隧道贯通

隧道贯通（精选10篇）

隧道贯通 篇1

摘要：结合某隧道工程概况,通过对贯通测量要求的分析,就贯通误差估算作出总结,同时对洞外控制测量和洞内控制测量进行了研究,以期使得隧道控制测量取得良好的成效,同时为长大隧道控制测量积累经验。

关键词：隧道,控制测量,贯通误差

1 工程概况

大瑶山三号隧道全长8 387 m,其中进口施工4 700 m,出口施工3 687 m。隧道进出口段采用平行导坑设计,平行导坑距正洞50 m。三号隧道进口地处斜坡陡峭的沟壑之中,测量路线交通不便,给洞口选点带来一定难度;出口相对平坦,有利于洞内外导线的联测。由于地形限制,隧道周边没有增设斜井的条件,导致最终单一工作面需单独开挖4 000余米,独特的施工环境对施工组织等带来很大的挑战,同时带来的测量路线长距离无闭合平差条件,在国内也尚属首次。

2 贯通测量的要求

2.1 纵向贯通要求

铁路隧道的纵向贯通误差影响隧道中线长度,只要它不低于线路定测精度的1/2 000,就能满足铺轨的要求,不会对线路坡度造成有害影响。因此在《测规》中没有单独列出纵向贯通要求。

2.2 横向贯通要求

大瑶山三号隧道横向贯通限差为200 mm,横向贯通中误差Δ=100 mm,按照等影响原则可得洞内外横向贯通中误差mw,mn:

2.3 竖向贯通要求

无论隧道长短,竖向贯通限差均为50 mm,中误差为±25 mm,洞外和洞内水准测量的误差对于高程贯通精度按等影响的原则分配。洞外、洞内高程贯通中误差为:

3 贯通误差的估算

3.1 横向贯通误差的估算

根据洞内测量的精度要求和通视条件等因素,开工初期暂定导线点间距为400,洞内导线路线全长8 387 m,作业精度按测角中误差1″,两边相对中误差1/50 000。

测角误差引起的横向贯通中误差:

测边误差引起的横向贯通中误差:

导线测量误差对横向贯通精度的总影响值:

由此可见,真伸型洞内导线的测量测边误差对横向贯通误差基本可以忽略不计,而测角误差对横向贯通误差起着决定性的因素,必须选择合适的仪器、方案,才能达到所必须的测角精度,从而保证洞内横向贯通误差符合要求。

3.2 竖向贯通误差的估算

通过洞内外水准路线的长度确定水准精度,计算如下:

由上式可见,水准精度要求较高,洞外需采用二等及以上水准测量,洞内需采用三等及以上水准测量,方能保证竖向贯通误差的要求。

4 测量方案

4.1 洞外控制测量

4.1.1 平面控制测量

平面控制测量采用GPS复测。复测时使用四台Trimbel4600型单频接收机。同步作业图形之间采用边连接和网连接相结合的方式,按GB/T 18314-2001全球定位系统GPS测量规范中的B级GPS测量技术要求执行。

GPS数据处理包括基线处理和内业平差两方面:

1)基线处理采用Trimbel型GPS接收机的随机软件《Trimbel Geomatics Office》进行。

2)外业成果验算。每天外业观测结束后随即进行基线解算,检验同步环、异步环、重复基线的闭合差与互差,其差值均在允许范围内。

3)内业平差采用武汉测绘大学的《科傻GPS数据处理系统》进行计算。a.GPS控制网的三维无约束平差。把参加平差的所有独立基线,先在GPS通用的WGS 84椭球坐标下进行三维无约束平差,主要目的是检验GPS网的内符合精度情况,剔除粗差等b.以1954年北京坐标系为基础的工程独立坐标系二维约束平差。在控制网平差时应做到与设计院原成果基准的一致性,设计院原成果采用北京54椭球,中央子午线为113°20′00″,投影面大地高为230 m。我标段内共有设计GPS点6个,分别为GSII566,GSII567,GSII568,GSII569,GSII570,GSII571。计算时首先采用3个已知点(GSII566,GSII568,GSII569)进行二维约束平差,经比较其余三点的复测成果与设计成果吻合良好;然后采用6个设计点进行二维约束平差计算其余加密点的坐标。c.控制网成果的检核。为了检核控制网的可靠性,我们采用Leica TCA1800全站仪在控制网中复核了部分距离和角度,其角度距离差值均在允许范围内。

4.1.2 水准基点复测

采用Leica DNA03型电子水准仪配合铟钢条码尺,按铁建设[2003]13号京沪高速铁路测量暂行规定二等高程测量规范标准进行复测。由其中一水准基点起算,采用附合路线闭合到另一水准基点,经结果比对,差值在允许范围内。

4.2 洞内控制测量

4.2.1 控制点的布设

根据精度要求及现场环境,控制点的间距控制在400 m左右,每个里程分别埋设左右两点,通过交叉观测,形成菱形导线,如图1所示。

水准基点每400 m设置一个,一般与平面导线控制点共用,这样便于查找和维护,同时方便施工放样时运用三角高程。

4.2.2 外业测量

1)水平角观测。水平角测量采用方向观测法观测6测回～9测回。

方向观测法每个测回的零方向读数,应均匀分配在度盘的不同位置上。每测回间零方向的变动值应为:

DJ1型仪器:m180°+i′+(i2 m)″;(i=4′)。

其中,n为测回数;i′为度盘最小分划值;i″为测微器秒格的全分划数。

水平方向观测超过规定时,应在原测度盘位置上重测,重新观测时,不应记重测数。

同时为了消除人为对中误差的影响,三个测回后,仪器和前后视都要进行二次对中。读数过程中采用双照准双读数的方法,防止粗差产生。当出现洞内烟尘过大,目标漂浮无法确定时,一定要停止观测,不可将就,另选合适时段进行。

2)距离测量。距离测量采用全站仪测距,并与测角同步。往返观测各四个测回,一测回是指正倒镜照准目标两次读数四次。

观测值的气象改正可由全站仪自动计算完成。

考虑到洞内空气密度不均和洞内外温差、洞内湿度等方面的影响,测量前一定要让仪器充分晾露。测量过程中要严格注意视线范围内有无不良反射体、机械热源和旁折光等影响,同时测距电源启动后要停止使用对讲机。

4.2.3 平差计算

洞内导线平差宜采用条件平差或间接平差,也可采用近似平差。条件平差可采用专业软件进行,原因是:1)计算速度快;2)可以减少人为发生错误的可能。现场应用中我们采用南方平差易2005进行平面和水准平差,同时通过人工近似平差进行校核,在提高了平差效率的同时也保证了数据的准确性。

5 结语

大瑶山三号隧道于2008年11月27日全线贯通,贯通面DK1929+283,距离进出口距离分别为4 700 m和3 687 m,通过监理单位验收,实际贯通结果均优于估算成果。

实践证明,隧道控制测量,只要加强各项技术措施,合理计划、精心作业,定能取得好的成效。同时,也为今后长大隧道的控制测量积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]金海仙.GPS在长隧道的洞外测量[J].山西建筑,2008,34(7):359-360.

