地铁盾构隧道横向贯通误差预计

王双雨 李志超 闫阳阳

摘要：地铁盾构隧道工程具有条件复杂、工期长、施工作业面窄小等特点。横向贯通误差对隧道施工的影响最为重要，本文通过分析各阶段控制测量工作对横向贯通误差的影响，结合工程案例探讨如何进行贯通误差预计。

关键词：地铁;盾构隧道;横向贯通误差;预计

一、引言

地铁盾构掘进一般是从车站向临近的车站单向掘进或从两个车站向中间风井掘进，隧道掘进相通之处的横断面称为贯通面，开挖的施工中线在贯通面处无法按照设计中线衔接产生的偏差称为贯通误差。对于地铁施工来说，横向贯通误差如果超过规范要求的数值，会引起隧道中线的改变，产生两端衬砌无法衔接或隧道内结构侵界的情况。

二、盾构隧道横向贯通误差的来源和分配

假设隧道总的横向贯通中误差限值为，则总的横向贯通中误差限值即为

地面控制测量误差引起的横向贯通中误差允许值为，联系测量引起的误差允许值为，洞内导线引起的误差允许值为。对影响隧道横向贯通误差的因素按照“等精度影响原则”考虑，则。按照误差传播律得到

三、各阶段平面控制测量贯通中误差预计

3.1 地面控制网横向贯通中误差预计

地面控制网可以按照单导线法估算对横向贯通误差的影响。布设在区间两端的一条单导线，为进出洞口点，按照精密导线测量方法测量各边的夹角和边长，测角中误差为，边长的测量中误差为，可以按照式（4）估算地面控制网对横向贯通误差的影响值。

3.2 联系测量横向贯通中误差预计

联系测量在贯通面上引起的横向贯通中误差可以表示为

3.3 洞內导线横向贯通中误差预计

盾构隧道工程洞内导线布设形式主要有单导线、导线环，其中导线环是由多个单导线构成，对洞内导线横向贯通中误差预计一般按照单导线进行估算，如图1所示。

图中、为底板联系测量控制点，E为贯通点，共观测个角度，分别为;观测条边长，分别为。为了估算方便，假设洞内导线布设成等边直伸导线。由洞内导线引起的横向贯通中误差一般可以表示为

四、工程实例

某盾构区间长度约为1124m，地面平面控制网布设成附合导线，按照《工程测量规范》四等导线技术要求施测。采用单导线法估算地面平面控制网的横向贯通中误差，把地面导线点和导线边投影到贯通面上，得到每个点到贯通面的距离和投影边长，见表1。

四等导线的测角中误差为，测距相对中误差，将表1中的结果代入公式（4），可求得横向贯通中误差

在盾构接收前共独立进行4次联系测量，地下定向边方位角中误差取值8″，地下近井点到贯通面的垂直距离。地下定向边的方位角中误差，按式（5）计算由联系测量引起的横向贯通中误差

井下定向边长度约80m，洞内导线按单导线布设，导线边长平均为150米，共8个测站，地下近井点到贯通面的垂直距离。按式（6）计算由洞内导线引起的横向贯通中误差

规范要求地铁隧道工程的横向贯通中误差为50mm。考虑施工控制测量各阶段引起的横向贯通误差，按式（2）计算出总横向贯通中误差

五、结束语

控制测量技术设计时可采取以下措施：（1）提高地面控制网测量等级，用坐标权函数法对贯通误差进行严密估算;（2）增加联系测量次数;（3）隧道内布设双导线，导线边尽可能长，减少测站数;（4）洞内加测陀螺方位角。

参考文献：

[1]莫中生，王佩贤. 地铁盾构隧道各阶段平面控制测量的限差分配[J]. 测绘工程，2012，21（004）：86-88.

[2]秦长利. 城市轨道交通工程测量[M]. 中国建筑工业出版社，2008.

[3]刘静. 地铁隧道横向贯通误差预计及测定[J]. 地理空间信息，2017，15（008）：97-98.

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