1、浅谈 TBM 施工长大隧道贯通误差估算【摘要】：本文分别对控制测量、施工测量和竣工测量三个方面进行了介绍，并对贯通的精度要求做了说明，并对误差进行了说明和分析，最后对测点的安置原则和保护措施进行了阐述，为读者提供了一个完整的测量方案，对于类似的测量方案具有较好的参考价值。 【关键词】：引洮供水；测量方案 中图分类号： TU731.5 文献标识码： A 一、控制测量 （1）贯通精度要求 本精度要求是参照青海省“引大济湟”工程对隧洞贯通误差的要求。具体如下： 极限贯通误差：横向、纵向、竖向贯通误差分别为500mm、500mm、120mm 贯通中误差：横向、纵向、竖向贯通中误差分别为250mm、25
2、0mm、60mm （2）隧洞误差分析 最关键的就是如何保证横向贯通误差的精度。 TBM 从出口独头掘进近 10 公里到达竖井，这样如果在出口洞门处存在 1 秒的角度误差，就会在竖井处的贯通面造成 0.048m 的贯通中误差。至于竖井进口段，长度小于出口竖井，精度相对来说起不到控制作用。因此在此对进口竖井段的横向贯通误差精度和整座隧洞的高程贯通精度进行估算，以确定洞内控制测量方案和注意事项。 （3）出口竖井段横向贯通误差估算 引水隧洞 TBM 独头开挖 17.286KM，第一次贯通面位于通风竖井，第二次贯通面位于进口。对于本隧道来说，对于提高横向贯通精度比较有利的一个条件是存在有通风竖井，可以利
3、用竖井处的投点对于洞内导线进行改正，及时调整洞内导线进行改正，及时调整洞内掘进方向，防止方向传递误差积累并保证竖井到进口段 TBM 掘进段的贯通精度。 洞外横向贯通中误差估计 洞外横向贯通误差的估计值宜取 63mm150mm (洞外分配限值)。 竖井联系测量误差估算 竖井联系测量：在洞外 GPS 控制点上布设控制网，利用莱卡天顶天底仪向竖井投点，投点精度 1/30000，竖井深度 155.34m，计算可得投点误差约5mm。竖井段施工可以用陀螺仪定向检查，陀螺仪采用 GP1-2A，其中全站仪 SET3110,精度 5“，3+1ppm，陀螺一测回 20“。投点示意见图1。 图 1 投点示意图 贯通
4、误差预计： 经过测算，洞内测角精度到达1.0，导线平均边长为 650m 的导线环引起的横向贯通中误差预计为195mm。小于洞内分配的横向贯通中误差200mm，可以满足平面控制测量要求。 洞内外总的横向贯通中误差影响值为205mm，小于250mm，可以满足要求。 （4）洞内高程控制测量 洞内高程控制测量采用二等精密水准。路线往返测高差不符值、环闭合差、检测高差较差的限差等要求按 GBT 12897-2006 执行。 预计高程贯通中误差为7.47mm，远小于60mm。 （5）洞内控制测量要求 洞内导线采用双交叉导线环组成的导线网的形式，每个导线环角度个数不大于 8 个。导线网的角度至少进行 23
5、次的重复测量。 采用徕卡 TC2003 全站仪进行测量，角度测回数 8 个。测角精度达到二等导线精度，按1.0来控制。采用徕卡 DNA03 电子水准仪按二等水准测量精度进行洞内高程控制。 在隧洞内，导线平均边长达到 650 米，采用较长的导线边长，以减少角度传递误差。在导线边长受条件所限而短于 300m 时，两端导线点均采用强制对中方式或三联脚架法，以减少仪器对中误差的影响。 竖井贯通后，及时调整贯通误差，利用竖井投递进来的点位进行改正，确定竖井进口段的洞内掘进方向，防止方向传递误差积累并保证竖井到进口段 TBM 掘进段的贯通精度。 由洞外控制点向洞内的引测工作，在阴天或夜晚进行，并要求进行不
