超長(zhǎng)鐵路隧道洞內(nèi)平面控制網(wǎng)橫向貫通誤差仿真計(jì)算分析與應(yīng)用

谷思文,劉成龍,武瑞宏,楊雪峰,楊 帆

(1.西南交通大學(xué)地球科學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,成都 611756；2.西南交通大學(xué)高速鐵路運(yùn)營(yíng)安全空間信息技術(shù)國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室,成都 611756；3.中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司,西安 710043)

我國(guó)在建某高原鐵路全線有11座長(zhǎng)度為20～30 km的隧道，6座長(zhǎng)度大于30 km的隧道，其中最長(zhǎng)隧道長(zhǎng)達(dá) 42 km，目前我國(guó)尚無(wú)40 km以上鐵路隧道建設(shè)和控制測(cè)量經(jīng)驗(yàn)[1-2]。文獻(xiàn)[3]將20 km以上的隧道定義為超長(zhǎng)隧道，本文也將使用這一定義描述20 km以上隧道。對(duì)于長(zhǎng)度在20～25 km的超長(zhǎng)隧道洞內(nèi)允許橫向貫通誤差，目前僅在某高原鐵路勘察設(shè)計(jì)暫行規(guī)范(以下簡(jiǎn)稱“《暫行規(guī)范》”)中有所規(guī)定。因此有必要對(duì)超長(zhǎng)隧道的洞內(nèi)橫向貫通誤差值進(jìn)行研究和仿真計(jì)算分析，以指導(dǎo)超長(zhǎng)鐵路隧道的洞內(nèi)平面控制測(cè)量和橫向貫通誤差控制[4-5]。

為更加直觀地分析超長(zhǎng)隧道洞內(nèi)平面控制測(cè)量誤差引起的橫向貫通誤差值，本文設(shè)計(jì)了仿真實(shí)驗(yàn)，模擬計(jì)算了7種長(zhǎng)度的超長(zhǎng)隧道在常用的3種洞內(nèi)平面控制網(wǎng)(交叉導(dǎo)線網(wǎng)、導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)和自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng))網(wǎng)形[6-7]和兩種精度(隧道二等和平面二等)情況下橫向貫通中誤差值，用以分析和制定超長(zhǎng)鐵路隧道洞內(nèi)橫向貫通中誤差的允許值。

1 仿真計(jì)算實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

針對(duì)某高原鐵路隧道設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，本次仿真計(jì)算實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了20，24，28，32，36，40 km和44 km共7種長(zhǎng)度的超長(zhǎng)隧道，分別模擬采用自由測(cè)站邊角交會(huì)網(wǎng)、交叉導(dǎo)線網(wǎng)和導(dǎo)線環(huán)網(wǎng)3種洞內(nèi)平面控制測(cè)量的網(wǎng)形，分別模擬隧道二等及平面二等兩種洞內(nèi)平面控制網(wǎng)測(cè)量精度，仿真計(jì)算并分析這7種長(zhǎng)度隧道的洞內(nèi)橫向貫通中誤差[8]。……