蔡金平 吳貴忠 彭新春

中交三航（廈門）工程有限公司 福建廈門 361021

盾構(gòu)隧道為單向掘進，且在掘進過程中盾構(gòu)機無法倒退，為了保證盾構(gòu)機能沿著設(shè)計的路線正確推進，并順利出洞，就必須制定相應(yīng)的控制測量方案，并對貫通限差進行分析并分配到各測量環(huán)節(jié)中，盾構(gòu)隧道的主要測量環(huán)節(jié)包括地面導(dǎo)線測量、聯(lián)系測量、地下控制測量三方面。本文就以廈門地鐵2號線（翁角路站-馬青路站)盾構(gòu)區(qū)間右線為例分析盾構(gòu)隧道的貫通測量。

1 工程概況

廈門軌道交通2號線翁角路站-馬青路站區(qū)間盾構(gòu)工程右線起訖里程為DK11+762.583-DK12+762.097,區(qū)間隧道長度為1000m。線路平面線間距約為13m-16m，線路縱向坡度自翁角路站起，區(qū)間分別以-20‰、-3.8‰、5.34‰、24.41‰的坡度到達馬青路站。本區(qū)間覆土厚度11.8-27.3m，采用盾構(gòu)法施工，根據(jù)《城市軌道交通工程測量規(guī)范》規(guī)定[1]，貫通限差為橫向5cm，豎向2.5cm，為了滿足貫通誤差的要求，就要對貫通進行估算并確定相應(yīng)的測精度和測量方法。

2 貫通誤差估算及施測方法

2.1 平面貫通指標(biāo)估算

貫通誤差主要來自以下幾個方面的測量過程產(chǎn)生的：地面控制測量、聯(lián)系測量、地下導(dǎo)線測量：

根據(jù)誤差理論和實踐經(jīng)驗，將以上過程的中誤差做出分配：地面控制測量±25mm，聯(lián)系測量±25mm，地下導(dǎo)線測量±35mm。代入式（1）：

由此，三個測量環(huán)節(jié)的中誤差分配為±25mm、±25mm、±35mm,作為分項控制指標(biāo)完全合理。

（1）地面控制測量中誤差估算。地面控制測量采用精密導(dǎo)線布設(shè)，形成附合導(dǎo)線，相鄰點的相對點位中誤差不超過±8mm，只要保證控制點數(shù)量不超過9個就可以保證地面控制測量中誤差不超過±25mm。本區(qū)間長度約為1公里，而控制點平均距離為350m，因此，本區(qū)間導(dǎo)線點數(shù)量小于9個，滿足規(guī)范要求，見表1。

（2）聯(lián)系測量中誤差估算。一井定向聯(lián)系測量至少獨立進行三次，測角中誤差為：

表1 精密導(dǎo)線技術(shù)要求

區(qū)間距離約為1000m，帶入以下公式：

（3）地下導(dǎo)線測量中誤差估算。地下導(dǎo)線隨著隧道的掘進而不斷延長，在貫通之前為一條支導(dǎo)線，在水平方向上的貫通誤差，就是支導(dǎo)線終點K在貫通面與線路中心線法線x′方向上的誤差Mx′k。由導(dǎo)線測角誤差引起的K點在x′方向上的誤差為：

由導(dǎo)線的量邊（光電測距）誤差引起的K點在x方向上的誤差為：

式中：mβ—井下導(dǎo)線的測角中誤差；

Ry'—K點與各導(dǎo)線點連線在Y′軸上的投影長；

a'—導(dǎo)線各邊與x’軸間的夾角；

ml—光電測距的測邊誤差ml=±3mm。

則K點在x’方向上的預(yù)計中誤差為：

根據(jù)測量精度和控制點的布置，地下控制點平均間距按120m計算，則本區(qū)間可布設(shè)地下導(dǎo)線條數(shù)為6條，Ry'依次為120m、240m、360m、480m、600m、720m、840m，代入式（5）：

