长大盾构隧道贯通误差分析

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1、长大盾构隧道贯通误差分析中铁十二局集团有限公司广州511453【摘要】依据狮子洋隧道洞内外控制测量设计，通过对狮子洋盾构隧道贯通误差的限值分析得到不同施工阶段的测量限差要求，以此确定盾构施工测量精度、方法，制定测量方案，确保盾构隧道贯通和顺利对接。关键词盾构施工控制测量联系测量贯通误差一字对接1概况1.1工程概况狮子洋隧道位于广深港铁路客运专线东涌站至虎门站区间，为全线控制性工程。隧道全长10.8Km，分为SDⅡ、SDⅢ两个标段，进口里程DK33+000，地理位置隶属于广州市南沙区；出口里程DK43+800，隶属于东莞市沙田镇。进口段左、右JD6曲线

2、，其圆曲线半径分别为R=7250m（左线）及R=7000m（右线）,缓和曲线长L0=670m；出口段左、右线分别位于左、右JD7曲线，其左右线圆曲线半径均为R=7000m,缓和曲线长L0=670m。进口洞口位于圆曲线上。本标段采用2台直径为11.182m复合式泥水加压平衡盾构机分左右线向出口推进，隧道两端从狮子洋两岸掘进，穿越狮子洋海底于洋底中部对接贯通。狮子洋隧道被定义为世界上目标难度值最大的水下隧道、国内最长标准最高的水下隧道、国内盾构一次性单机推进最长的水下隧道、中国铁路第一条水下大直径泥水平衡盾构圆形隧道，工程规模大、设计标准高、涉及工法多，

3、经济和技术意义重大。1.2控制网概况由于本工程的特殊性，测量工作不仅要保证隧道顺利贯通，还要考虑到相邻标段的搭接，因此，由SDⅡ、SDⅢ标进行狮子洋隧道独立控制网联合测量，并各自进行与相邻标段的衔接测量。由于受地形限制,沿线路走向测线跨越狮子洋海面宽度超过2.5km，采用常规测量方法很难达到测量设计要求，故平面控制采用铁路GPS-B等网设计，并参照国家GPS-C级网精度技术指标，大地四边形坚强网形结构施测。施测时与设计院既有的GPS控制点联测以保持系统基准一致。隧道独立控制网采用经设计院确认的控制点作为首级控制网，口端有GPS-C15，GPS-C16

4、两点，出口端有J2，J3两点。在进口端测区内，布设了A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7组成隧道首级控制网。此次布设的主要控制点选在测区附近既有建筑物顶部，均采用强制对中装置，以消除对中误差，尽可能提高控制测量网精度。洞外高程基准采用从设计院提供的进口二等应急水准点C85、GPS-C18联测到隧道出口的BM1和1453#。两端陆上部分采用精密水准仪按照二等水准测量规范施测；跨越珠江水面时，采用光电测距三角高程法进行施测，用GPS高程进行检核。隧道进、出口部分还分别进行了加密水准测量，精度与洞外高程测量相同。1贯通误差分析盾构区间隧道的施工是用盾构

5、掘进的，所以盾构推进方向的测量必须是高精度的和可靠性的。由于本区间隧道全长10.8公里，狮子洋隧道进口施工长度为5.55公里。为了满足盾构掘进按设计要求贯通，就应满足贯通误差（含施工误差）的限值。《新建铁路工程测量规范》（TB10101—99）规定：10km～12km的隧道，隧道横向贯通中误差必须小于±150mm，高程贯通中误差必须小于±50mm。2.1横向贯通测量横向贯通测量一般包括：地面控制测量，竖井联系测量，井下导线测量，洞口钢环中心测量，盾构机中心姿态测量。本隧道盾构区间隧道横向贯通误差主要来自以下几方面的测量工序：（1）地面控制测量误差m1

6、；（2）工作井联系测量误差m2；（3）进洞时洞门中心坐标测量误差m3；（4）地下导线测量误差m4；（5）盾构机姿态测量误差m5。其中第（3）、（5）项为固定误差。对各阶段平面测量误差限值分配采用不等精度分配原则，并假设各项误差影响互相独立，取值如下：m1=m,m2=2m,m3=m,m4=4m,m5=2m代入可得m=29.4mm从而可以求得各道工序的测量中误差，即地面控制测量中误差为m1=29.4mm，联系测量中误差为m2=58.8mm，进洞时洞门中心坐标测量中误差m3=29.4mm，地下导线测量中误差为m4=117.6mm，盾构机姿态测量中误差m5=

7、58.8mm。2.2竖向贯通测量竖向贯通测量一般包括：地面水准控制网测量；联系测量；地下水准导线网测量。对各阶段高程测量误差限值参考规范和以往经验取值如下：mh1=1m，mh2=1m，mh3=2m，mh1——表示地面控制测量误差；mh2——表示联系测量误差；mh3——表示地下导线测量误差；代入可得mH=24.5mm<50mm。2控制测量误差对贯通精度的影响估算因为狮子洋隧道主要部分均在直线段，进口转向角17°17′48.34″，出口端线路转向角8°17′50″，曲线半经≥7000米，且为大断面盾构施工（管片内径9.8m），因此整个隧道基本为直线延伸，

8、在尽量克服施工现场不利因素的情况下（如隧道内通风、高温、潮湿环境及大气折光等），隧道内导线尽量采用长边进行导