专利名称：特长隧道横向贯通误差的估测方法
技术领域：
本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种特长隧道横向贯通误差的估测方法。
背景技术：
隧道施工的特点要么是从两个洞口相向开挖，要么是从几个洞口(包括横洞、斜井、竖井、平行导坑)开始，深入到线路中线位置后，再沿线路中线相向开挖。也就是目前普遍采用的“长隧短打”的施工方法。无论哪种施工方法，其隧道贯通误差均是评估隧道施工建设质量的一个重要指标。尽管在隧道施工前已建立了高精度的洞外、洞内独立施工控制网，由于洞外施工控制测量、洞内施工测量误差不可避免的存在，导致相向开挖的隧道均存在一定的贯通误差，包括横向贯通误差、高程贯通误差、纵向贯通误差以及方位角贯通误差。就目前的测量技术水平和工程要求而言，高程贯通误差、纵向贯通误差以及方位角贯通误差相对容易解决，横向贯通误差是要着重考虑的方面。现有《高速铁路工程测量规范》中对特长隧道(20公里及以上)贯通误差未做明确规定，路内各设计院、施工单位、各大专院校方面目前没有针对20公里及以上特长隧道横向贯通误差这一问题进行过全面、系统的研究，其贯通误差的估测及限差在各类规范中也没有给出一个明确的值。随着高标准大规模铁路建设的不断推进，20公里及以上特长隧道已越来越多，开展特长隧道贯通误差研究，解决特长隧道横向贯通误差估测以及误差控制问题，对于高速铁路以及其它项目特长隧道的施工具有广泛的借鉴意义和参考价值
发明内容
本发明的目的是提供一种特长隧道横向贯通误差的估测方法，可在无实测数据的情况下，通过模拟设计、平差计算、统计分析的手段来估测隧道洞外、洞内的横向贯通误差大小。本发明所采用的技术手段是:
特长隧道横向贯通误差的估测方法，其特征在于:
由以下步骤实现:
步骤一:隧道洞外控制测量引起的横向贯通误差估测:
(O建立隧道洞外平面控制网坐标轴，横轴为隧道轴线，贯通面与纵轴平行；
(2 )根据进口点J和定向点A，经洞内导线推算得贯通点Pj的坐标，根据出口点C和定向点B，经洞内导线推算得贯通点P。的坐标，不考虑隧道进出口进洞联系角β」、β。的误差和联系边Sjp、Scp的误差，隧道洞外平面控制测量误差所引起的横向贯通误差即贯通点P。、Pj的横坐标差Λ yp的中误差，对Λ yp进行全微分，可得:
= aMhxMdicJ^yj++ hjMjfdya ( ι)
+(1+-Bii Axt^dy6式中，方向系数如a>、b>按下式计算:
权利要求
1.特长隧道横向贯通误差的估测方法，其特征在于: 由以下步骤实现: 步骤一:隧道洞外控制测量引起的横向贯通误差估测: (1)建立隧道洞外平面控制网坐标轴，横轴为隧道轴线，贯通面与纵轴平行； (2 )根据进口点J和定向点A，经洞内导线推算得贯通点Pj的坐标，根据出口点C和定向点B，经洞内导线推算得贯通点P。的坐标，不考虑隧道进出口进洞联系角β」、β。的误差和联系边Sjp、Scp的误差，隧道洞外平面控制测量误差所引起的横向贯通误差即贯通点P。、Pj的横坐标差Λ yp的中误差，对Λ yp进行全微分，可得:
2.根据权利要求1所述的特长隧道横向贯通误差的估测方法，其特征在于: 步骤一(1)中，隧道洞外平面控制网通过GPS卫星定位技术建立，采用高精度双频GPS接收机进行观测。
3.根据权利要求1或2所述的特长隧道横向贯通误差的估测方法，其特征在于: 步骤二(2)中，隧道洞内导线网的模拟设计的参数确定: 隧道长度可为任意长度，平均边长一般为400 500m，方向中误差、测角中误差、边长固定误差、比例误差可根据测量精度进行设置或调整。
4.根据权利要求3所述的特长隧道横向贯通误差的估测方法，其特征在于: 步骤二(2)中，对进、出口洞内的双导线网分别进行平差，计算出的位于贯通面上同一点的X、Y坐标，模拟计算数组，对X坐标差值和Y坐标差值作统计计算，其均值分别为洞内导线网测量误差所引起的纵向贯通误差和横向贯通误差。
全文摘要
本发明涉及一种特长隧道横向贯通误差的估测方法。隧道施工开挖中，洞外、洞内施工控制测量误差不可避免，导致隧道相向开挖存在贯通误差。本发明建立洞外平面控制网，由进口点、出口点和定向点得贯通点坐标，按微分公式法估测洞外平面控制测量误差引起的横向贯通误差；再建立隧道洞内导线网，按等边长模拟设计出从进、出口到贯通面的导线网，按坐标差统计法估测洞内导线测量误差引起的隧道横向贯通误差。本发明在无实测数据的情况下进行洞外GPS网和洞内导线网模拟和平差，估测任意长度隧道洞外GPS网测量误差引起的横向贯通误差和洞内导线网测量误差引起的横向贯通误差，解决了特长隧道控制测量横向贯通误差估测和控制网的优化设计问题。
文档编号G01C5/00GK103196425SQ20131015105
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者付宏平, 张正禄, 郭际明, 陈光金, 李伟, 黄超 申请人:中铁第一勘察设计院集团有限公司