隧道贯通 篇2

继我中铁十四局集团第四工程有限公司承建的磨湾1#隧道左线在吕梁环城高速公路全线率先贯通之后，由我四公司承建的磨湾2#隧道左线于10月21日顺利贯通，成为吕梁环城高速公路全线第一家贯通的中长隧道。

磨湾2#隧道左线，穿越黄土覆盖区，最大埋深50.7米，全长654米，其中V级浅埋段247米，占隧道全长的37.7%，洞口仰坡陡立，冲沟发育，偏压严重，黄土破碎，垂直节理发育，综合风险评定Ⅲ级，属高度风险等级隧道。施工过程中，采用台阶分部弧形开挖法，严格执行“先探测、管超前、短进尺、弱扰动、强支护、快封闭、勤量测”的原则，在吕梁市委市政府、建管处的亲切关怀和帮助下，我们合理安排，精心管理，三次优化开挖方法，两次完善出洞方案，严格执行山西省交通厅强制性要求，用“短、紧、快、勤”的模式，采取各种有效措施，克服了严重偏压、沉降量大、初支变形大、穿越粉土层、逆坡出洞的施工难题，经过283个工作日的顽强拼搏，取得了全线中长隧道率先贯通的阶段性胜利，顺利完成了建管处十月底中长隧道贯通的战斗任务。

吕梁环城高速公路建管处为表彰我中铁十四局集团四公司的战绩，特发来喜报祝贺，文中说十四局四公司是一支敢打硬仗、不怕吃苦的铁字头队伍，自参加吕梁环城高速施工以来，保持了“零事故”的预期目标，现场安全质量管理高起点、高标准，严格规范化管理。在工程施工中，项目部对各项工作、各道工序、各个施工队伍、班组精心组织，精心施工，组织得力，效果显著，成绩喜人。在我吕梁环城高速公路建设管理处组织的“全体总动员、大干两百天、建好环城路、服务吕梁山”的劳动竞赛中，四次的综合评比均取得第一名的好成绩，成功卫冕“标兵单位”称号，贵公司用实际行动捍卫了国家队的荣誉，不愧为建筑业的排头兵。望贵公司务必戒骄戒躁，继续再接再厉，拼搏奉献，呵护亮点，捍卫荣誉，在吕梁环城高速公路大决战的时刻，勇做标兵，敢于争先，取得更大的胜利，为吕梁环城高速建设做出更大成绩。

吕梁环城高速公路位于山西省吕梁市，全长42.65公里，是山西省“三纵十一横十一环”高速公路网的重要组成部分。它的建成对促进吕梁老区经济发展和煤炭资源运输等具有十分重要的意义。

隧道贯通 篇3

关键词：软弱围岩；小净距；贯通；CD

一、软弱围岩小净距公路隧道技术

小净距隧道施工难度、工期和造价略高于分离式隧道，一般低于连拱隧道。在地形条件受制约时，小净距隧道是一种较好的隧道结构形式。小净距隧道在软弱围岩地质层中施工的难点、重点是合理选取开挖顺序、控制爆破作业，确保隧道开挖过程围岩的稳定，减小两隧道之间由于净距较小引起的围岩变形、爆破震动等不利因素。对于低类别围岩、软弱、破碎围岩来说，重在确定合理的开挖顺序，减少对围岩的扰动；对于高类别围岩、坚硬、完整围岩，重在控制爆破振动对围岩稳定性的影响。

为确保开挖过程中围岩的稳定性，减小因隧道间距小引起的围岩变形、爆破震动等不利因素，满足小净距隧道中央岩特有的加固要求，一般情况下，I、II类围岩采用正向单侧壁导坑法的开挖方法，Ⅲ类围岩采用反向单侧壁导坑的开挖方法，IV、V、VI类围岩采用超前导坑预留光面层的开挖方法。）对于I、II类围岩，宜采用正向单侧壁导坑法，该法有利于及早对中夹岩柱进行加固，及早对中夹岩柱进行监控量测，为开挖后存在的风险提供超前预报，以便及时处理。当遇隧道断面较大、围岩条件较差、隧道浅埋、地下水丰富时，围岩难以自稳，应对围岩进行超前预加固、地表加固或对单侧侧壁的上、下台阶进—步采用分步开挖。当围岩状况较好，掌子面稳定性好，为发挥大型设备的优势，加快施工进度，也可以将单侧侧壁的上、下台阶合为一步开挖或采用上下台阶与正向单侧壁导坑组合法，但应控制开挖进尺。除此之外施工过程中，应加强防排水措施，并且在后行洞施作过程中尽快使初期支护落地封闭，仰拱及仰拱回填及时跟进，确保及早封闭成环。小净距隧道施工工序控制很重要，通过正确安排双洞的开挖、支护的间隔和顺序，可以有效控制两隧道之间由于净距较小引起的围岩变形，保证隧道结构。

二、软弱围岩小净距公路隧道贯通施工技术应用

（一）工程概况

某隧道为三车道小净距公路隧道，该隧道围岩类别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类三种，其中，Ⅱ类围岩段主要分布为砂土状强风化岩，局部见节理发育带，呈角砾碎石状松散结构，围岩易坍塌，处理不当会出现大坍塌，浅埋时易出现地表沉降甚至冒顶。

（二）施工技术

1、开挖技术

贯通段剩余30m时，进出口两侧同时采用四台阶CD法，两侧对称开挖，以保证贯通时临时中隔壁顺接。先开挖隧道一侧，施做径向锚杆、超前注浆小导管、锁脚锚管，以及临时中隔壁，然后施做另一侧。鉴于隧道围岩较差，将整个断面分为四台阶、8块，先进行右侧1、2、3部开挖、支护，再进行左侧4、5、6部开挖、支护（隧道另一侧先开挖左侧），为保证拱架落脚处牢固、稳定，打设锁脚锚管，并将型钢拱架根部加工为扩大拱脚的形式，这样能有效的限制拱顶沉降变形。待上部三台阶完成后，拆除临时中隔壁，分左、右幅进行仰拱部位的开挖、支护。具体施工步骤如图1所示。

贯通段剩余15m时，单向施工，并施做I部临时横撑，封闭I部初支，并抵御侧压引起的收敛。1部（最先贯通的部位）增设I20型钢拱架临时横撑，喷混20cm，使1部初支拱架封闭成环，拱脚增设锁脚锚管，并完成注浆，如图2所示。

贯通段采用超前小导管，在贯通体上方形成空间交叉的棚架作用，对贯通后围岩起支撑作用，本段型钢拱架上台阶拱脚，进行扩大拱脚处理，在型钢侧面焊接垫板，增加拱架接地面积，减小拱架沉降变形。对于贯通体，打设超前探孔，确定贯通体实际厚度，及围岩情况，根据贯通体实际体量及围岩情况，进行专项爆破设计，采用弱爆破技术进行爆破。

2、中岩柱加固

小净距隧道围岩的受力、变形特征与隧道断面型式、断面尺寸、围岩类别、隧道埋深、中夹岩柱体厚度、开挖方式、支护型式和参数选取等众多因素有关。其中，小净距隧道与普通分离式隧道的主要区别是，前者中夹岩柱体的厚度较薄，因施工过程中的多次扰动而成为受力薄弱环节。当围岩类别较低，岩柱较薄时，其中夹岩柱体将形成贯通的塑性区，严重影响围岩的稳定性。针对本隧道施工中左右洞室相互影响较大，尤其是出口端中夹岩柱较薄，且为V级围岩。预应力对拉锚杆主要用于测设线距离W=6.5 m～9.5 m范围内Ⅳ级围岩地段，对拉锚杆采用φ25中空注浆锚。先行洞开挖后进行对拉锚杆钻孑L、杆体安装、锚固端固定及注浆加固，后行洞开挖露出锚杆端部，再对锚杆施加预应力。施加预应力要求不小于100 kN，锚杆杆体拉断荷载不小于180 kN，延伸率不小于6%；注浆压力1 MPa～2 MPa，施工期间加强对中间岩柱的稳定性监测，确保施工安全。

