吳永波

中建八局軌道交通建設(shè)有限公司

關(guān)于長(zhǎng)區(qū)間隧道的地下控制測(cè)量

吳永波

中建八局軌道交通建設(shè)有限公司

本文以深圳市軌道交通9號(hào)線(xiàn)西延線(xiàn)工程科紅區(qū)間盾構(gòu)施工測(cè)量為對(duì)象，在對(duì)盾構(gòu)知識(shí)介紹的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)盾構(gòu)隧道工程地下控制測(cè)量進(jìn)行了應(yīng)用總結(jié)與研究。

盾構(gòu)隧道；控制測(cè)量

1 區(qū)間工程概況

深圳地鐵9號(hào)線(xiàn)西延線(xiàn)科技城站～紅樹(shù)灣站區(qū)間，全線(xiàn)均為地下隧道區(qū)間，隧道采用Ф6280mm盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行施工，成環(huán)隧道外徑Φ6.0m，內(nèi)徑Φ5.4m。區(qū)間左線(xiàn)長(zhǎng)1993.225米，最小曲線(xiàn)半徑R=400米；右線(xiàn)長(zhǎng)約1994.818米，最小區(qū)間半徑R=400米。

2 地下控制測(cè)量

聯(lián)系測(cè)量將在地面平面及高程控制網(wǎng)坐標(biāo)傳至車(chē)站底板上或是風(fēng)井豎井井底。隨著盾構(gòu)機(jī)的不斷沿線(xiàn)路方向往縱深掘進(jìn)，隧道內(nèi)也需隨后進(jìn)行平面及高程控制測(cè)量，以指導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)按設(shè)計(jì)線(xiàn)路方向正常掘進(jìn)及對(duì)環(huán)片姿態(tài)、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)進(jìn)行檢測(cè)、對(duì)導(dǎo)向系統(tǒng)控制點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。隧道內(nèi)控制測(cè)量分為平面及高程控制測(cè)量?jī)刹糠帧?dǎo)線(xiàn)采用Ⅰ級(jí)全站儀觀測(cè)，外業(yè)按四等導(dǎo)線(xiàn)作業(yè)要求施測(cè)，隧道內(nèi)控制點(diǎn)間平均間距宜為150米，曲線(xiàn)隧道控制點(diǎn)間距不小于60m，左右角各觀測(cè)倆測(cè)回，左右角平均值之和與360°較差小于4″，一測(cè)回測(cè)角中誤差不超過(guò)±2.5″，測(cè)距中誤差為±3mm。

3 地下控制網(wǎng)點(diǎn)位布置原則

(1)在隧道掘進(jìn)至200m處時(shí)包括聯(lián)系測(cè)量在內(nèi)的地下導(dǎo)線(xiàn)及水準(zhǔn)；

(2)在隧道掘進(jìn)至距離貫通面100m～200m處時(shí)包括聯(lián)系測(cè)量在內(nèi)的地下導(dǎo)線(xiàn)及水準(zhǔn)；

(3)盾構(gòu)掘進(jìn)如果經(jīng)過(guò)底板已經(jīng)施工完成的車(chē)站，過(guò)站后掘進(jìn)按二次始發(fā)處理，貫通前必須根據(jù)車(chē)站施工進(jìn)度，及時(shí)引測(cè)二次始發(fā)邊，并與車(chē)站底板點(diǎn)聯(lián)測(cè)；貫通后始發(fā)邊之間形成附合導(dǎo)線(xiàn)、附合水準(zhǔn)，指導(dǎo)后續(xù)掘進(jìn)。

4 地下控制點(diǎn)布設(shè)方法

由于隧道的距離大，全站儀的最優(yōu)測(cè)量距離一般為300～500m，所以洞內(nèi)控制點(diǎn)不能一次測(cè)完。只能采取掘進(jìn)一段距離，增設(shè)一對(duì)新點(diǎn)，每布設(shè)一對(duì)新點(diǎn)就要從支導(dǎo)線(xiàn)的起點(diǎn)開(kāi)始全面重復(fù)測(cè)量。為了滿(mǎn)足精度要求，避免出現(xiàn)測(cè)量粗差，導(dǎo)線(xiàn)的布設(shè)方式一般為雙導(dǎo)線(xiàn)布設(shè)形式如下圖所示，由于洞內(nèi)半徑較小，控制點(diǎn)距離宜為300m，雙導(dǎo)線(xiàn)控制網(wǎng)采用全圓測(cè)回法進(jìn)行控制測(cè)量。