將ml=±3mm，cosa′按等于1計算：

則K點在x’方向上的預(yù)計中誤差為：

2.2 豎向（高程）貫通指標(biāo)估算

根據(jù)規(guī)范和誤差傳播理論，對高程貫通中誤差在測量的各個環(huán)節(jié)中作如下分配：地面高程控制測量的中誤差為mh1；向地下傳遞高程的中誤差為mh2；地下高程控制測量的高程中誤差為mh3，由此計算中誤差：

根據(jù)誤差傳播理論和經(jīng)驗，高程貫通中誤差在各個環(huán)節(jié)作如下分配：mh1=±16mm，mh2=±10mm，mh3=±16mm，代入式(2)得：

同樣，mh1=±16mm、mh2=±10mm和mh3=±16mm作為分項控制指標(biāo)滿足豎向貫通控制要求，見表2。

（1）地面水準(zhǔn)測量對高程貫通誤差的估算。水準(zhǔn)測量以不低于軌道二等水準(zhǔn)的測量精度要求進行，地面高程測誤差為業(yè)主移交的一等水準(zhǔn)點測至車站端頭近井點高程引起額誤差

地面二等水準(zhǔn)測量每公里的高差中數(shù)偶然中誤差為mΔ，而地面水準(zhǔn)路線總長為L，則地面高程控制測量對高程貫通誤差的影響值為：

取二等水準(zhǔn)測量每公里的高差中數(shù)偶然中誤差為mΔ=2.0mm,本區(qū)間翁角路-馬青路站線路長度約為1公里，往返水準(zhǔn)路線長為L＝2km，則地面高程控制測量對高程貫通誤差的影響值為mh1==±2.8mm＜±16mm。

（2）高程傳遞測量對高程貫通誤差的估算。高程傳遞方式包括：水準(zhǔn)測量閉合差，以及采用懸吊鋼尺的方法進行高程傳遞，則兩井高程傳遞測量對高程貫通誤差的影響值為：

高程傳遞水準(zhǔn)測量閉合差±2.8mm，以及采用懸吊鋼尺的方法進行高程傳遞測量影響值約3mm，則兩端頭井高程傳遞測量對高程貫通誤差的影響值為：

（3）地下高程測量誤差對高程貫通誤差的估算。地下線路長為L，則地下高程控制測量對高程貫通誤差的影響值為：

翁角路站-馬青路站隧道長約1km，則地下高程控制測量對高程貫通誤差的影響值為mh3=±8mm＜±16mm。

表2 水準(zhǔn)測量技術(shù)要求

因此，按照本法進行測量，對誤差進行計算分析，滿足高程貫通的豎向要求。

3 實際貫通誤差與注意事項

本盾構(gòu)區(qū)間采用三等導(dǎo)線測量精度和二等水準(zhǔn)測量精度進行，本盾構(gòu)區(qū)間于2017.10月開始推進，2018年5月貫通，經(jīng)測量計算可得橫向貫通誤差為4.9mm＜±50mm，豎向貫通誤差-7.3mm＜±25mm，均符合《城市軌道交通工程測量規(guī)范》貫通誤差限差要求。在施測過程中，應(yīng)盡量降低各測量環(huán)節(jié)的偶然誤差，并注意以下幾點：①控制點埋點穩(wěn)定可靠，②控制點采用強制對中裝置，③通視條件良好（無粉塵、水霧）④施測換手測量，成果間較差小于12″[2-3]。

4 結(jié)語

在整個測量過程中，重點應(yīng)根據(jù)貫通的限差要求對地面控制測量、豎井聯(lián)系測量、地下導(dǎo)線測量三部分進行誤差的估算分配并確定相應(yīng)的測量方法和精度要。盾構(gòu)隧道是單向掘進，所以地下導(dǎo)線也為單向延伸，無法形成附和導(dǎo)線，缺少檢驗條件，只能依靠多次測量取平均值的方式提高測量數(shù)據(jù)的可靠性。而對于2公里以上的長地鐵盾構(gòu)隧道而言可依靠陀螺定向或者在已推進三分之二出鉆孔投點形成無定向?qū)Ь€增加校核條件[4]。