3、超前小导管注浆

超前小导管采用φ42无缝钢管，长度和环向间距必须满足设计要求。其施工方法为：小导管制作：管壁每隔10cm～20cm交错钻眼，眼孔间距为φ6～8mm。钻孔及插管：注浆管采用风枪钻孔插打或风枪顶入两种方式进行，土质松软时采用风枪直接将钢管顶入；土质较硬时采用风枪钻孔插管，即沿隧道纵向开挖轮廓线向外以10°～30°的外插角钻孔，将小导管打入地层。堵塞而影响注浆效果，注浆前采用高压风清洗注浆管。注浆：在小导管前安设分浆器，一次可注入3～5根小导管，注浆压力由小到大，从开始0Mpa升到终止压力1.5Mpa，稳压3min，流量计显示注浆量较小时，即可结束注浆。必要时可在孔口处设置止浆塞，止浆塞应能承受规定的最大注浆力或水压；注浆时由两侧对称向中间进行，自下而上逐孔注浆，如有窜浆或跑浆时，采用间隔注浆，最后全部完成注浆。

4、初期支护

格栅钢架采用自制模型进行加工成形，加工后进行试拼。沿隧洞周边轮廓误差±3cm，各单元用螺栓连接的螺栓孔中心间距公差不超过±0.5mm。钢架平放时，平面翘曲小于±2cm。

（三）监控量测

该隧道施工监控量测的项目有：工程地质及现状观测，周边收敛位移量测，拱顶下沉量测，地表下沉量测，钢支撑、锚杆应力及喷层表面应力量测，二次衬砌内应力、表面应力及裂缝观测。通过量测数据的分析处理，可以判断围岩和支护系统是否稳定，掌握围岩稳定性变化规律，提出改进支护、衬砌设计的参数和施工方法，确定二次衬砌和仰拱的施作时间。施工过程中根据监控量测数据及时调整施工方案，如岭上隧道进口断面ZK101+320自2013年12月13日至2014年1月24日，通过净空收敛观测，发现水平收敛速率超出限定值，最大收敛速率为4.23mm/d，并且收敛速率有进一步增大的迹象，水平收敛累计值已达到21.42mm；进口断面ZKIO1+360自2014年1月7日至1月12日，通过净空收敛观测，发现水平收敛速率超出限定值，最大收敛速率为29.09mm/d，水平收敛累计值已达到58.85mm。对此采取及时跟进二衬，有效阻止了变形的继续发展。

参考文献：

[1]樊宇，叶春琳.软弱围岩小净距公路隧道贯通段施工技术研究[J].公路，2013年7期.

隧道贯通测量误差预计方案 篇4

我国是一个地域辽阔, 多山的国家, 交通运输发展很快, 新修建的铁路为缩短建设里程, 改善线路走向及保护环境.隧道工程既能保证行车安全又可防止滑坡、泥石流及提高行车速度和安全的可靠性, 还能与周围的环境相协调, 保证自然景观的完善。由于测量过程中不可避免地带有误差, 因此, 贯通实际上总是存在偏差的, 隧道贯通的接合处的偏差可能发生在空间的三个方向上, 即沿隧道中心线的长度偏差, 垂直于隧道中心线的左右偏差 (水平面内) 和上下偏差 (垂直面内) , 第一种偏差只对贯通在距离上有影响, 对隧道贯通质量没有影响, 而后二种方向上的偏差对隧道有着直接的影响, 所以这两种方向上的偏差又称贯通重要方向上的偏差。贯通容许误差是针对重要方向而言的。

2 贯通测量方案设计

为了加快施工速度, 缩短工期, 改善通风状况及劳动条件, 采用进出口两个工作面相向掘进。

2.1 洞外平面测量方案的设计

平面控制测量精度要求高, 作业量较大, 任务较重, 故测量仪器选用精度高又便于操作的GPS, 洞外平面控制测量采用GPS网测量。

GPS网测量设计 (如图1) 。

2.2洞外高程测量方案设计

高程控制网的设计 (如图2) 。

2.3洞内平面测量方案的设计

洞内导线的设计 (如图3) 。

2.4 洞内高程测量方案设计

高程控制网的设计 (如图4) 。

3 贯通测量误差预计

3.1 洞外及洞内平面误差预计

3.1.1 洞外控制测量对洞内贯通误差的影响

在隧洞贯通工程的测量中, 主要重视在贯通重要方向上的误差, 由于隧道采用出入口对向贯通, 取GPS236-1-Ⅰ-Ⅲ-Ⅴ-GPS238-1为主导线, 按预计贯通相遇点K定在隧道中点处O。以K为原点, 贯通隧道中心线为Y轴, 垂直于Y轴即原点的法方向定为X轴, 可以事先假设贯通面点为O为K点沿贯通重要方向坐标系 (设Y为沿贯通方向, X为垂直贯通前进方向) 。支导线的终点是支导线精度的最弱点, 双向开挖的隧洞, 预计贯通的点, 是导线精度的最弱点。横向贯通中误差是由导线测角误差及导线边长误差所引起, 而横向贯通中误差主要影响隧洞的贯通精度。下面首先分析横向贯通中误差。根据误差传播定律, 导线测角及测边是相互独立的两个量, 则可将由于测角及测边引起的横向贯通中误差分别进行计算。

(1) 导线测角中误差所引起的横向贯通误差

(2) 导线测边误差所引起的横向贯通误差

3.1.2洞内控制测量对洞内贯通误差的影响

由于该隧道是直线隧道, 测边对隧道横向贯通误差影响很小, 这里忽略不计。

为提高观测质量, 保证隧道正确贯通, 取洞内控制测量的导线测量中误差m=2.5''。

3.2 洞内及洞外高程误差预计

3.2.1 贯通在水平重要方向上的误差预计

3.2.2 贯通相遇点 K 在高程方向上的误差预计

(1) 由洞外高程控制测量误差的影响所产生的贯通面上的高程贯通中误差为:

R———洞外高程测量路线的全长, 单位:km;mh——每公里高差全中误差, 单位:mm。

(2) 洞内导线测量对竖向贯通误差的影响

3.2.3贯通在高程方向上的误差预计

4技术总结

根据选定的测量方案和测量方法进行施测, 每一施测计算工作环节, 均必须有可靠的检核, 要进行复测复算防止产生粗差。并将施测实际测量精度与所要求的精度进行比较, 若发现实际测量精度低于设计中所求的时, 找出原因, 采取提高实测精度的相应措施, 进行可靠的检核, 保证实际施测工作的质量, 从而保证隧道能按设计要求准确贯通。通过进行对隧道贯通的误差预计, 我们能很好的指导隧道的掘进工作, 并能保证隧道顺利的贯通。

摘要：此贯通为直线隧道贯通测量。主要分为洞外平面和高程控制测量, 洞内平面和高程控制测量。洞外控制测量采用GPS布设GPS网进行控制, 洞内用全站仪布设支导线进行控制;需要依据误差传播定律解决下列问题:a.地面平面控制测量误差引起贯通在重要方向上的误差:b.洞内平面控制测量引起贯通点重要方向上的误差;c.高程控制测量误差引起贯通点K在高程上的误差。

