杜玉珊 夏晟 李云超 王奔 郭偉

中鐵隧道局集團(tuán)三處有限公司 廣東深圳 518101

本文贅述了項(xiàng)目的綜合概述、控制網(wǎng)測(cè)量、 端鋼殼安裝測(cè)量等幾個(gè)方面，提出了幾點(diǎn)粗略見(jiàn)解，以供研究參考，歡迎批評(píng)指正。

1 工程概述

該研究選用深中通道項(xiàng)目東人工島堰筑段內(nèi)主體結(jié)構(gòu)沉管對(duì)接處端鋼殼，該處位于半徑5000m的平曲線上，寬55.467m、高10.638m，是目前國(guó)內(nèi)在建沉管隧道項(xiàng)目中斷面尺寸最大的沉管對(duì)接端。端鋼殼H型鋼環(huán)向共分為12段制造，其中頂板、底板由3段16m長(zhǎng)的H型鋼組成，4個(gè)掖角處為L(zhǎng)型，側(cè)墻部分由2段7m長(zhǎng)的H型鋼殼節(jié)段組成。鋼殼面板由28塊組成，除掖角范圍外每段長(zhǎng)度均為5m。端鋼殼安裝作業(yè)在長(zhǎng)9m、寬62m、深18m的基坑內(nèi)進(jìn)行。由于基坑內(nèi)自上而下共設(shè)置5道支撐梁、6根格構(gòu)立柱樁，加之基坑周邊砼圍檁、支撐梁、立柱、棧橋板等支撐體系對(duì)測(cè)量視線的影響，基坑內(nèi)可用于端鋼殼安裝控制網(wǎng)布設(shè)的實(shí)際有效空間只有6.3m×35m的范圍，由此導(dǎo)致端鋼殼控制面板距測(cè)量觀測(cè)墩的最近距離只有5.8m，最大觀測(cè)仰角達(dá)到55°，大大增大了端鋼殼安裝精度測(cè)控難度。

2 控制網(wǎng)測(cè)量

控制點(diǎn)均采用強(qiáng)制觀測(cè)墩形式，平面控制網(wǎng)測(cè)量采用徠卡高精度全站儀TM50進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)，此方法可減小人為照準(zhǔn)誤差、提高測(cè)量作業(yè)效率。以首級(jí)控制點(diǎn)為起算點(diǎn)和檢核點(diǎn)，依次對(duì)加密點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。由于部分加密點(diǎn)位于基坑底部，上下高差達(dá)18m，需在基坑頂部支撐梁上搭設(shè)平臺(tái)，采用光學(xué)或激光垂直投點(diǎn)儀進(jìn)行投點(diǎn)測(cè)量。投點(diǎn)時(shí)選取多方向180°連線取中作為最終投點(diǎn)結(jié)果。測(cè)量前對(duì)投點(diǎn)儀器和棱鏡進(jìn)行自檢，合格后方可施測(cè)。平面控制網(wǎng)按《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-2018）中三角形網(wǎng)之三等精度要求施測(cè)要求執(zhí)行[1]。高程控制網(wǎng)按《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》（GB12897-2006）中二等水準(zhǔn)精度要求執(zhí)行，以首級(jí)控制網(wǎng)中的一等水準(zhǔn)點(diǎn)為起算點(diǎn)和檢核點(diǎn)，依次對(duì)加密點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，形成閉合水準(zhǔn)路線[2]?；痈叱躺舷聜鬟f采用鋼尺進(jìn)行，鋼尺下掛件為50N拉力的吊錘，使用前經(jīng)專業(yè)部門(mén)檢定合格?；禹敽突拥變膳_(tái)水準(zhǔn)儀進(jìn)行同步讀數(shù)，每次獨(dú)立觀測(cè)六個(gè)測(cè)回，每測(cè)回時(shí)應(yīng)變動(dòng)儀器高，要求六個(gè)測(cè)回測(cè)得的高差較差小于3mm。計(jì)算高差前，按下列公式對(duì)鋼尺尺長(zhǎng)進(jìn)行溫度及張力改正：

溫度改正值=實(shí)際測(cè)定值×尺帶膨脹系數(shù)0.0000115×（溫度-20℃）

張力改正值=（實(shí)際測(cè)定張力-標(biāo)準(zhǔn)張力50）×實(shí)測(cè)距離÷（伸縮彈性力205800×尺帶的截面面積2.52）

