提醒工程測量人員對測量數(shù)據(jù)的校核審查的重要性。

［1］張鳳君.優(yōu)化測量方法 加強(qiáng)測量管理 提高巷道貫通精度［J］.山東煤炭科技，2010(01):13.

［2］劉文杰，張力.淺談如何提高大流坑隧道的貫通精度［J］.福建建筑，2009(09):99-100，140.

［3］劉敏，王鐵生.地下導(dǎo)線起始方位角誤差對隧道貫通精度的影響［J］.河北理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，28(01):132-135.

［4］朱洪明.提高盾構(gòu)隧道貫通精度的測量技術(shù)探討［J］.隧道建設(shè)，2006，26(A02):23-26.