企业：在隧道贯通仪式上的讲话 篇5

各位领导、各位来宾、同志们：

大家好！

今天，我们满怀喜悦、齐聚粤北，举行隧道双洞贯通仪式。在此，我谨代表，对莅临贯通仪式现场指导工作的各位领导、嘉宾和各界朋友，表示热烈的欢迎和衷心的感谢！对参建高速公路建设，为隧道胜利贯通作出贡献的全体人员，表示诚挚的慰问！

路变城则变，路通城则通。高速公路是湖南中东部地区至珠三角地区的南北大通道，是粤北人民期盼已久的致富线、连心线，是推动习近平总书记讲话精神在广东落地生根的民生工程。隧道的顺利贯通，是高速公路建设进程中的一件大事，也是二公司的一件大事，标志着我标段施工取得了阶段性的重要胜利，同时为大幅度改善粤北山区交通出行条件，加快当地对接融入粤港澳大湾区迈出了新步伐。

高速公路贯穿粤北的崇山峻岭，沿线地层岩性复杂，大体量的桥隧施工牵动整体工程的施工进度。隧道总长1850米，自开工以来，历经400多个夜以继日的艰苦奋斗，全体参建人员克服了种种困难，充分发扬不畏艰难，敢于拼搏的精神，高质量、高标准地实现了隧道的贯通。这是中交四航局和项目公司、监理单位、地方政府以及沿线人民群众共同关心支持，同频共振、同向发力、同步前行的必然结果。

雄关漫道真如铁，而今迈步从头越。隧道是一个新起点，我相信，在各级领导和各界朋友一如既往的帮助下，我们项目部一定能够再接再厉，勇攀高峰，快速、优质、安全完成所有工程建设目标，以优异的成绩答谢各级领导、各界朋友和沿线人民群众的关心和厚爱！

隧道贯通误差预计方法研究 篇6

1 隧道贯通误差概述

就当前测量技术水平的实际发展情况来看, 纵向贯通误差和竖向贯通误差的实际要求比较容易满足, 而横向贯通误差要求的满足, 存在一定难度。图1 为常见的隧道开挖形式, 其中, 掘进仪器分别由a, b斜井洞口部位进入, 通过双向掘进, 在贯通面E部位重合。由于存在贯通误差, 贯通面难以实现准确的重合。横向贯通误差的来源主要包含洞外地面控制测量误差、洞内导线测量误差以及施工误差等多种。就当前隧道施工的实际情况来看, 大多采用双频GPS接收机来开展洞外控测, 并对实际观测时间、时段等进行合理的把握, 从而切实提高洞外控测网的精准度。大部分隧道只存在一个贯通面, 施工误差时常忽略, 此种情况下, 洞外平面控制测量和洞内导线测量误差可以看作是横向贯通误差的主要来源。就隧道施工的实际情况来看, 测量工作的精准性和可靠性直接关系着隧道施工进度和安全性, 因此加大力度做好隧道测量工作, 对隧道贯通误差进行合理化预估, 具有一定的重要性。为了确保横向贯通误差满足隧道工程设计的实际标准, 应立足于贯通误差限值的基础上, 对隧道工程施工各阶段的精度指标进行合理化设计, 从而对横向贯通误差进行科学化控制, 进而从整体上推动隧道工程施工测量工作的顺利开展, 确保隧道工程施工安全性和可靠性满足国家隧道工程的质量标准。因此加强隧道工程贯通误差预计方法进行研究和分析, 有助于提高隧道工程施工测量的工作效率的提升, 从而最大程度上减少隧道工程的质量隐患。

2 横向贯通误差的预计

隧道的横向贯通误差主要来源有二个方面, 一是洞外GPS控制测量引起的误差, 二是洞内导线测量引起的误差。设隧道总的横向贯通误差为M总, 根据等影响原则, 洞外GPS测量误差和进出口两端导线产生的横向贯通中误差的容许值均为

2.1 洞外GPS测量误差

洞外GPS的测量误差主要包括GPS点位中误差以及进洞基线边的方位角中误差。GPS的点位中误差和基线边的方位角中误差对进洞导线在贯通面的横向贯通误差影响为

式中:m外——洞外导线测量引起的贯通中误差

m0———GPS点位中误差引起的贯通中误差

L———GPS近洞点至隧道贯通面的长度

mα0———GPS基线边方位角中误差

ρ———206265″

2.2 洞内导线横向误差

洞内导线横向误差可按等边直伸形导线进行估算, 测距误差只对纵向误差产生影响, 而测角误差才是横向误差的主要来源, 如图2 所示。根据误差理论知, 各折角的测角误差对隧道贯通面横向影响中误差为

式中:m内———洞内导线引起的贯通中误差;

L———隧道开挖洞口间长度;

mβ———导线测角中误差;

n———导线的边数。

2.3 洞外、洞内控制测量误差所引起的总的横向贯通中误差按照误差传播定律, 将上述公式代入计算有

3 算例及分析

根据以上理论与实践经验, 估算我公司承建新建玉林至铁山港铁路工程杉坡岭隧道。洞内导线测量误差对横向贯通影响值见表1。杉坡岭隧道中心里程DK35+586.5, 进口里程DK34+640, 出口里程DK36+510, 单线, 全长1870m。洞外采用四级GPS控制网, 洞内采用四等导线控制, 共布设六个GPS点。

结束语

文中阐述了隧道贯通误差估计理论, 分析了洞外GPS控制测量和洞内导线测量对横向贯通误差影响值的估算方法。横向贯通误差的准确估算有利于施工单位制定合适的后续的施工测量方案, 从而以较小的工作量完成隧道施工测量任务。这对于保证质量、节省工期和测量费用都有重要的意义。

参考文献

[1]付宏平, 郭际明, 张正禄.特长隧道贯通误差预计方法研究[J].测绘通报, 2015.

[2]张锋, 袁宏福.隧道贯通误差预计方法的研究与应用[J].山西建筑, 2011.

[3]单永智.隧道贯通测量中的误差预计[J].赤子:上中旬, 2014.

隧道贯通测量精密数据处理 篇7

在隧道工程中, 隧道贯通必然含有贯通误差, 长隧道 (洞) 工程的贯通误差包括横向、纵向和竖向三个方向的贯通误差, 从目前的测量技术水平和工程要求两方面出发, 其中横向贯通误差最难达到。因此, 关键是解决横向贯通误差问题。横向贯通误差的来源包括洞外地面控制测量的误差、联系测量的误差、洞内导线测量的误差以及施工误差。洞外地面控制测量可采用GPS接收机进行高精度的基线测量, 因此洞外地面控制测量导致的误差相对较小, 横向贯通误差主要是由洞内导线测量以及施工方面等因素所引起的。

洞内导线测量要想获得较高的精度, 不仅要靠高精度的测量仪器以及严谨的施测过程, 还要对测得的数据进行精密的处理。本文结合上海崇明越江通道工程中的导线观测数据, 对其进行了不同的解算, 包括对导线边长观测数据加改正与不加改正, 以及采用导线网平差模型与边角网平差模型, 并对解算结果进行了分析比较, 结果显示边长改正对导线计算的精度影响较大。由此得出, 最为合适的隧道贯通中导线测量解算方式是加边长改正过后按边角网或者导线网平差模型进行平差, 这对隧道工程中测量数据的处理具有指导意义。

1 数学模型

1.1 导线网平差模型

这里采用的导线网为节点导线网, 即附加待定参数的条件平差模型[1]。将节点处的纵横坐标以及零方位角作为待定参数, 则可按附合导线列出每条导线的三个条件式, 分别为坐标方位角条件式、纵坐标条件式、横坐标条件式。三种条件式的一般形式可写为