3 端鋼殼安裝測(cè)量

3.1 大仰角測(cè)量方法

由于堰筑段基坑內(nèi)端鋼殼安裝作業(yè)空間狹窄、上下高差大，造成全站儀觀測(cè)頂板時(shí)的仰角過(guò)大（最大約55°），為有效解決仰角過(guò)大對(duì)觀測(cè)精度的影響，按下述兩種方法對(duì)面板上標(biāo)注的特征點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量和比對(duì)驗(yàn)證。①全站儀+彎管目鏡+吸附式棱鏡測(cè)量。測(cè)量端鋼殼頂部面板上的特征點(diǎn)時(shí)，在全站儀（徠卡tm50/0.5″）上配置彎管目鏡解決人工照準(zhǔn)問(wèn)題，在特征測(cè)點(diǎn)上吸附可360°調(diào)整方向的高精度棱鏡解決方向?qū)?zhǔn)問(wèn)題。②投點(diǎn)儀+鋼尺讀數(shù)測(cè)量。在支撐梁上架設(shè)光學(xué)投點(diǎn)儀（徠卡WILD ZL天頂儀/0.5mm：100m），在端鋼殼頂板與底板上投點(diǎn)并采用檢核過(guò)的鋼尺進(jìn)行多方向讀數(shù)，最終取平均值。③驗(yàn)證結(jié)果。經(jīng)上述方法驗(yàn)證，第一組差值為0.5mm，第二組差值為1.0mm，第三組差值為0.7mm，平均值為0.8mm，說(shuō)明水平距離6.5m、高差10.6m時(shí)，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響在1mm內(nèi)。

3.2 端鋼殼預(yù)埋件的安裝測(cè)量

根據(jù)端鋼殼預(yù)埋件分段位置，在H型鋼預(yù)埋件上布設(shè)32個(gè)測(cè)點(diǎn)（均為預(yù)埋件的首端、中心、尾端的特征點(diǎn)），安裝過(guò)程中，可視現(xiàn)場(chǎng)需求予以加密。首先根據(jù)標(biāo)定的基準(zhǔn)線對(duì)端鋼殼H型鋼預(yù)埋件進(jìn)行粗定位，然后采用“全站儀+彎管目鏡+吸附式棱鏡”方式進(jìn)行反復(fù)精調(diào)，直至各部位精度滿足限差要求。端鋼殼底部和側(cè)墻底部預(yù)埋件的安裝高程采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行控制，端鋼殼頂部及側(cè)墻上部預(yù)埋件的安裝高度采用“吊尺+水準(zhǔn)儀”方式進(jìn)行控制。吊尺時(shí)實(shí)時(shí)調(diào)整輔助裝置位置，使尺面貼緊端鋼殼端面，讀取吊尺下端的尺數(shù)，同時(shí)讀取端鋼殼構(gòu)件端面處的尺面數(shù)據(jù)，推算端鋼殼構(gòu)件端面的高程。

3.3 端鋼殼面板安裝測(cè)量

為控制面板的安裝精度，須沿端鋼殼面板設(shè)計(jì)中心線按1m間距布設(shè)128個(gè)測(cè)點(diǎn)，并依次編號(hào)，采用全站儀精確測(cè)量各測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，作為面板安裝測(cè)量依據(jù)。端鋼殼H型鋼預(yù)埋件安裝完成后，對(duì)H型鋼構(gòu)件內(nèi)緣及外緣的三維空間姿態(tài)進(jìn)行復(fù)測(cè)，并根據(jù)復(fù)測(cè)成果進(jìn)行擬合；通過(guò)比對(duì)分析內(nèi)、外側(cè)擬合結(jié)果，選取最佳擬合面作為端鋼殼面板安裝的理論控制面，并將各測(cè)點(diǎn)偏差予以標(biāo)識(shí)，以便現(xiàn)場(chǎng)施工人員進(jìn)行打磨修補(bǔ)處理。面板初定位時(shí)，須安排測(cè)量人員進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)。完成每塊面板的初定位后，及時(shí)在H型鋼構(gòu)件上焊接“卡瑪”工裝卡住面板（“卡瑪”呈上下交錯(cuò)布置，間距0.8m）；所有面板安裝完成后，采用“全站儀+彎管目鏡+定制吸附式棱鏡”相互配合的方法進(jìn)行精調(diào)；精調(diào)每塊面板時(shí)，測(cè)點(diǎn)按橫向間距1m、上中下三點(diǎn)為一組的方式進(jìn)行布置，通過(guò)“卡瑪”進(jìn)行微調(diào)，直至測(cè)量數(shù)據(jù)和理論控制面之間的偏差小于1mm后，方可點(diǎn)焊固定（焊點(diǎn)間距為1m），依此完成所有面板的點(diǎn)焊固定[3]。整環(huán)面板精調(diào)完成后，精確測(cè)定全部128個(gè)測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)并進(jìn)行三維擬合分析，確保平整度、橫向傾角、豎向傾角等測(cè)量指標(biāo)滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行加焊及滿焊。

4 結(jié)語(yǔ)

深中通道S03合同段，針對(duì)深基坑狹小空間內(nèi)沉管對(duì)接端端鋼殼安裝精度管控，提出的測(cè)控技術(shù)方案是切實(shí)可行的，實(shí)踐結(jié)果表明，該技術(shù)能將端鋼殼面板最終的平整度控制在5mm以內(nèi)，橫向傾斜度、豎向垂直度均在3mm以內(nèi)，滿足GINA止水帶壓接后的止水要求。