東洲新城隧道貫通方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720062

摘要：隧道的控制測(cè)量精度對(duì)減小隧道貫通誤差、保障洞口內(nèi)外的準(zhǔn)確銜接起著至關(guān)重要的作用。本文以杭州富陽(yáng)東洲新城隧道為工程背景，對(duì)隧道貫通控制測(cè)量方案的設(shè)計(jì)、關(guān)鍵施測(cè)技術(shù)以及隧道施工監(jiān)測(cè)的目的和具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行闡述。通過(guò)估計(jì)橫向貫通誤差和高程貫通誤差，來(lái)判斷是否符合測(cè)量技術(shù)規(guī)范。

關(guān)鍵詞：貫通方案的設(shè)計(jì)與實(shí)施；貫通誤差估計(jì)；控制測(cè)量

隧道測(cè)量是在隧道工程的規(guī)劃、勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建造和運(yùn)營(yíng)管理的各個(gè)階段進(jìn)行的測(cè)量。在隧道建設(shè)過(guò)程中，由于細(xì)部放樣、施工等因素的影響，使得相向開(kāi)挖的洞段中線(xiàn)不能理想地銜接而產(chǎn)生錯(cuò)開(kāi)的現(xiàn)象稱(chēng)為貫通誤差[1]。為了減小貫通誤差，保證隧道的正確掘進(jìn)，施工測(cè)量的各個(gè)階段必須滿(mǎn)足測(cè)量技術(shù)規(guī)范的要求。隧道的控制測(cè)量精度對(duì)減小隧道貫通誤差、保障洞口內(nèi)外的準(zhǔn)確銜接起著至關(guān)重要的作用。所以，首先要設(shè)計(jì)好洞內(nèi)、洞外平面控制測(cè)量方案以及高程控制測(cè)量方案，然后精確計(jì)算測(cè)量結(jié)果，保證能夠以高質(zhì)量的測(cè)量結(jié)果指導(dǎo)施工測(cè)量放樣，使得工程能夠順利完工。

本文以杭州富陽(yáng)東洲新城隧道為工程背景，介紹隧道貫通測(cè)量方案的設(shè)計(jì)、關(guān)鍵施測(cè)技術(shù)以及隧道施工監(jiān)測(cè)的目的和具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。

1 工程概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

富陽(yáng)市公園路向東延伸（大橋路～高爾夫路）工程起點(diǎn)位于原公園路汪家橋東北側(cè)橋頭，終點(diǎn)與高爾夫路相接，全長(zhǎng)約3.154km。其中，東洲新城隧道全長(zhǎng)1830m，隧道設(shè)計(jì)為分離式雙洞隧道，單向三車(chē)道，單洞凈寬13.5m，兩端連接道路路幅寬36～39m，主線(xiàn)道路等級(jí)為城市主干道，雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)車(chē)速50km/h。本標(biāo)段為富陽(yáng)市公園路向東延伸（大橋路～高爾夫路）工程第二標(biāo)段，主線(xiàn)起訖樁號(hào)K1+600～K3+066.611，全長(zhǎng)1466m。根據(jù)東洲新城隧道進(jìn)口與斜井標(biāo)界定的分界里程和施工情況，貫通里程定為GDK306+607。

本文控制點(diǎn)數(shù)據(jù)、線(xiàn)路數(shù)據(jù)點(diǎn)、隧道數(shù)據(jù)、圖紙等內(nèi)容均來(lái)源于杭勘院。

2 隧道貫通方案設(shè)計(jì)與實(shí)施

2.1 控制網(wǎng)的布設(shè)

在實(shí)地布設(shè)控制網(wǎng)之前，首先要在已有地形圖上進(jìn)行控制網(wǎng)設(shè)計(jì)和前期分析?？刂泣c(diǎn)的選擇要同時(shí)滿(mǎn)足GPS觀(guān)測(cè)的要求和隧道控制測(cè)量對(duì)控制點(diǎn)的要求，導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在施工干擾小、穩(wěn)固可靠的地方，點(diǎn)間視線(xiàn)應(yīng)離開(kāi)洞內(nèi)設(shè)施0.2m以上[2]。

