文档介绍：浅谈高速铁路隧道施工测量
甘肃工业职业技术学院测绘工程系测量0833 和强
摘要在中铁十七局第三建筑公司承建的杭州至宁波的高速铁路客运专线杭甬四工区施工段中,隧道贯穿主线。其包括凉帽山,外岙一二号,大山脑,寺前王及章家山大小六孔隧道。在隧道施工过程中,由于我国南方地质结构的特点,硬质地层采用了传统的矿山法(凿岩爆破),进行了洞体的掘进。施工测量方面,根据设计院洞内布设的地下导线点,经坐标推算而确定隧道中心线方向上有关点位,以准确知道较长隧道的开挖方向和便于日常施工放样。其中包括了中线放样,坡度放样,断面放样与隧道贯通误差的测定与调整。
关键词高速铁路隧道施工测量放样
一、前言
在新建的杭甬高速铁路四工区施工段中以大山脑隧道为主。大山脑隧道位于余姚市及慈溪市境内,全长6209m,最大埋深约200m属深埋长隧道,起讫里程为DK112+207~DK118+416大山脑隧道位于剥蚀低山丘陵区,地形起伏较大,自然坡度10~35°,植被发育。区内最高山峰为大山脑,,隧址所穿越山丘海拔一般为110~265m。该隧道由进口和出口相向开挖,进出口各开挖至DK115+586,进口开挖长度为3379m;出口开挖长度为2830m。该隧道全部位于直线段上。其
处于暗挖段。在此项山岭隧道施工中,为了加快采用了进口方向,出口方向及斜井两向,四面同时光面爆破掘进的作业方式。设以中间DK115+500处为基础面,%的下坡。
隧道自两端洞口相向开挖,在洞内预订位置挖通,称为贯通(holing)。因此,隧道测量(tunnel survey)也称贯通测量(holing through survey)。隧道测量的任务是:准确测设出洞口、井口、坑口的平面位置和高程;隧道开挖时,测设隧道中线的方向和高程,指示掘进方向保证隧道按要求的精度正确贯通,放样洞室各细部的平面位置与高程,放样衬砌的位置等。
与地面测量工作不同的是,隧道施工的掘进方向在贯通之前无法通视,只能完全依据沿隧道中线布设的支导线来指导施工。因为支导线无外部检核条件,同时隧道内光线暗淡工作环境较差,在测量工作中极易产生疏忽或错误,造成相向开挖隧道的方向偏离设计方向,使隧道不能正确贯通,其后果是必须部分拆除已经做好的衬砌,削帮后从新衬砌或采取其它补救措施,这样不但产生巨大经济损失,还会延期工期。所以,进行隧道测量工作时,要十分认真细致,除按规范的要求严格检验与校正仪器,还应注意采取多种有效措施,削弱误差,避免发生错误。
在洞内支导线测量过程中,由于测量误差的积累,使两个相向开挖的隧道中线不能准确衔接,其错位距离H称为贯通误差(holing error),如下图13-37所示大意:
H在隧道中线方向上的投影长度Ht,称为纵向贯通误差;在垂直于隧道方向上的投影长度Hu称为横向贯通误差;在铅垂面内的投影投影长度Hh称为高程贯通误差。
备注:其中Ht只影响隧道的长度,与工程质量的关系不大,施工测量时较容易满足设计要求。当不考虑Ht时则隧道贯通相遇于一垂直于中线的平面,称为贯通面。规范只规定了贯通面横向误差Hu和高程误差Hht的限差。如《铁路测量技术规范》规定:长度小于4km的铁路隧道,Hu的容许值为100mm,Hh的容许值为50mm。
现就学生在施工现场的测量与各项工作,对大山脑隧道施工中洞外控制测量,洞内控制测量,洞内中线测设,结合各项施工图纸及规范,做自己的一些总结认识与浅谈。
二、大山脑隧道洞外控制测量
为了保证隧道工程在两个或多个开挖面的掘进中,施工中线在贯通面上的Hu及Hh能满足贯通精度要求,符合断面的技术条件,必须进行控制测量。控制测量的中误差是指由测量误差引起在贯通面上产生贯通误差,取上述容许误差的一半,如3km公路隧道的横向误差为75mm,高程中误差为35mm。由于贯通误差主要来源洞外和洞内控制测量精度两方面。因此,进行洞外控制测量精度设计时,要将贯通误差按误差传播定律分解为洞外和洞内的横向误差和高程误差,此过程称为贯通误差影响值的分配。《公路隧道勘测规程》规定的贯通误差分配方案见下表:
贯通面上贯通误差影响值的分配
测量部位
横向中误差(mm)
高程中误差(mm)
两开挖洞口间长度(m)
<3000
3000~6000
洞外
45
55
25
洞内
60
80
25
全部隧道
75
100
35
隧道两相向开挖洞口施工中线在贯通面上的横向和高程贯通误差应符合下表规定:
隧道贯通误差规定
项目
横向贯通误差
高程贯通误差
相向开挖长度(km)
L<4
4≤L<7
7≤L<10
10≤L
<13
13≤L<16
16≤L<19
19≤L<20
洞外贯通中