$B{}_{i}V{}_i+A{}_i\widehat{X}+W{}_i=0,{\rm P}{}_i,i=1,2,\text{L},m(1)$

组成法方程为:

$\left[\begin{array}{cc}B{}_i{\rm P}{}_i^{-1}B{}_i^{{\rm T}}& A{}_i\\ A{}_i^{{\rm T}}& 0\end{array}\right]\left(\begin{array}{c}{\rm K}{}_i\\ \widehat{X}\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}W{}_i\\ 0\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}0\\ 0\end{array}\right)(2)$

1.2 边角网平差模型

边角网采用的是间接平差模型[1], 误差方程式分为两种, 一是边长观测值误差方程式, 二是方向观测值误差方程。两个误差方程的一般形式表示为

$V=(A{}_{1}A{}_2)\left(\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right)+l{\rm P}={\rm I}(3)$

组成法方程为:

$\left[\begin{array}{cc}A{}_1^{{\rm T}}A{}_1& A{}_1^{{\rm T}}A{}_2\\ A{}_2^{{\rm T}}A{}_1& A{}_2^{{\rm T}}A{}_2\end{array}\right]\left(\begin{array}{c}X\\ Y\end{array}\right)+\left(\begin{array}{c}A{}_1^{{\rm T}}l\\ A{}_2^{{\rm T}}l\end{array}\right)=0(4)$

1.3 边长改正

由于坐标的投影平面是当地的平均高程面, 而导线观测是在距离地面一定高度的隧道, 所以必须对测得的边长从隧道的高程面投影到平均高程面上。另外, 边长从椭球面投影到高斯平面时还应顾及到高斯投影改正。

如图1所示, 边K06-SZ11观测边长为663.716m, 所处的高程面高程为-11.109m, 将其投影到城市平均高程面上 (高程为4.000m) 。通过上述改正可得投影面改正为0.0016m, 高斯投影改正为0.0033m。

2 工程实例

本文采用的数据为上海崇明越江通道工程中浦东至长兴岛隧道贯通中的导线观测数据, 上行线圆隧道段长7471.65m (如图1所示) , 下行线圆隧道段长7469.36m (如图2所示) 。上行线已经顺利贯通, 为了能确保下行线顺利贯通, 若采用单导线的方式计算导线点坐标, 根据隧道长度以及所测导线边数n=12和测角精度±2″可估算得导线测量引起的横向误差为$m=[s]\frac{m{}_{\beta }}{\rho }\sqrt{\frac{n+1.5}{3}}=153.6$mm, 这样的精度肯定无法满足隧道贯通误差要求, 所以在下行线挖到岸上接近出口的地方向上行线挖了一条旁通道, 将两条隧道以及岸上地面控制点进行导线联测。

对测得的数据分别用导线网平差模型和边角网平差模型进行平差。本文的关键就是在这两种平差方式中分别采用未经改正的边长和改正后的边长, 然后对计算结果进行分析比较。为了简洁, 本文只给出上行线通过旁通道与下行线连接部分导线点的平差结果, 由于旁通道距离较短, 这一部分导线点分布比较接近, 即导线边长较短, 对横向贯通误差影响更为显著[2]。这也是本文采用这部分数据作为研究对象的原因之一, 该部分导线点分布情况如图3所示。

2.1 按导线网平差

选择上行线与下行线相接附近的点S3500作为导线网结点, 有3条导线, 分别是上行线导线、下行线导线以及岸上地面导线, 这3条导线作为一个结点网进行平差其目的是将隧道内的导线点坐标统一归算到地面点坐标系统当中, 便于隧道轴线的纠偏。表1是加边长改正导线网平差结果坐标与不加边长改正导线网平差结果坐标的比较, 表2是导线平差结果中闭合差的比较。

表1中坐标对比可见两种结果相当, 差值都较小, 证明了结果的合理可靠性。从表2中能看出在加了边长改正后无论是坐标闭合差还是方位闭合差都有明显改善。所以在按导线网平差中加边长改正能提高平差精度。

2.2 按边角网平差

边角网平差先验权的选取是一大困难, 可通过多次迭代的方法解决, 直到解算结果中改正数与所给精度接近时说明先验权是正确的, 同导线网一样, 边角网也能将隧道内的导线点坐标统一归算到地面点坐标系统当中。表3为加边长改正边角网平差结果坐标与不加边长改正边角网平差结果坐标的比较。

表3中坐标差较为明显, 其中加边长改正后的坐标与用导线平差结果更为接近, 也就是边角网平差结果中加了边长改正后的结果明显优于不加边长改正的, 边长改正对边角网平差的影响很明显。同时从表1和表3中可看出不加边长改正的两种结果较为接近, 差值大部分是毫米或毫米以下, 可认为是舍入误差而不是平差模型的不同造成的。加边长改正的两种结果也较为接近。各种解算结果中的坐标都相当, 可证明解算结果的可靠性。

解算结果中坐标的中误差是反映精度的一个重要指标, 中误差越小精度越高。四种解算结果中各点的X中误差情况见图4, 图中横坐标为点号, 1到7分别对应点S3500、S3018、S3290、X2548、X2946、Y2、Y1, 纵坐标为X坐标中误差。在导线网平差结果中, 不加边长改正时X坐标中误差的均方根RMS=0.0969m, 加边长改正后X坐标中误差的RMS=0.0239m;在边角网平差结果中, 不加边长改正时X坐标中误差的RMS=0.1043m, 加边长改正时X坐标中误差的RMS=0.0139m。由图4中加边长改正与不加边长改正的X坐标中误差对比能反映边长改正能提高平差精度。四种解算结果中各点的Y中误差情况见图5, 图中横坐标为点号 (编号同上) , 纵坐标为Y坐标中误差。在导线网平差结果中, 不加边长改正时Y坐标中误差的均方根RMS=0.1681m, 加边长改正后Y坐标中误差的RMS=0.0413m;在边角网平差结果中, 不加边长改正时Y坐标中误差的RMS=0.2449m, 加边长改正时Y坐标中误差的RMS=0.03262m。由图5中加边长改正与不加边长改正的Y坐标中误差对比也能反映边长改正能提高平差精度。

3 结束语

本文通过误差估计强调了隧道贯通中导线测量精密数据处理的重要性, 并以上海崇明越江通道工程中的导线观测数据为例, 通过对解算结果的比较分析得出, 对导线边长观测数据加投影面改正和高斯投影改正能提高导线解算的精度, 同时通过两种平差模型解算结果的比较显示边长改正对边角网平差影响更为显著, 并总结出了严密高精度的隧道贯通导线测量精密数据处理方法, 即加边长改正过后按边角网平差模型或加边长改正过后按导线网平差模型进行平差。

参考文献

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[2]陈龙飞, 金其坤.工程测量[M].上海:同济大学出版社, 1991.

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[4]王解先, 俞振武.高斯投影引起的面积计算误差[J].测绘通报, 2003, (4) :5~6.