5 貫通測(cè)量

為了滿(mǎn)足盾構(gòu)掘進(jìn)按設(shè)計(jì)要求貫通(橫向貫通測(cè)量中誤差為±50mm，高程貫通測(cè)量中誤差為±25mm)，必須研究每一步測(cè)量工作所帶來(lái)的誤差，包括地面控制測(cè)量，豎井聯(lián)系測(cè)量，地下導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)定位測(cè)量四個(gè)階段。當(dāng)盾構(gòu)掘進(jìn)距接收井還有100～200m時(shí)，進(jìn)行貫通測(cè)量工作。它是確保盾構(gòu)正確進(jìn)入接收井門(mén)洞的一項(xiàng)重要的測(cè)量工作。貫通測(cè)量工作包括地面控制網(wǎng)連測(cè)(平面和高程)，接收井門(mén)洞中心位置測(cè)定(平面與高程)，豎井聯(lián)系測(cè)量和井下導(dǎo)線(xiàn)測(cè)量等四項(xiàng)測(cè)量工作。

盾構(gòu)進(jìn)洞之前，應(yīng)對(duì)地面控制測(cè)量、聯(lián)系測(cè)量、地下控制測(cè)量、接收井預(yù)留洞和接收井內(nèi)的盾構(gòu)基座進(jìn)行全面的復(fù)測(cè)。盾構(gòu)距貫通面約100m時(shí)，再做一次聯(lián)系測(cè)量，隧道貫通前至少做三次以上的聯(lián)系測(cè)量，以確保貫通的精度要求。要求其切口中心的平面偏離值在±20mm以?xún)?nèi)，高程控制正值，其值一般為盾構(gòu)外徑與洞圈內(nèi)徑之差的1＼2—3＼4。同時(shí)對(duì)接收豎井預(yù)留進(jìn)洞口中心的三維坐標(biāo)及直徑進(jìn)行實(shí)測(cè)，并與設(shè)計(jì)值比較其實(shí)際差值。對(duì)接收井內(nèi)的盾構(gòu)基座，按設(shè)計(jì)圖紙放樣出盾構(gòu)基座的平面位置和高程位置，以迎合盾構(gòu)進(jìn)入豎井時(shí)的姿態(tài)。

6 竣工測(cè)量

(1)隧道貫通后，地下導(dǎo)線(xiàn)則由支導(dǎo)線(xiàn)經(jīng)與另一端基線(xiàn)邊(精密導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)構(gòu)成)聯(lián)測(cè)變成了附合導(dǎo)線(xiàn)，支線(xiàn)水準(zhǔn)也變成了附合水準(zhǔn)，當(dāng)閉合差不超過(guò)限差規(guī)定時(shí)，進(jìn)行平差計(jì)算。

(2)隧道貫通后導(dǎo)線(xiàn)平差的新成果將作為凈空測(cè)量、調(diào)整中線(xiàn)、測(cè)設(shè)鋪軌基標(biāo)及進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)的起始數(shù)據(jù)。

(3)按導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)平差后的坐標(biāo)值調(diào)整線(xiàn)路中線(xiàn)點(diǎn)，改點(diǎn)后再進(jìn)行中線(xiàn)點(diǎn)的檢測(cè)，直線(xiàn)夾角不符值≤ ± 8″，曲線(xiàn)上折角即使在中線(xiàn)點(diǎn)間距小于60m時(shí)也應(yīng)小于±15″，高程亦要應(yīng)用平差后的成果。

(4)以調(diào)整的線(xiàn)路中線(xiàn)點(diǎn)為依據(jù)，直線(xiàn)段每6m，曲線(xiàn)段每5m應(yīng)測(cè)設(shè)一個(gè)結(jié)構(gòu)橫斷面，并編制凈空斷面測(cè)量成果表。斷面點(diǎn)的位置應(yīng)為限界控制點(diǎn)。

(5)測(cè)定斷面點(diǎn)的里程允許誤差應(yīng)在±50mm之內(nèi)，斷面測(cè)量精度允許誤差為±10mm，圓形斷面高程偏差應(yīng)小于10mm。

(6)其他相關(guān)測(cè)量工作，施工過(guò)程中在完成主體工作的同時(shí)，完成業(yè)主及其他單位交代的其他測(cè)量任務(wù)，配合相關(guān)部門(mén)進(jìn)行測(cè)量成果及現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)位的溝通工作。

7 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用聯(lián)系控制測(cè)量及洞內(nèi)雙導(dǎo)線(xiàn)控制測(cè)量在長(zhǎng)大隧道進(jìn)行高精度洞內(nèi)平面控制測(cè)量的方法，具有精度高、可靠性好等優(yōu)勢(shì)。所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)钠鹚銞l件經(jīng)平差后，短邊邊長(zhǎng)精度可達(dá)到5mm以?xún)?nèi)，各項(xiàng)精度指標(biāo)均滿(mǎn)足規(guī)范和工程要求。洞內(nèi)采用雙導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)布設(shè)方法，可以準(zhǔn)確快速的發(fā)現(xiàn)測(cè)量粗差，可以提高整個(gè)導(dǎo)線(xiàn)的精度，達(dá)到規(guī)范精度要求，是洞內(nèi)平面控制測(cè)量中一種比較好的方法，缺點(diǎn)是測(cè)量過(guò)程中較為繁瑣，工作量較大。

[1]城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范 GB 50308 -2008，中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[S]，北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008

[2]工程測(cè)量規(guī)范 GB 50026 -2007，中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[S]，北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2008