東洲新城隧道后安山段單洞長(zhǎng)約1523m，進(jìn)口與出口分別建立了三等GPS平面控制網(wǎng)和二等高程控制網(wǎng)。洞內(nèi)采用左右洞串聯(lián)四等平面控制網(wǎng)和四等高程控制網(wǎng)。圖1為東洲新城隧道進(jìn)口洞內(nèi)控制網(wǎng)平面示意圖，501、502為進(jìn)口標(biāo)段洞外控制網(wǎng)點(diǎn)，JK1、JK3、JK5為進(jìn)口洞內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)。圖2為東洲新城隧道新增2號(hào)斜井洞內(nèi)控制網(wǎng)平面示意圖，JM613、JM616為斜井洞外控制網(wǎng)點(diǎn)，XJ01、XJ02、XJ03、XJX01、XJX03、XJX05、XJX07、XJX09為斜井洞內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)。

2.2 控制測(cè)量

洞內(nèi)控制網(wǎng)由洞口控制點(diǎn)501、JM616點(diǎn)分別引入兩洞，在洞內(nèi)每隔150m～250m設(shè)置一個(gè)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)，目前新增2號(hào)斜井洞內(nèi)共有導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)8個(gè)，見(jiàn)圖2。采用徠卡全站儀TCR402進(jìn)行平面控制測(cè)量，采用DS3型水準(zhǔn)儀進(jìn)行水準(zhǔn)控制測(cè)量，經(jīng)計(jì)算得到各導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)坐標(biāo)和高程。

2.3 貫通誤差估計(jì)

通過(guò)估計(jì)貫通誤差來(lái)判斷采用此方案是否滿(mǎn)足工程精度要求，如不滿(mǎn)足則要及時(shí)修正測(cè)量方案。

2.3.1 橫向貫通誤差估計(jì)

隧道貫通誤差受到洞外控制網(wǎng)誤差和洞內(nèi)控制網(wǎng)誤差的共同影響。洞外控制網(wǎng)采用相應(yīng)的GPS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行平差處理，洞內(nèi)控制網(wǎng)采用《南方平差易2002》進(jìn)行平差處理。處理結(jié)果表明洞外控制網(wǎng)的精度為3.4mm（小于規(guī)范中誤差35mm的限差要求），洞內(nèi)控制網(wǎng)最弱點(diǎn)的中誤差為18mm（小于規(guī)范中誤差65mm的限差要求），則最弱點(diǎn)的隧道貫通誤差為：

±3.42+182=±18.31mm（1）

《工程測(cè)量規(guī)范》GB 500262007要求長(zhǎng)度小于4000m的隧道貫通限差為100mm[3]。按照一般測(cè)量精度要求將中誤差的2倍作為限差，則規(guī)范中誤差應(yīng)為100÷2=50mm，大于最弱點(diǎn)的貫通誤差18mm。

故橫向貫通誤差滿(mǎn)足測(cè)量規(guī)范要求。

2.3.2 高程貫通誤差估計(jì)

mΔ=±14n*[ΔΔR]=±14*9[1121523]=±0.022m=±22mm（2）

《工程測(cè)量規(guī)范》GB 500262007要求長(zhǎng)度小于4000m的隧道高程貫通限差為50mm[3]。

22mm<50mm，故高程貫通誤差滿(mǎn)足測(cè)量規(guī)范要求。

3 隧道施工監(jiān)測(cè)

3.1 施工監(jiān)測(cè)的目的

在隧道貫通施工過(guò)程中，施工監(jiān)測(cè)是必不可少的程序。監(jiān)測(cè)的目的是為評(píng)價(jià)和修改支護(hù)參數(shù)、力學(xué)分析及二次襯砌施作時(shí)提供信息依據(jù)，確保施工安全和支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

3.2 施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

隧道施工監(jiān)測(cè)項(xiàng)目主要有：洞內(nèi)外觀(guān)察、拱項(xiàng)下沉及周邊收斂監(jiān)測(cè)和抗滑樁沉降觀(guān)測(cè)。

3.2.1 洞內(nèi)外觀(guān)察

已施工區(qū)段觀(guān)察和開(kāi)挖工作面觀(guān)察為洞內(nèi)外觀(guān)察（地質(zhì)和支護(hù)狀態(tài)觀(guān)察）的兩個(gè)主要部分。每天進(jìn)行一次已施工區(qū)段觀(guān)察，對(duì)鋼架、錨桿和噴射砼的狀況進(jìn)行觀(guān)察，記錄觀(guān)察的情況。對(duì)開(kāi)挖工作面的觀(guān)察應(yīng)在每次開(kāi)挖后進(jìn)行，內(nèi)容包括圍巖巖性、產(chǎn)狀、變形、圍巖風(fēng)化變質(zhì)情況、節(jié)理裂隙發(fā)育、斷層分布和形態(tài)、地下水情況、工作面穩(wěn)定狀量態(tài)、底板情況、及噴射砼的效果等，觀(guān)察后應(yīng)填寫(xiě)工作面狀態(tài)記錄表、圍巖類(lèi)別識(shí)別卡及繪制開(kāi)挖工作面地質(zhì)素描圖。

