刘铭标
（中国铁建十六局集团有限公司，北京，朝阳，100018）
【摘 要】本文主要针对轨道交通工程隧道施工中关于测量误差的问题进行研究，阐述导致隧道工程测量误差的相关因素，结合笔者多年工作经验，对如何提升轨道交通隧道工程测量精度，提出一些建议和看法，以供参考。希望通过本文的分析能实现提升工程测量精度的战略目标，从而保证施工安全。
【关键词】轨道交通；隧道工程；测量误差；精度控制
随着城市的不断发展，城市轨道交通已经成为一种十分重要交通工具。但由于城市具有建筑物密集，地下管道繁杂的特点，这就造成了城市轨道建设的复杂性，尤其在工程测量方面，要求较高的精度以及技术含量【1】。城市轨道交通工程一般具有较长的施工路线，同时需要多个专业单位进行协作施工，为了保证隧道的安全性，必须在全线贯通的基础上进行设计，因此对测量工作提出了更高的要求。贯通误差会对整个轨道交通的质量以及工程造价造成较大的影响，如何能够保证贯通误差在科学合理的允许值内，就能保证工程的安全稳定性。
一、城市轨道交通工程隧道施工贯通测量误差
（一）定义
城市轨道交通工程在施工过程中通常会在车站和区间段进行分别施工，为了保证一定的施工进度，会在区间段之间开挖一些施工竖井，从而增加了掘进面，有效提高了施工进度。借助掘进面施工可使车站之间端头相通，尤其是在盾构掘进的情况下，因此，隧道开挖相通的横截面就被称为贯通面【2】。但在实际施工过程中，贯通面的衔接位置会产生一定的误差，相向开挖中线不能达到标准的设计位置，导致其不能很好的吻合相通，这就出现了贯通误差。贯通误差一般可分为纵向贯通误差和横向贯通误差。
（二）误差原因
贯通误差一般由地面控制测量、联系测量以及地下控制测量等测量指标的误差大小决定。贯通测量的精度一般受工程的特征、施工方法、设备精度、贯通距离等多种因素的影响。横向贯通误差对隧道工程的影响最为严重，若误差值超过一定的范围，必然造成隧道几何形状的变形【3】。因此，会引起洞内两端已衬砌部分衔接不上的问题，也可能引起洞内建筑物侵入规定限界的现象，这将给隧道工程埋下重大的安全隐患。究其原因，主要是因为测量角度或者从地面向地下传递方向的误差。隧道中线的长度一般受纵向贯通误差的影响，隧道的坡度受高程误差的影响。然而造成纵向误差的原因主要是距离测量和水准测量的结果，但这两个测量指标相对横向贯通误差的测量来说更容易控制，同时具有较高的测量精度。因此，在实际施工过程中，纵向贯通误差较容易把握，不会造成较大的安全隐患，把握横向贯通误差的测量精度才是保证隧道工程施工安全的关键。
（三）误差限值分析
误差限值是控制隧道工程施工安全性的关键指标，随着现代科学技术的不断发展，测量工具的精度也不断提高，实际施工过程中对测量技术的选取也对误差限值有一定的影响。同时，轨道交通工程隧道限界预留的安全裕量也可影响误差限值。隧道限界包括建筑限界、设备限界和车辆限界三种，其安全裕量与施工方法、设备位置、断面形状、车辆轮廓、受电方式等多种因素有关，因此，不同的城市隧道工程，具有不同的地铁界限【4】。
设计部门规定，在使用交流传动车辆和链形悬挂架接触网时，横向预留安全裕量分别为：设备限界中矩形和马蹄形断面每侧56mm，圆形断面每侧16mm；建筑限界中矩形和马蹄形断面每侧50mm，圆形断面每侧100mm；车辆限界至设备限界之间每侧150mm；竖向安全裕量为向上加高100mm，向下降低70mm。可见矩形和马蹄形断面的安全裕量总和为256mm(全断面为512mm)，圆形断面的安全裕量总和为266mm(全断面为532mm)。由于误差的影响因素较多，主要有测量误差、施工误差、设备安装误差、线路误差、偏载影响以及车辆磨耗振动六大类。若能确定每项影响因素的所占比例，将能更好的控制误差值的大小。但目前对于测量误差占横向安全裕量的比值尚未做出相应研究规定。针对这一问题，合理的分配方法是按照等影响分配原则进行误差的分配。因此，横向贯通误差可取横向安全裕量总和512mm的1/6～1/5，即±50mm；纵向贯通误差可取竖向安全裕量总和170mm 的1/4～1/3，即±25mm。
二、城市轨道交通工程隧道施工贯通误差测量精度设计方案
（一）提升地面测量环境
由于横向贯通误差对隧道工程的影响较大，必须加强对横向贯通误差的控制。然而地面控制测量是引起横向贯通误差的主要因素之一，同时较地下控制测量更易把握，只有不断提升地面测量环境，才能达到更高的测量精度，尽量缩小误差范围。
（二）合理分配测量误差
隧道长度的不同会导致不同的贯通误差限值，两者存在正相关关系，当隧道长度越长时，限值越大。误差限值一般为中误差的2倍，因此，可以中误差作为测量误差的衡量指标【5】。横向贯通误差限值为100mm时，其贯通中误差为±50mm；纵向贯通误差限值为50mm时，其贯通中误差为±25mm。
（三）平面和高程贯通误差控制
1、横向贯通误差的控制
横向贯通误差根据不同的诱发因素（地面控制测量、联系测量以及地下控制测量）可分别由mq1、mq2、mq3表示。可得出横向贯通误差的公式为：
mQ= mq1+mq2+mq3
在进行误差分配时，地面测量误差可相应提高，而地下测量误差可相应放松，因此可做如下调整：
mq1=±25mm；mq2=±20mm；mq3=±35mm
可得mQ=±47.4㎜＜±50㎜
2、高程贯通误差的控制
mH= mh1+mh2+mh3
mh1=±16mm；mh2=±10mm；mh3=±16mm
mH=±24.7㎜≤25㎜
从而可得出城市轨道交通工程隧道施工贯通误差分配值，如表1所示。
结束语
综上所述，本文首先介绍了城市轨道交通工程隧道施工贯通测量误差的概念；然后分析贯通误差的引发原因，可知误差主要是由地面控制测量、联系测量以及地下控制测量三个测量指标决定，进而对误差限值的界定进行分析；最后在分析测量精度的设计方案时，提出了提升地面测量环境以及合理分配测量误差的建议，再从平面和高程两个主要的方面对误差控制进行了探讨。
参考文献：
[1]马全明.城市轨道交通工程精密施工测量技术的应用与研究[J].测绘通报,2010,15(11):41-45.
[2]王思锴.城市轨道交通工程隧道结构断面测量技术方法的实践与探索[J].城市勘测,2011,21(1):130-132.
[3]王建.城市轨道交通工程第三方测量检测若干问题探讨[J].隧道建设,2011,31(5): 547-549.
[4]徐钉华.城市轨道交通工程隧道施工贯通误差测量精度设计与探讨[J].城市建筑,2014,25(18):335-335.
[5]张庆海.城市轨道交通工程隧道施工贯通的分析[J].城市建设理论研究（电子版）,2011,16(34):105-106.
论文作者:刘铭标
论文发表刊物:《工程建设标准化》2015年8月供稿
论文发表时间:2015/12/3
标签：误差论文; 测量论文; 隧道论文; 工程论文; 限界论文; 横向论文; 轨道交通论文; 《工程建设标准化》2015年8月供稿论文;