2.9km城际盾构隧道贯通技术研究.doc

2.9km城际盾构隧道贯通技术研究 　　摘要：本文介绍了目前国内最大的城际轨道盾构施工超长2.9km隧道的贯通误差分析，对同类型大直径城际轨道盾构超长隧道施工中的测量贯通分析具有借鉴意义。 关键词：隧道；控制网；误差分配；贯通；精度分析 1.前言 盾构区间盾构隧道施工工程，起始里程GDK35+439到终点里程GDK38+359共2920双延米盾构隧道，盾构掘进从大里程GDK38+359至小里程GDK35+439方向，用两台盾构机同时掘进，然后在风井吊装出来。 2.贯通控制测量设计的主要内容 为了满足盾构掘进按设计要求贯通：横向贯通中误差必须小于±50mm，竖向高程贯通中误差必须小于±25mm。因此整个设计内容包括： 地面控制测量对贯通误差的影响； 井口联系测量对贯通误差的影响； 洞内导线测量对贯通误差的影响 以上每部分又分为平面控制测量和高程控制测量两个方面。 地铁盾构区间隧道贯通误差主要来自以下几方面的测量工序： （1）地面控制测量中误差 ；（2）联系测量中误差 ；（3）地下导线测量中误差 ： 所以有平面网贯通预计误差 mQ=± ≤±50（mm）（1） 3.竖井联系测量及对贯通中误差的影响 竖井联系测量是将地表的平面及高程系统通过井筒传至井下导线点及水准点，使洞内外形成统一的空间坐标系统，以便确定隧道中线的空间位置。其内容包括： ①投点：将井口点位投影至井底，以便推算坐标和方位； ②定向：将井上定向边的方位角按同一坐标系统传递到井下定向边，以便推算井下导线的起始坐标和方位； ③高程传递：将井上水准点的高程按同一高程系统传递到井下。 3.1联系测量 针对本工程的特点和实际情况：竖井最深为50m左右，直径9.1m的洞门钢环，坐标和方位角传递采用联系三角形测量方法进行，高程采用长钢尺导入法进行。 3.1.1传递坐标和方位角 坐标和方位角的传递采用联系三角形法。仪器采用徕卡TPS1201+全站仪，该仪器主要技术指标为测距3.6km，测距精度±1+1.5ppm，测角精度为±1″。井点的选择是利用复测点所组成的趋近附合导线测量，而得的趋近点。 3.1.2联系测量及图形设计： 见下图，J1，J2为地面上的已知趋近导线边，J3，J4为井下要推算的未知导线方位；图形设计应满足下列要求： ①井上、下的定向边J1-J2、J3-J4的长度应大于20m，并在掘进方向埋点距离为50m左右； ②点J2、J3应尽可能的在EF延长线上，即角度β和α及β′和α′不应大于3°，这样即构成最有利的延伸三角形； ③点J2、J3应适当的靠近最近的垂球线E，即b/a和b下/a下值应尽量的小，一般不超过1.5； 3.1.3外业进行联系三角形现场测量 ①在连接点J2和J3上采用测回法测量角度ψ和α，井上井下各置一台仪器同时进行测量，观测4个测回，按四等导线要求进行施测. ②丈量连接三角形的三个边长a（a下）、b（b下）及c（c下），其中a（a下）、b（b下）两边采用全站仪加反射片直接进行测量距离，c（c下）采用检定过的钢尺并施加比长时的拉力，记录测量时的温度进行。在垂线稳定情况下，应用钢尺的不同起点丈量6次。读数估读到0.1mm。同一边各次观测值的互差不得大于1mm，取平均值作为丈量的结果。 3.1.4平差计算 ①垂球处的角度α、β按正弦公式计算： 在计算井下连接三角形时，要用井下定向水平丈量的和计算的两垂球线间值进行计算。 ②测量和计算正确性的检核 连接三角形三内角和α+β+γ应等于180°，实际所测差值很小，可将其平均分配于α及β中。 两垂球线间距离的检查。计算边长c算=b测cosα测 +a测sinβ算，不符值为：fs=C算-C测，当井上连接三角形中fs值不应超过1.0mm；井下连接三角形不应超过2mm。符合要求后对丈量的边长a、b、c分别进行下列改正数，以消除其差值。 用改正后的边长按正弦定律计算的β，γ角，即为平差后的角值。 3.1.5井下导线边坐标方位角的计算 井下导线边的坐标方位角的计算为 αJ3-J4=αJ1-J2+ψ+180°-β-β下-180°+ψ下 井下导线边定向应独立进行三次，每次四个测回，三次测定井下导线边方位角较差应不超过20″，方位角平均值中误差不超过12″时，取三次平均值作为最后结果. 3.1.6定向精度评价 定向边方位角中误差计算按下面公式计算： 式中： （e为两垂点相对的横向误差）为两垂球线投点误差的影响值； mψ和mψ下由实测数据计算； mβ和mψ下采用下面的公式计算；