3.2.2 拱項(xiàng)下沉及周邊收斂監(jiān)測(cè)

拱頂下沉及周邊收斂監(jiān)測(cè)應(yīng)在同一斷面進(jìn)行，并采用相同的監(jiān)測(cè)頻率。根據(jù)《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)則》[4]要求，結(jié)合東洲新城隧道具體情況，確定各級(jí)圍巖拱頂下沉及周邊收斂監(jiān)測(cè)頻率，巖層變化處應(yīng)加大監(jiān)測(cè)頻率。

每次監(jiān)測(cè)結(jié)果應(yīng)記錄，并根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果計(jì)算收斂速度。

3.2.3 抗滑樁沉降觀(guān)測(cè)

抗滑樁是穿過(guò)滑坡體深入于滑床的樁柱，用以支擋滑體的滑動(dòng)力，起穩(wěn)定邊坡的作用，是一種抗滑處理的主要措施。根據(jù)滑體的厚薄、推力大小、防水要求及施工條件等可選用木樁、鋼樁、混凝土及鋼筋混凝土樁作為抗滑樁。東洲新城隧道的抗滑樁所選用的是混凝土樁，在抗滑樁頂部用反光片和突出的鋼筋做標(biāo)志。首先，選擇空曠開(kāi)闊地面，互相通視，架好儀器并整平，后視兩個(gè)已知坐標(biāo)點(diǎn)，用后方交會(huì)的方法來(lái)測(cè)出測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)。要求已知點(diǎn)與測(cè)站點(diǎn)連線(xiàn)組成的夾角最好是在30度到120度范圍內(nèi)，三個(gè)點(diǎn)不要在同一個(gè)圓上，當(dāng)然已知點(diǎn)越多交會(huì)出來(lái)的結(jié)果就越準(zhǔn)。接著瞄準(zhǔn)抗滑樁之前所做的標(biāo)志，由于在抗滑樁上無(wú)法架棱鏡，所以使用免棱鏡模式進(jìn)行觀(guān)測(cè)，（注：進(jìn)行免棱鏡觀(guān)測(cè)時(shí)要將目標(biāo)高改為0m）。觀(guān)測(cè)值包括里程，支距和標(biāo)高，用所測(cè)得的數(shù)據(jù)與上一次的數(shù)據(jù)做對(duì)比，變化量單次不能超過(guò)2mm，累計(jì)不能超過(guò)20mm。

4 結(jié)語(yǔ)

為了保證隧道正確掘進(jìn)，施工測(cè)量的各個(gè)階段必須滿(mǎn)足測(cè)量技術(shù)規(guī)范的要求。隧道的控制測(cè)量精度對(duì)減小隧道貫通誤差、保障洞口內(nèi)外的準(zhǔn)確銜接起著至關(guān)重要的作用。本文以東洲新城隧道工程為實(shí)例，介紹了隧道貫通項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)與具體實(shí)施，主要包括控制網(wǎng)的布設(shè)、控制測(cè)量的具體方法、貫通誤差的估計(jì)、隧道施工監(jiān)測(cè)的目的及具體監(jiān)測(cè)項(xiàng)目等。本文的技術(shù)方法可為從事隧道貫通測(cè)量的技術(shù)人員提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘇濤，長(zhǎng)大隧道控制測(cè)量方案設(shè)計(jì)與貫通誤差估計(jì)[J].測(cè)繪地理信息，2013，28（2）：3234.

[2]胡云崗，陳軍，趙仁亮，等.地圖數(shù)據(jù)縮編更新中道路數(shù)據(jù)匹配方法[J].武漢大學(xué)·信息科學(xué)版，2010，35（4）：451456.

[3]“工程測(cè)量規(guī)范”GB500262007.

[4]“鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)則”（TBJ10892）.

作者簡(jiǎn)介：楊瑞紅（1988），女，漢族，河南濮陽(yáng)人，碩士，助教，河南工業(yè)和信息化職業(yè)學(xué)院，研究方向：地理信息系統(tǒng)應(yīng)用。