特長隧道橫向貫通誤差的估測方法
2023-06-18 15:00:11
專利名稱：特長隧道橫向貫通誤差的估測方法
技術領域：
本發明屬於隧道施工技術領域，具體涉及一種特長隧道橫向貫通誤差的估測方法。
背景技術：
隧道施工的特點要麼是從兩個洞口相向開挖，要麼是從幾個洞口(包括橫洞、斜井、豎井、平行導坑)開始，深入到線路中線位置後，再沿線路中線相向開挖。也就是目前普遍採用的「長隧短打」的施工方法。無論哪種施工方法，其隧道貫通誤差均是評估隧道施工建設質量的一個重要指標。儘管在隧道施工前已建立了高精度的洞外、洞內獨立施工控制網，由於洞外施工控制測量、洞內施工測量誤差不可避免的存在，導致相向開挖的隧道均存在一定的貫通誤差，包括橫向貫通誤差、高程貫通誤差、縱向貫通誤差以及方位角貫通誤差。就目前的測量技術水平和工程要求而言，高程貫通誤差、縱向貫通誤差以及方位角貫通誤差相對容易解決，橫向貫通誤差是要著重考慮的方面。現有《高速鐵路工程測量規範》中對特長隧道(20公裡及以上)貫通誤差未做明確規定，路內各設計院、施工單位、各大專院校方面目前沒有針對20公裡及以上特長隧道橫向貫通誤差這一問題進行過全面、系統的研究，其貫通誤差的估測及限差在各類規範中也沒有給出一個明確的值。隨著高標準大規模鐵路建設的不斷推進，20公裡及以上特長隧道已越來越多，開展特長隧道貫通誤差研究，解決特長隧道橫向貫通誤差估測以及誤差控制問題，對於高速鐵路以及其它項目特長隧道的施工具有廣泛的借鑑意義和參考價值
發明內容
本發明的目的是提供一種特長隧道橫向貫通誤差的估測方法，可在無實測數據的情況下，通過模擬設計、平差計算、統計分析的手段來估測隧道洞外、洞內的橫向貫通誤差大小。本發明所採用的技術手段是:
特長隧道橫向貫通誤差的估測方法，其特徵在於:
由以下步驟實現:
步驟一:隧道洞外控制測量引起的橫向貫通誤差估測:
(O建立隧道洞外平面控制網坐標軸，橫軸為隧道軸線，貫通面與縱軸平行；
(2 )根據進口點J和定向點A，經洞內導線推算得貫通點Pj的坐標，根據出口點C和定向點B，經洞內導線推算得貫通點P。的坐標，不考慮隧道進出口進洞聯繫角β」、β。的誤差和聯繫邊Sjp、Scp的誤差，隧道洞外平面控制測量誤差所引起的橫向貫通誤差即貫通點P。、Pj的橫坐標差Λ yp的中誤差，對Λ yp進行全微分，可得:
= aMhxMdicJ^yj++ hjMjfdya ( ι)
+(1+-Bii Axt^dy6式中，方向係數如a>、b>按下式計算:
權利要求
1.特長隧道橫向貫通誤差的估測方法，其特徵在於: 由以下步驟實現: 步驟一:隧道洞外控制測量引起的橫向貫通誤差估測: (1)建立隧道洞外平面控制網坐標軸，橫軸為隧道軸線，貫通面與縱軸平行； (2 )根據進口點J和定向點A，經洞內導線推算得貫通點Pj的坐標，根據出口點C和定向點B，經洞內導線推算得貫通點P。的坐標，不考慮隧道進出口進洞聯繫角β」、β。的誤差和聯繫邊Sjp、Scp的誤差，隧道洞外平面控制測量誤差所引起的橫向貫通誤差即貫通點P。、Pj的橫坐標差Λ yp的中誤差，對Λ yp進行全微分，可得:
2.根據權利要求1所述的特長隧道橫向貫通誤差的估測方法，其特徵在於: 步驟一(1)中，隧道洞外平面控制網通過GPS衛星定位技術建立，採用高精度雙頻GPS接收機進行觀測。
3.根據權利要求1或2所述的特長隧道橫向貫通誤差的估測方法，其特徵在於: 步驟二(2)中，隧道洞內導線網的模擬設計的參數確定: 隧道長度可為任意長度，平均邊長一般為400 500m，方向中誤差、測角中誤差、邊長固定誤差、比例誤差可根據測量精度進行設置或調整。
4.根據權利要求3所述的特長隧道橫向貫通誤差的估測方法，其特徵在於: 步驟二(2)中，對進、出口洞內的雙導線網分別進行平差，計算出的位於貫通面上同一點的X、Y坐標，模擬計算數組，對X坐標差值和Y坐標差值作統計計算，其均值分別為洞內導線網測量誤差所引起的縱向貫通誤差和橫向貫通誤差。
全文摘要
本發明涉及一種特長隧道橫向貫通誤差的估測方法。隧道施工開挖中，洞外、洞內施工控制測量誤差不可避免，導致隧道相向開挖存在貫通誤差。本發明建立洞外平面控制網，由進口點、出口點和定向點得貫通點坐標，按微分公式法估測洞外平面控制測量誤差引起的橫向貫通誤差；再建立隧道洞內導線網，按等邊長模擬設計出從進、出口到貫通面的導線網，按坐標差統計法估測洞內導線測量誤差引起的隧道橫向貫通誤差。本發明在無實測數據的情況下進行洞外GPS網和洞內導線網模擬和平差，估測任意長度隧道洞外GPS網測量誤差引起的橫向貫通誤差和洞內導線網測量誤差引起的橫向貫通誤差，解決了特長隧道控制測量橫向貫通誤差估測和控制網的優化設計問題。
文檔編號G01C5/00GK103196425SQ20131015105
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月27日 優先權日2013年4月27日
發明者付宏平, 張正祿, 郭際明, 陳光金, 李偉, 黃超 申請人:中鐵第一勘察設計院集團有限公司