隧道贯通测量合理设计方法的研究 篇8

1 隧道工程中测量的特点及常用施工方法

1.1 隧道工程中测量工作具有的特点

1) 施工面环境较差, 经常需要进行点下对中 (常把点位设置在坑道顶部) , 并且有时边长较短, 测量精度难以提高。2) 隧道工程往往采用独头掘进, 而洞室之间又互不通视, 因此不便组织校核, 并且随着坑道的推进, 点位误差的累积越来越大。3) 隧道工程施工面狭窄, 坑道往往只能前后通视, 造成控制测量形式比较单一, 仅适合布设导线。一般先以低等级导线坑道掘进, 而后布设高级导线进行检核。4) 为保证地下和地面采用统一的坐标系统, 需要进行联系测量。

1.2 城市地铁建设常用施工方法

目前国内外修建地铁车站的施工方法有明挖法、盖挖法、暗挖法、盾构法等。1) 明挖法:明挖法是指挖开地面, 由上向下开挖土石方至设计标高后, 自基底由下向上顺作施工, 完成隧道主体结构, 最后回填基坑或恢复地面的施工方法。明挖法是各国地下铁道施工的首选方法。2) 盖挖法:盖挖法是由地面向下开挖至一定深度后, 将顶部封闭, 其余的下部工程在封闭的顶盖下进行施工。3) 盾构法:修建地铁隧道盾构法施工是以盾构这种施工机械在地面以下暗挖隧道的一种施工方法。该方法的主要优点是:除竖井施工外, 施工作业均在地下进行, 既不影响地面交通, 又可减少对附近居民的噪声和振动影响。4) 暗挖法是在特定条件下, 不挖开地面, 全部在地下进行开挖和修筑衬砌结构的隧道施工方法。

2 隧道施工控制网布设方案分析与比较

2.1 短隧道测量方案

对于长度较短且呈直线状态的隧道, 可不进行控制测量而直接测量, 如采用现场标定法。现场标定法的优点在于可以不建立地面与地下的控制网, 测量和计算工作比较简单, 但其缺点也很严重。因此, 这种方法只适用于比较短的直隧道。

2.2 长隧道控制网布设及测量

1) 对于隧道较长、地形复杂的山岭地区, 地面平面控制网也可以布置成三角网形式, 测定三角网的全部角度和若干条边长, 或全部边长, 使之成为边角网。三角网的点位精度比导线高, 有利于控制隧道贯通的横向误差。

2) 洞内平面控制测量:洞内平面控制均按支导线估算测量误差对横向贯通精度的影响值, 洞内平面控制测量设计就是根据所配备的测量仪器设备能达到的精度选择符合《铁路测量技术规则》要求的测角、测距中误差。

m${}_{\text{内}}^2$$=\frac{m{}_{\beta }^2}{\rho {}^2}{\displaystyle \sum R}{}_x^2+\frac{m{}_{\delta }^2}{S{}^2}{\displaystyle \sum R}{}_y^2$ (1)

其中, 右边第一项为测角误差引起的横向贯通误差, S为导线边长;第二项为量距误差引起的横向贯通误差, ρ=206 265;Rx, Ry分别为洞内支导线点和边到贯通面的垂直距离和在贯通面上的投影长;mβ, mδ分别为支导线设计测角、测距中误差。选择水平角观测必须采用测回法。

2.3 联系测量

为了使井上、井下采用统一的坐标系统, 保证地下工程沿设计方向掘进, 应通过平峒、斜井及竖井将地面的平面坐标系统及高程系统传递到地下。平面联系测量可采用几何定向 (包括一井和两井定向) 和陀螺定向。高程联系测量包括水准测量及光电测距三角高程测量。

3 铁路隧道贯通测量误差的合理分配

对于铁路隧道, 影响其贯通的主要因素是洞外控制测量和洞内控制测量。某隧道两个洞口点A, F的相对位置, 洞外控制测量产生的误差mq上主要是测角、量边和洞口两端起始方位角误差引起的, 分别用myβ, myl, myα表示。测洞外控制测量误差引起的横向贯通误差可表示为:

$m{}_{q\text{上}}=\pm \sqrt{m{}_{y\beta }^2+m{}_{yl}^2+m{}_{y\alpha }^2}=\pm \sqrt{\left(\frac{m{}_{\beta }}{\rho }\right){}^2{\displaystyle \sum R}{}_x^2+\left(\frac{m{}_l}{l}\right){}^2{\displaystyle \sum d}{}_y^2+\left(\frac{m{}_{\alpha {}_1}}{\rho }\right){}^{2}R{}_1^2+\left(\frac{m{}_{\alpha {}_2}}{\rho }\right){}^{2}R{}_2^2}$ (2)

其中, mβ为地面导线的测角中误差;$\frac{m{}_l}{l}$为导线边长的相对中误差;∑R${}_x^2$为导线点至贯通面的垂直距离的平方和;∑d${}_y^2$为各导线边在贯通面上的投影长度平方的总和;mα1, mα2分别为洞口两端起始边方位角误差;R1, R2分别为洞口两端点至贯通面的垂直距离。

洞内控制测量误差引起的横向贯通误差为:

$\begin{array}{l}m{}_{q\text{下}}=\pm \sqrt{m{}_{y\beta \text{下}}^2+m{}_{yl\text{下}}^2}=\\ \pm \sqrt{\left(\frac{m{}_{\beta \text{下}}}{\rho }\right){}^2{\displaystyle \sum R}{}_{x\text{下}}^2+\left(\frac{m{}_{l\text{下}}}{l}\right){}^2{\displaystyle \sum d}{}_{y\text{下}}^2}(3)\end{array}$

式 (3) 中各符号的含义同上。

1) 长度在4 km以下的铁路隧道贯通测量的误差分配。

对于长度在4 km以内隧道的贯通测量, 我们可以考虑采用单向贯通的方法。引起隧道横向贯通误差的主要因素是地面控制测量、地下导线测量误差和盾构进洞处洞门中心坐标测量误差。设mQ为隧道平面贯通总横向中误差;mq上为地面控制测量引起的横向中误差;mq下为地下导线测量中误差;mq2为盾构进洞处洞门中心坐标测量中误差。则:

m${}_Q^2$=m${}_{q\text{上}}^2$+m${}_{q\text{下}}^2$+m${}_{q2}^2$ (4)

取隧道长度为2 km, n=13, 对引起此隧道贯通测量横向贯通误差的各项误差进行分配, mq上, mq下, mq2的分配比例在此分几种情况进行比较, 见表1。

从表1中可以看出:对于2 km左右的隧道, 如果采用等影响原则进行误差分配, mβ上=2.6″, mβ下=1.36″, 地面可按三等导线精度测量, 而洞内需按二等导线精度测量。如果采用不等影响原则分配误差, 当mq上∶mq下∶mq2=2∶4∶1 时, 洞外控制测量测角精度mβ上=1.95″, 洞内导线测角精度mβ下=2.05″, 洞外和洞内都可以按三等导线精度测量, 在经济、技术上比等影响原则分配误差合理。

2) 4 km～8 km的隧道贯通测量误差分配:对于4 km～8 km的隧道贯通测量误差分配, 我们也对等影响和不等影响情况下的误差分配问题进行计算和分析。取隧道长度为6 km。按平均边长s=250 m, 边数n=24, 对6 km的隧道洞内外横向贯通中误差进行分配, 见表2。

可以得出:对于4 km～8 km的隧道而言, mq上∶mq下∶mq2=2.3∶4∶0.5时, 洞外控制测量测角精度mβ上=1.04″, 可以采用二等导线测量;洞内导线测量测角精度mβ下=1.81″, 可以采用三等导线测量, 在技术、经济上具有合理性, 说明误差分配方案比较合理。

3) 8 km～10 km, 10 km～13 km, 13 km～17 km, 17 km～20 km的隧道贯通测量误差的分配 (限于篇幅贯通中误差分配数据不再一一列出) 。笔者同样对等影响和不等影响情况下的误差分配问题进行计算和分析。一般可以采用二等导线测量。