6、少于三次的重复测量，当较差在误差允许范围内时取各次测量结果的平均值。 导线点间视线距离隧洞内建筑物以及各种施工机械最短距离不小于 0.3m，以减小旁折光的影响。 二、施工测量 （1）TBM 掘进测量 准备工作 a、首先将 TBM 掘进线路数据进行复核计算，并将计算结果上报监理工程师确认。 b、按照设计图纸在实地对 TBM 始发台的平面位置和高程位置进行放样，TBM 就位后精确测量出 TBM 位置相对于设计轴线的初始姿态。在 TBM内安装有 PPS 自动导向系统，分别将后视点和测站点的三维坐标通过洞内基本导线测出，然后将后视伦镜安放到后视测量支架上，将导向系统上匹配的全站仪安放至测站支架上，启动
7、 PPS 系统，系统将自动测出 TBM的姿态。当 TBM 始发姿态偏差在容许偏差内时 TBM 方可始发。 TBM 推进中测量 a、在 TBM 右上方管片处安装吊篮，吊篮用钢板制作，其底部焊接对中螺栓，用以安放全站仪和棱镜。在 TBM 推进中利用洞内基本导线对后视点和测站点三维坐标进行周期性复核，如发现复核数据和 PPS 系统内数据偏差过大，以基本导线引测数据为准，及时调整掘进方向。 b、TBM 推进中测量以 PPS 系统测量为主，辅以人工测量校核。在掘进过程中，人工将管片的高程和平面偏差测量出来，对照 PPS 测量数据，及时发现问题并处理。 （2）竖井施工测量 竖井定位 利用竖井周围的 GPS
8、 控制点和高程控制点，精确定位出竖井中心的三维坐标。 竖井断面控制 竖井开挖施工中，前 40m 施工采用细钢丝悬挂重垂球投影井口中心位置的方法进行施工控制。当施工 40m 至设计高度（155.34m）段时，采用激光指向仪投点的方法进行竖井施工。 为保证竖井施工准确无误，我们将周期性采用徕卡天顶天底仪对井口投点进行检查。并定期采用断面仪检查，确保净空尺寸，控制超欠挖。 三、竣工测量 （1）竣工测量的意义 工程竣工后，为了检查主要结构物及线路、隧洞位置是否符合设计要求，为机电设备安装、检修工程等提供测量控制点，进行竣工测量。 （2）竣工测量项目 竣工测量的主要内容有：隧洞贯通测量、线路中线、隧洞净
9、空断面和永久性高程点。 （3）竣工测量项目测量方法 平面贯通测量：在隧洞贯通面处，采用坐标法从两端测定贯通，并归算到贯通断面和中线上，求得横向贯通误差和纵向贯通误差。 高程贯通测量：隧洞贯通后，用水准仪从两端测定贯通点的高程，其误差即为竖向贯通误差。 采用全站仪（无棱镜测量功能）进行隧洞净空断面测量。 永久性高程点在高程贯通测量（高程贯通测量必须通过永久性高程点）中确定。 四、测点的安置原则与保护 （1）测点选在通视良好、不受施工扰动的地方。 （2）导线和水准控制点用不锈钢或铸铁制作，导线点有明显的十字标志，水准点表面为圆球状。 （3）在软土中，作为测量标志的钢钉应嵌入大小合适的混凝土块中，并
10、保证永久固定。 （4）次一级的测量标志，经工程师同意后，用钢筋或木桩制作。 （5）测量标志旁要有明显持久的标记或说明。 （6）埋设在地下的测量标志用混凝土管或框架保护，并加盖防止泥土和雨水弄脏的装置。 五、测量精度控制措施 （1）严格执行公司内部三级测量复核制度。 （2）项目部测量组由经验丰富、有合格资格的技术人员担任，并配备足够数量、符合精度要求的测量仪器（见测量仪器设备表 1） 。 （3）所使用的测量仪器要定期到国家计量局授权的测量仪器鉴定单位检定。 （4）测量有关数据及成果要有专人保管，并要记录完整、清晰，及时上报监理工程师核对。 【结束语】：本方案在实施的过程中，若有需要改动，可随时根据现实的实际做改动，但是要在研讨后，确定具体的改动方案，然后才能实施。 【参考文献】： 1 魏传江.利用水资源配置系统确定供水工程的建设规模J. 中国水利水电科学研究院学报. 2007(01) 2 刘伟,陈小宝,卢瑕.南水北调中线一期工程河南省受水城市水资源配置分析J. 河南水利与南水北调. 2007(12)
