地鐵盾構(gòu)隧道橫向貫通誤差預(yù)計(jì)

王雙雨 李志超 閆陽(yáng)陽(yáng)

摘要：地鐵盾構(gòu)隧道工程具有條件復(fù)雜、工期長(zhǎng)、施工作業(yè)面窄小等特點(diǎn)。橫向貫通誤差對(duì)隧道施工的影響最為重要，本文通過(guò)分析各階段控制測(cè)量工作對(duì)橫向貫通誤差的影響，結(jié)合工程案例探討如何進(jìn)行貫通誤差預(yù)計(jì)。

關(guān)鍵詞：地鐵;盾構(gòu)隧道;橫向貫通誤差;預(yù)計(jì)

一、引言

地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)一般是從車站向臨近的車站單向掘進(jìn)或從兩個(gè)車站向中間風(fēng)井掘進(jìn)，隧道掘進(jìn)相通之處的橫斷面稱為貫通面，開挖的施工中線在貫通面處無(wú)法按照設(shè)計(jì)中線銜接產(chǎn)生的偏差稱為貫通誤差。對(duì)于地鐵施工來(lái)說(shuō)，橫向貫通誤差如果超過(guò)規(guī)范要求的數(shù)值，會(huì)引起隧道中線的改變，產(chǎn)生兩端襯砌無(wú)法銜接或隧道內(nèi)結(jié)構(gòu)侵界的情況。

二、盾構(gòu)隧道橫向貫通誤差的來(lái)源和分配

假設(shè)隧道總的橫向貫通中誤差限值為，則總的橫向貫通中誤差限值即為

地面控制測(cè)量誤差引起的橫向貫通中誤差允許值為，聯(lián)系測(cè)量引起的誤差允許值為，洞內(nèi)導(dǎo)線引起的誤差允許值為。對(duì)影響隧道橫向貫通誤差的因素按照“等精度影響原則”考慮，則。按照誤差傳播律得到

三、各階段平面控制測(cè)量貫通中誤差預(yù)計(jì)

3.1 地面控制網(wǎng)橫向貫通中誤差預(yù)計(jì)

地面控制網(wǎng)可以按照單導(dǎo)線法估算對(duì)橫向貫通誤差的影響。布設(shè)在區(qū)間兩端的一條單導(dǎo)線，為進(jìn)出洞口點(diǎn)，按照精密導(dǎo)線測(cè)量方法測(cè)量各邊的夾角和邊長(zhǎng)，測(cè)角中誤差為，邊長(zhǎng)的測(cè)量中誤差為，可以按照式（4）估算地面控制網(wǎng)對(duì)橫向貫通誤差的影響值。

3.2 聯(lián)系測(cè)量橫向貫通中誤差預(yù)計(jì)

聯(lián)系測(cè)量在貫通面上引起的橫向貫通中誤差可以表示為

3.3 洞內(nèi)導(dǎo)線橫向貫通中誤差預(yù)計(jì)

盾構(gòu)隧道工程洞內(nèi)導(dǎo)線布設(shè)形式主要有單導(dǎo)線、導(dǎo)線環(huán)，其中導(dǎo)線環(huán)是由多個(gè)單導(dǎo)線構(gòu)成，對(duì)洞內(nèi)導(dǎo)線橫向貫通中誤差預(yù)計(jì)一般按照單導(dǎo)線進(jìn)行估算，如圖1所示。

圖中、為底板聯(lián)系測(cè)量控制點(diǎn)，E為貫通點(diǎn)，共觀測(cè)個(gè)角度，分別為;觀測(cè)條邊長(zhǎng)，分別為。為了估算方便，假設(shè)洞內(nèi)導(dǎo)線布設(shè)成等邊直伸導(dǎo)線。由洞內(nèi)導(dǎo)線引起的橫向貫通中誤差一般可以表示為

四、工程實(shí)例

某盾構(gòu)區(qū)間長(zhǎng)度約為1124m，地面平面控制網(wǎng)布設(shè)成附合導(dǎo)線，按照《工程測(cè)量規(guī)范》四等導(dǎo)線技術(shù)要求施測(cè)。采用單導(dǎo)線法估算地面平面控制網(wǎng)的橫向貫通中誤差，把地面導(dǎo)線點(diǎn)和導(dǎo)線邊投影到貫通面上，得到每個(gè)點(diǎn)到貫通面的距離和投影邊長(zhǎng)，見表1。

四等導(dǎo)線的測(cè)角中誤差為，測(cè)距相對(duì)中誤差，將表1中的結(jié)果代入公式（4），可求得橫向貫通中誤差

在盾構(gòu)接收前共獨(dú)立進(jìn)行4次聯(lián)系測(cè)量，地下定向邊方位角中誤差取值8″，地下近井點(diǎn)到貫通面的垂直距離。地下定向邊的方位角中誤差，按式（5）計(jì)算由聯(lián)系測(cè)量引起的橫向貫通中誤差

井下定向邊長(zhǎng)度約80m，洞內(nèi)導(dǎo)線按單導(dǎo)線布設(shè)，導(dǎo)線邊長(zhǎng)平均為150米，共8個(gè)測(cè)站，地下近井點(diǎn)到貫通面的垂直距離。按式（6）計(jì)算由洞內(nèi)導(dǎo)線引起的橫向貫通中誤差

規(guī)范要求地鐵隧道工程的橫向貫通中誤差為50mm?？紤]施工控制測(cè)量各階段引起的橫向貫通誤差，按式（2）計(jì)算出總橫向貫通中誤差

五、結(jié)束語(yǔ)

控制測(cè)量技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)可采取以下措施：（1）提高地面控制網(wǎng)測(cè)量等級(jí)，用坐標(biāo)權(quán)函數(shù)法對(duì)貫通誤差進(jìn)行嚴(yán)密估算;（2）增加聯(lián)系測(cè)量次數(shù);（3）隧道內(nèi)布設(shè)雙導(dǎo)線，導(dǎo)線邊盡可能長(zhǎng)，減少測(cè)站數(shù);（4）洞內(nèi)加測(cè)陀螺方位角。

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