4 隧道高程贯通测量误差分配

在高程测量误差分配中, 高程测量的误差计算公式如下:

m${}_{{\rm H}}^2$=m${}_{h1}^2$+m${}_{h2}^2$+m${}_{h3}^2$+m${}_{h4}^2$ (5)

其中, mh1为地面高程控制测量中误差;mh2为盾构出洞处通过竖井传递高程的测量中误差;mh3为盾构进洞处洞门中心高程测量中误差;mh4为地下水准测量中误差;根据《铁路测量技术规定》, 地铁隧道高程贯通总测量中误差mH=50 mm。

5 结语

研究贯通测量各阶段的误差大小及合理分配, 对于制定在技术、经济上合理的贯通测量方案, 以尽可能小的成本保证隧道按设计要求贯通具有重要意义。对于各种不同长度的隧道, 如果采用等影响原则分配误差, 由此制定的贯通测量方案在技术、经济上都不合理, 因而采用不等影响原则分配误差, 根据隧道的长度确定合理的误差分配比例。

摘要：主要从隧道工程常用的施工方法和测量工作的特点、不同类型的隧道贯通测量控制网的合理布设、不同类型隧道的贯通测量误差的分配三个方面研讨了合理的隧道贯通测量设计方案, 经过分析比较确定了较为合理的误差分配比例, 以制定在技术经济上合理的贯通测量方案。

关键词：隧道,贯通测量,控制测量,误差分配

参考文献

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[2]高俊强, 潘庆林.地铁隧道贯通的误差来源及不同阶段误差限差分配[J].南京工业大学学报, 2004, 26 (6) :33-35.

[3]吕松华.利用GPS建立杭州市地铁一号线首级控制网的探讨[J].浙江测绘, 2004 (1) :45-47.

[4]张风琴, 车延国.九道岭煤矿贯通测量方案设计与新方法研究[J].测绘工程, 2008, 17 (3) :62-65.

隧道贯通 篇9

关键词：高速铁路,黄土隧道,上半断面,贯通

1 工程基本情况

隧道设计为双线, 线间距5 m, 设计时速350 km/h, 采用暗挖CRD法施工, 开挖断面面积为164 m2, 衬砌完成后最小使用面积为100 m2, 全隧地处湿陷性黄土地段, 围岩自稳性差, 遇水在自重作用下下陷, 全隧最大埋深为50 m, 最浅埋深为2 m。进口段30 m、出口段30 m设置ϕ89大管棚。进出口均采用1∶1.25斜切式洞门。

2 施工总体方案

1) 隧道由进口单口掘进, 接近出口段时由出口段施工上半断面进行贯通, 贯通段设置为30 m。进口掘进至贯通段后, 停止施工进口并对掌子面进行锚网喷封闭。然后从出口进行贯通前准备, 首先开挖出口1号和3号洞室, 支护采用锚网喷和型钢钢架支撑紧跟, 将1号和3号洞室形成小封闭环, 下半断面用锚网喷封闭加强原始状态进行加强, 上半断面实现贯通后, 下半断面再由进口施工至出口从而实现全隧贯通。

采用上半断面贯通主要有以下几个因素:a.小洞室断面小贯通时安全性高。b.上部洞室封闭成环, 使大管棚有效稳定, 稳固支撑上部土体, 稳定上方土体下塌的趋势。c.出口原状地貌作为核心土尽量不要扰动, 以起到阻止仰坡土体向前滑动的作用。d.贯通点选择在大管棚下方, 同时在施工到贯通点前施工一环小管棚, 利用大管棚和小管棚的支撑作用, 保证上方土体的稳定性, 确保贯通顺利实施。e.贯通时将沉降和收敛预留量比正常情况下加大20 cm, 确保衬砌厚度。f.成立应急小组, 确保现场问题可以及时得到解决。

2) 具体措施:从出口去掉拱部以上核心土开挖1号和3号洞室, 1号和3号洞室掘进10 m, 用6 m长纤维锚杆和喷射混凝土封闭掌子面, 将横撑按照设计弧线形施工并满喷混凝土形成临时仰拱, 同时中隔壁满喷混凝土, 这样出口上部形成两个封闭的小洞室, 既保证了大管棚的稳定, 同时出口下部核心土仍然可以起到阻挡边坡滑动的作用, 3号洞室中部采用方木在核心土处对初期支撑型钢钢架进行支撑, 2号和4号洞室暂不施工不扰动下部核心土。进口从进入贯通段前40 m处开始仰拱每环施作长度为5.2 m, 二衬施作长度为10.4 m。施工进入贯通段时各洞室步距必须满足以下要求:3号洞室距1号洞室不得大于3.0 m, 2号洞室距1号洞室不得大于6 m, 4号洞室距3号洞室不得大于6 m, 仰拱距1号洞室不得大于13.2 m, 二衬距掌子面不得大于23.6 m。进口方向在仰拱及二衬跟进满足要求时, 1号洞室施工进入贯通段15 m时其他各洞室封闭掌子面停止施工开始单独掘进1号洞室贯通点, 随后贯通3号洞室, 其余各洞室依次掘进和贯通。

3 施工具体步骤

3.1 准备阶段

此阶段主要工作是为贯通收集围岩量测资料及调整步距。对地表进行仔细勘察, 对陷穴、坟墓进行处理, 在地表设置观测桩, 负责沉降、偏移的量测。

1) 从现在开始对洞内和地表进行相关监控量测, 监控量测必须进行以下必测项目:洞内外观测、水平相对净空变化值的观测、拱顶下沉量测、地表下沉量测、地表偏移量测。具体按图1进行布点。

洞内收敛及沉降按照每5 m布设一断面, 每个断面布12个观测点, 具体位置见图2, 拱顶沉降在1号洞室及3号洞室各布置一处, 隧底中线布一处, 在左、右拱墙及临时中隔壁各设三处收敛观测点, 观测频率为2次/d。

地表观测点沿隧道中线纵向每10 m一断面, 每个断面9处观测点 (垂直于线路方向每5 m一处) , 观测频率1次/d。所测数据及时进行整理并上报。

从进口方向施工距离贯通段40 m时开始加大预留沉降量20 cm, 仰拱改为5.2 m一环。

2) 调整步距:施工中应坚持“短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的原则, 各步距必须满足以下要求:

进口方向从进入贯通段前40 m处开始仰拱按照5.2 m一环施工, 开挖按照每次0.6 m, 仰拱按照1.2 m一开挖、一支护的原则施工。1号洞室施工进入贯通段处时3号洞室距1号洞室不得大于3.0 m, 2号洞室距1号洞室不得大于6 m, 4号洞室距3号洞室不得大于6 m, 4号洞室到仰拱距离为4.7 m, 仰拱距1号洞室距离13.2 m, 二衬距掌子面不得大于23.6 m。钢架间距按设计0.6 m施工。

