地鐵盾構隧道橫向貫通誤差預計

王雙雨 李志超 閆陽陽

摘要：地鐵盾構隧道工程具有條件復雜、工期長、施工作業面窄小等特點。橫向貫通誤差對隧道施工的影響最為重要，本文通過分析各階段控制測量工作對橫向貫通誤差的影響，結合工程案例探討如何進行貫通誤差預計。

關鍵詞：地鐵;盾構隧道;橫向貫通誤差;預計

一、引言

地鐵盾構掘進一般是從車站向臨近的車站單向掘進或從兩個車站向中間風井掘進，隧道掘進相通之處的橫斷面稱為貫通面，開挖的施工中線在貫通面處無法按照設計中線銜接產生的偏差稱為貫通誤差。對于地鐵施工來說，橫向貫通誤差如果超過規范要求的數值，會引起隧道中線的改變，產生兩端襯砌無法銜接或隧道內結構侵界的情況。

二、盾構隧道橫向貫通誤差的來源和分配

假設隧道總的橫向貫通中誤差限值為，則總的橫向貫通中誤差限值即為

地面控制測量誤差引起的橫向貫通中誤差允許值為，聯系測量引起的誤差允許值為，洞內導線引起的誤差允許值為。對影響隧道橫向貫通誤差的因素按照“等精度影響原則”考慮，則。按照誤差傳播律得到

三、各階段平面控制測量貫通中誤差預計

3.1 地面控制網橫向貫通中誤差預計

地面控制網可以按照單導線法估算對橫向貫通誤差的影響。布設在區間兩端的一條單導線，為進出洞口點，按照精密導線測量方法測量各邊的夾角和邊長，測角中誤差為，邊長的測量中誤差為，可以按照式（4）估算地面控制網對橫向貫通誤差的影響值。

3.2 聯系測量橫向貫通中誤差預計

聯系測量在貫通面上引起的橫向貫通中誤差可以表示為

3.3 洞內導線橫向貫通中誤差預計

盾構隧道工程洞內導線布設形式主要有單導線、導線環，其中導線環是由多個單導線構成，對洞內導線橫向貫通中誤差預計一般按照單導線進行估算，如圖1所示。

圖中、為底板聯系測量控制點，E為貫通點，共觀測個角度，分別為;觀測條邊長，分別為。為了估算方便，假設洞內導線布設成等邊直伸導線。由洞內導線引起的橫向貫通中誤差一般可以表示為

四、工程實例

某盾構區間長度約為1124m，地面平面控制網布設成附合導線，按照《工程測量規范》四等導線技術要求施測。采用單導線法估算地面平面控制網的橫向貫通中誤差，把地面導線點和導線邊投影到貫通面上，得到每個點到貫通面的距離和投影邊長，見表1。

四等導線的測角中誤差為，測距相對中誤差，將表1中的結果代入公式（4），可求得橫向貫通中誤差

在盾構接收前共獨立進行4次聯系測量，地下定向邊方位角中誤差取值8″，地下近井點到貫通面的垂直距離。地下定向邊的方位角中誤差，按式（5）計算由聯系測量引起的橫向貫通中誤差

井下定向邊長度約80m，洞內導線按單導線布設，導線邊長平均為150米，共8個測站，地下近井點到貫通面的垂直距離。按式（6）計算由洞內導線引起的橫向貫通中誤差

規范要求地鐵隧道工程的橫向貫通中誤差為50mm。考慮施工控制測量各階段引起的橫向貫通誤差，按式（2）計算出總橫向貫通中誤差

五、結束語

控制測量技術設計時可采取以下措施：（1）提高地面控制網測量等級，用坐標權函數法對貫通誤差進行嚴密估算;（2）增加聯系測量次數;（3）隧道內布設雙導線，導線邊盡可能長，減少測站數;（4）洞內加測陀螺方位角。

參考文獻：

[1]莫中生，王佩賢. 地鐵盾構隧道各階段平面控制測量的限差分配[J]. 測繪工程，2012，21（004）：86-88.

[2]秦長利. 城市軌道交通工程測量[M]. 中國建筑工業出版社，2008.

[3]劉靜. 地鐵隧道橫向貫通誤差預計及測定[J]. 地理空間信息，2017，15（008）：97-98.

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