老安山隧道洞內(nèi)控制網(wǎng)的建立及其貫通精度

辛金珠

(中鐵十二局，山西 太原 030032)

西成客專老安山特長(zhǎng)隧道是西成客專的重點(diǎn)工程， 隧道全長(zhǎng)15 161 m，位于秦嶺南麓低中山區(qū)，平均海拔825～1990 m。地形起伏較大，基巖裸露，溝壑縱橫， 地質(zhì)復(fù)雜， 施工難度大。

本文通過對(duì)老安山隧道洞內(nèi)導(dǎo)線數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，通過建立雙交叉導(dǎo)線控制網(wǎng)以滿足高精度的施工放樣需求，使長(zhǎng)大隧道的貫通精度有了很大提高，確保了長(zhǎng)大隧道的貫通精度的規(guī)范要求。

1　老安山隧道洞內(nèi)雙交叉導(dǎo)線的建立

雙交叉導(dǎo)線的原理為：根據(jù)測(cè)區(qū)的現(xiàn)場(chǎng)條件，利用高精度徠卡全站儀TS50同時(shí)對(duì)若干洞內(nèi)控制點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)，獲取必要的數(shù)據(jù)，進(jìn)而解算控制點(diǎn)的坐標(biāo),最終平差獲取控制網(wǎng)成果，用于指導(dǎo)施工。隧道洞內(nèi)布設(shè)交叉導(dǎo)線，保證4點(diǎn)都互相通視，讓每條傳遞邊都參與多個(gè)四邊形平差，使網(wǎng)形的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性增強(qiáng)，以提高隧道貫通的精度。

2　隧道洞內(nèi)交叉導(dǎo)線控制網(wǎng)設(shè)計(jì)

洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)從隧道洞外GPS平面控制測(cè)量確定的洞外聯(lián)系邊引入，洞內(nèi)、外平面控制網(wǎng)宜以邊連接進(jìn)行聯(lián)系測(cè)量，交叉導(dǎo)線網(wǎng)觀測(cè)的測(cè)站間距一般約為350～450 m，測(cè)站內(nèi)觀測(cè)4個(gè)控制點(diǎn)，全站儀前后方各一對(duì)控制點(diǎn)，每一對(duì)控制點(diǎn)之間距離盡量放到最大(具體數(shù)值由現(xiàn)場(chǎng)隧道斷面大小確定)，防止相鄰反射源影響儀器自動(dòng)照準(zhǔn)精度，以提高洞內(nèi)平面控制測(cè)量的可靠性和精度。控制網(wǎng)構(gòu)網(wǎng)形式如圖1所示。

圖1　聯(lián)測(cè)上級(jí)控制點(diǎn)的觀測(cè)網(wǎng)

控制點(diǎn)沿線路走向成對(duì)布設(shè)，前后相鄰兩對(duì)點(diǎn)之間距離保持在350～450 m，控制點(diǎn)設(shè)置在低于路面10 cm，穩(wěn)固、可靠、不易破壞且便于測(cè)量的位置，既要考慮滿足全站儀觀測(cè)的需要，又要考慮適合隧道洞內(nèi)施工對(duì)控制點(diǎn)的要求。斜井和正洞中的控制點(diǎn)均按點(diǎn)對(duì)布設(shè)，點(diǎn)對(duì)橫向間距盡可能大但又不能離隧道側(cè)壁過近。控制點(diǎn)標(biāo)識(shí)要清晰、齊全、便于準(zhǔn)確識(shí)別。洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)石采用專用標(biāo)釘，如圖2所示。

圖2

3　洞內(nèi)交叉導(dǎo)線的實(shí)施

(1) 徠卡TS50全站儀具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)目標(biāo)搜索、自動(dòng)照準(zhǔn)、自動(dòng)觀測(cè)、自動(dòng)記錄功能，其標(biāo)稱精度滿足：方向測(cè)量中誤差不大于1″，測(cè)距中誤差不大于1 mm+2×10-6D。

(2) 在使用前，檢查前后視的4個(gè)徠卡原裝棱鏡的常數(shù)是否一致，質(zhì)量是否完好，用于保障測(cè)設(shè)過程中的精度。

(3) 在實(shí)施測(cè)量前，對(duì)前后視的4個(gè)徠卡原裝基座的對(duì)中情況進(jìn)行檢校，包括氣泡能否整平、目鏡是否清晰。

(4) 邊長(zhǎng)觀測(cè)應(yīng)進(jìn)行溫度、氣壓等氣象元素改正，溫度讀數(shù)精確至0.2℃，氣壓讀數(shù)精確至0.5 hPa。溫度計(jì)建議采用干濕球溫度計(jì)，氣壓計(jì)建議采用空盒氣壓計(jì)。

(5) 外業(yè)數(shù)據(jù)采集。根據(jù)《老安山隧道洞外控制測(cè)量報(bào)告》，并參照《高速鐵路工程測(cè)量規(guī)范》(TB 10601—2009)中的規(guī)定和要求，為保證隧道的橫向貫通精度，隧道洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量的精度等級(jí)設(shè)計(jì)為隧道二等。

(6) 洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量方式。洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量采用交叉導(dǎo)線的形式進(jìn)行布設(shè)，測(cè)量時(shí)每站至少觀測(cè)3個(gè)方向點(diǎn)，一般觀測(cè)4個(gè)方向點(diǎn)。如圖3 所示。

按K字形雙交叉導(dǎo)線測(cè)設(shè)形成的網(wǎng)形，A4—A6邊參與了A1A3A4A6、A2A3A4A6、A4A5A6A7、A4A5A6A84個(gè)四邊形的平差，提高了傳遞邊的精度，這樣測(cè)設(shè)導(dǎo)線的方法使每條邊都與A4—A6類似地進(jìn)行了嚴(yán)

密平差。

圖3

洞內(nèi)控制導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量精度見表1。

表1　洞內(nèi)導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)量的技術(shù)要求

4　洞內(nèi)雙交叉導(dǎo)線控制測(cè)量對(duì)隧道橫向影響

洞內(nèi)雙交叉導(dǎo)線對(duì)隧道貫通的影響值是隧道洞內(nèi)控制網(wǎng)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，西成高鐵老安山隧道通過采用高端儀器徠卡全站儀TS50建立雙交叉導(dǎo)線控制網(wǎng)。 2015年9月整個(gè)隧道貫通，成為西成客專第一個(gè)貫通的長(zhǎng)大隧道，用此方法使隧道貫通精度提高、質(zhì)量容易得到保證。貫通精度見表2。

表2

5　結(jié)　語

通過采用高精度徠卡TS50全站儀對(duì)老安山隧道洞內(nèi)雙交叉導(dǎo)線控制網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量，提高了隧道貫通精度，可確保滿足高精度施工放樣的需要及長(zhǎng)大隧道高精度貫通要求。

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