出口方向1号～3号洞室距离为2.4 m, 从掌子面到明暗交界10 m, 1号洞掌子面施工至贯通面。

3.2 贯通阶段施工步骤

1) 进口从进入贯通段前40 m处开始横撑纵向喷射1.5 m宽, 20 cm厚的网喷混凝土, 横向每隔10.4 m满喷2榀横撑, 临时中隔壁钢架间喷混凝土厚度不得小于18 cm。永久支护各增加两根4 m锁脚锚杆, 每3.0 m施作一环超前小导管, 单根长度5 m, 环向间距0.3 m, 进入大管棚段可在大管棚间隔中间施工。进入贯通段时型钢钢架间距改为0.6 m, 各洞室必须同步掘进保证步距。1号洞室掘进至贯通段时将步距调整到要求步距关系, 仰拱距1号洞室不大于13.2 m, 拱墙衬砌距1号洞室不大于23.6 m, 开始按照步距关系各洞室采用人工开挖同步掘进, 保持步距。必须按已下发的技术交底进行焊接, 临时钢架与永久钢架连接处按照要求采用栓焊连接, 同榀钢架全断面的垂直度及与中线的垂直度满足验标要求。临时钢架不得采用变形严重的倒用钢架, 临时中隔壁的线形必须顺直且钢架腹板间的混凝土厚度不得小于18 cm。永久钢架下垫槽钢的长度必须满足设计要求并用木楔楔实。

2) 从进入贯通段开始横撑全部满喷混凝土, 1号洞室施工进入贯通段15 m时各洞室停止开挖并封闭掌子面。将仰拱和拱墙跟进贯通段里程, 从贯通段里程前10 m处开始施工拱墙防水材料和钢筋不再使用钢筋台车, 采用在衬砌台车端部焊接3个3 m长的平台作为施工拱墙钢筋和防水材料的平台。

3) 出口方向挖除拱部以上核心土, 开挖1号和3号洞室, 1号和3号洞室间距3榀, 1号封闭掌子面后3号掌子面与1号施工至相同里程, 横撑按照设计做成弧线形, 对中隔壁和横撑满喷混凝土, 3号洞室钢架采用方木斜撑支撑于核心土。用6 m长纤维锚杆并喷射混凝土封闭掌子面。

4) 进入贯通段15 m处预留小导管工作室, 施工一环9 m长小管棚, 所有小导管进行注浆。开始进口1号洞室单独掘进, 采用人工开挖, 直至1号洞室贯通。过程中严把永久及临时中隔壁焊接及喷混凝土厚度关, 横撑跟进并满喷。

5) 1号洞室贯通后, 贯通后核心土不得一次取掉, 取一段核心土安一榀横撑、喷一榀横撑直至横撑全部安完。1号洞室永久及临时支护全部施工完毕后, 3号洞室开始掘进, 与出口上部贯通。

6) 1号和3号洞室贯通后, 2号洞室、4号洞室开始掘进, 每完成6 m后及时施作5.2 m的仰拱, 每两环仰拱完成后施作一环衬砌。仰拱最多开挖不得超过3榀, 实行挖3榀、立3榀、喷3榀 (每榀0.6 m) 的原则, 必须使用喷射混凝土, 各洞室按要求步距同时掘进, 全断面贯通仰拱施工完成后再施工洞口衬砌。

参考文献

[1]客运专线铁路隧道工程施工技术指南铁道部经济规划研究院[Z].2005:38-56, 126-128.

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[4]朱永全.隧道工程[M].北京:中国铁道出版社, 2007:8.

[5]隋修志.隧道工程[M].北京:中国铁道出版社, 2010:1.

隧道贯通 篇10

关键词：高铁隧道,洞外控制,GPS网,精度估算

1 控制网基本指标

新建云桂高速铁路云南段革朗隧道, 施工里程为D4K359+039~D4K370+614, 正线长度11575m。洞外控制网采用GPS进行, 其中央子午线取隧道中心经线为105°30'00", 高程投影面取隧道平均高程面为900 m, 采用WGS84系统坐标系椭球参数。外业工作分为1个整网, 各测段之间采用边联结方式形成由三角形或大地四边形组成的带状网。每个洞口布设至少3个点, 周围视野开阔, 对天通视情况良好, 高度角15°以上无障碍物阻挡卫星信号;远离高于安置天线高度的树木、建筑物等阻挡卫星信号的障碍物。点间距不少于400m, 加密控制点标石埋设标准与精测网CPII控制点标石埋设规格及要求相同。观测时将隧道洞口设计院交接的CPI、CPII控制点纳入GPS独立网中, 整网为14个点, 共有同步环6个。

2 洞外GPS网施测

2.1 施测人员

参加复测人员共6人, 工程师2人, 测量技术员4人, 在进行洞外控制网施测前对参与测量人员进行了统一培训。

2.2 设备投入及外业测量

洞外控制网施测量共投入天宝 (Trimble) 5800双频接收机4台套/组, 标称精度:5mm+1ppm;投入天宝 (Trimble) R4双频接收机2台套/组, 标称精度:5mm+1ppm。隧道洞外控制网按二等网观测, 每个观测时段观测90min, 每个同步环观测2个时段, 采用静态相对定位模式观测, 外业操作准确对中、整平仪器, 每时段观测前后分别量取天线高, 取两次量高的平均值。

2.3 GPS数据处理

基线处理采用LGO (Leica GPS Office) , 网平差采用COSAGPS软件进行处理。

外业观测结束后, 对基线进行处理和质量分析, 删除工作状态不佳的卫星数据, 在卫星残图上观察残差量是否过大, 如果系统误差明显, 则删除该时间段, 并对重复基线、环闭合差进行检验, 满足规范要求后, 进行平差处理。

独立网在基线解算满足规范要求后, 首先在WGS-84椭球坐标系下进行三维平差, 检查GPS网基线向量符合精度在满足规范要求后, 进行一点加一方向平差。

2.4 控制网测量精度简介

(1) 重复基线16条, 其中较差最大的是:

(2) 闭合环21个, 最大闭合差的环为:

(3) 点位精度及中误差

3 隧道控制测量贯通误差估算

3.1 洞外控制测量对洞内横向贯通误差影响的估算

洞外独立控制网测量采用GPS方法观测, 洞外控制测量的验后横向贯通中误差:

式中、、——由进、出口推算至贯通点的x、y坐标差的方差和协方差;——贯通面方位角。

3.2 洞内控制测量对横向贯通误差影响的设计

革朗隧道全长11575m, 设有斜井一座, 设有横洞两座, 其中隧道正洞开挖最长段是1#斜井与2#横洞之间, 其正洞开挖长度7290 m, 斜井长度390 m, 2#横洞长度1063 m, 贯通面里程设计为DK365+980。仅以此施工开挖段进行测量贯通设计。

根据高铁测量规范要求, 主要对隧道横向贯通误差进行设计, 影响横向贯通误差的因素有洞外控制测量误差和洞内控制测量误差, 洞内控制测量按二等精度预计。

洞内控制测量采用全站仪导线方法观测, 影响导线测量误差的因素主要是测角误差和测距误差。洞内测量设计的验前横向贯通中误差:

洞内控测时, 洞内导线网应布设成多边形闭合环, 导线水平角观测采用测回法, 测回数不少于六个测回 (应用J1级仪器) , 正洞内导线边长按400m布设, 横洞、斜井洞内导线边长按350m布设, 实测导线边应进行高程投影改化, 测距时应考虑温度和大气压的影响。

3.3 隧道洞外、洞内控制测量对横向贯通误差影响的估算

革朗隧道1#斜井与2#横洞之间横向贯通误差总的影响值为:

4 结束语

云桂铁路革朗隧道, 洞外控制网采用双频GPS接收机进行静态测量, 按规范采用相关软件进行基线处理及网平差后, 通过精度估算, 能满足贯通精度要求, 并且根据洞内导线拟采用的仪器情况, 综合洞外、洞内控制测量对贯通误差的估算, 也满足总体贯通精度的要求。

参考文献

[1]《高速铁路工程测量规范》.TB10601-2009[S].

[2]《工程测量规范》.中华人民共和国建设部, GB50026-2007[S].