機(jī)械頂管隧道施工測量技術(shù)

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1、機(jī)械頂管隧道施工測量技術(shù)中鐵隧道集團(tuán)有限公司河南洛陽471009摘要：機(jī)械頂管施工是繼盾構(gòu)施工之后而發(fā)展起來的一種地下管道施工方法，它具有不需要開挖地面層、不影響地面交通等諸多優(yōu)點(diǎn)，然而頂管在施工過程中每節(jié)工只管都周期性的向前移動(dòng)，管內(nèi)不能布設(shè)訟期穩(wěn)定的測量控制點(diǎn),對(duì)施工測量來說具有很大的難度。木文引用洛陽市洛南新區(qū)陽光電廠?彩云變電站220kv下穿關(guān)林大道頂管隧道，將前方交會(huì)技術(shù)應(yīng)用于施工控制點(diǎn)的恢復(fù)，提出“相對(duì)空間點(diǎn)位法”的施工控制點(diǎn)恢復(fù)方案，成功解決了機(jī)械頂管隧道施工控制點(diǎn)的恢復(fù)和井內(nèi)施工放樣成果的重復(fù)利用問題，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了測量工作效率。關(guān)鍵詞：頂管隧道；前方交會(huì)；相對(duì)空間

2、點(diǎn)位法；施工放樣；施工控制點(diǎn)引言機(jī)械頂管法施工技術(shù)是一種不開挖或者少開挖的管道施工技術(shù)，其原理是借助于主頂油缸及管道間、中繼間等推力，把工具管從工作井內(nèi)穿過掘進(jìn)層一直推進(jìn)到預(yù)定貫通位置。頂管法施工不同于傳統(tǒng)的地下隧道工程，其主要特點(diǎn)為施工掘進(jìn)過程中井下的工具管處于周期性運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，每節(jié)工具管既不斷向前，乂由于受力的不均勻存在上下和左右運(yùn)動(dòng)，因此不能在工具管內(nèi)設(shè)置穩(wěn)定控制點(diǎn)的方法進(jìn)行施工測量，若每次施工放樣均從地面引測新的井下控制點(diǎn)，不僅占用時(shí)間長、影響工程進(jìn)度，也存在測量工作量大、放樣檢核措施少等缺點(diǎn)。目前，崔國新［1］提出采用激光束的方法指導(dǎo)前進(jìn)方向；舒亞明等［2］對(duì)長距離曲線頂管測量和控

3、制進(jìn)行了研宄；鄭金淼［3】提出了自動(dòng)導(dǎo)線測量系統(tǒng)的解決方案。木人通過洛陽市洛南新區(qū)橫穿關(guān)林大道的電力頂管隧道（K185m）,將前方交會(huì)技術(shù)應(yīng)用于井下控制點(diǎn)的恢復(fù)，提出“相對(duì)空間點(diǎn)位法”的施工控制點(diǎn)恢復(fù)方案，能解決頂管隧道施工過程中工具管周期性運(yùn)動(dòng)造成的施工控制點(diǎn)無法埋設(shè)問題，在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械頂管隧道施工測量技術(shù)進(jìn)行了有益的探討。1相對(duì)空間點(diǎn)位法原理相對(duì)空間點(diǎn)位法是基于機(jī)械頂管隧道周期性向前移動(dòng)的特點(diǎn)，利用井下工具管內(nèi)施工控制點(diǎn)（P）與工作井后壁上控制點(diǎn)Pl、P2的固有關(guān)系，將前方交會(huì)技術(shù)應(yīng)用于控制點(diǎn)恢復(fù)的一種方法。如圖1所示,P1,P2均為工作井后壁上己知點(diǎn),P為工具管內(nèi)施工控制點(diǎn),&al

4、pha;為測得的水平夾角，SPP1,SPP2為施工控制點(diǎn)P到已知點(diǎn)P1和P2的距離。圖1相對(duì)空間交會(huì)法原理示意圖在施工過程中由于工具管不斷前移，導(dǎo)致控制點(diǎn)P無法穩(wěn)定埋設(shè)，施工放樣吋根據(jù)施工控制點(diǎn)P與P1點(diǎn)、P2點(diǎn)的關(guān)系，在一定高程面上實(shí)吋對(duì)P點(diǎn)進(jìn)行恢復(fù)，利用頂角α進(jìn)行檢核以確保點(diǎn)位恢復(fù)的準(zhǔn)確,可達(dá)到迅速設(shè)站放樣的0的。2工程案例2.1工程簡介洛陽市洛南新區(qū)陽光電廠~彩云變電站220千伏下穿關(guān)林大道頂管隧道，設(shè)計(jì)南北兩個(gè)工作井雙向掘進(jìn)，工作井長寬均為7m×7m，井深約10.6m,頂管地下埋設(shè)約9.7m,工具管長2m,管直徑2.5m,地下隧道長184.775m,平面設(shè)計(jì)

5、為直線掘進(jìn)，高程設(shè)計(jì)為1%的縱坡，設(shè)計(jì)貫通位置位于隧道中部。2.2地面控制測量地面控制網(wǎng)由設(shè)計(jì)單位完成，施工方接樁后首先對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，確認(rèn)點(diǎn)位穩(wěn)定可靠后，結(jié)合工作井的位置進(jìn)行加密測量，分別在距離1號(hào)和2號(hào)工作井4m?5m地質(zhì)穩(wěn)定、能長期保存控制點(diǎn)的地方加密近井點(diǎn)jl和」2,且盡量保證Jl、j2相互通視,以減小地面控制測量誤差的影響，導(dǎo)線加密測量網(wǎng)型圖如下所示：圖2地面網(wǎng)導(dǎo)線加密示意圖地面高程控制測量時(shí)，為起算基準(zhǔn)的一致性，提高井下高程貫通測量精度，高程加密測量時(shí)起算點(diǎn)與未知點(diǎn)之間均進(jìn)行往返測量，jl、j2高程值由T112、T113進(jìn)行聯(lián)合平差得到。2.3豎井聯(lián)系測量平面網(wǎng)傳遞采用一井定

6、向中的聯(lián)系三角形，工作井懸吊兩根直徑0.3mm鋼絲，在井上和井下分別粘貼反射片，井上和井下分別測定近井點(diǎn)與兩根鋼絲的距離和夾角，推算井下控制點(diǎn)XI、X2的平面坐標(biāo)。2.4高程傳遞測量高程傳遞采用懸吊鋼尺的方法，在檢查近井點(diǎn)的點(diǎn)位穩(wěn)定可靠后，懸吊50m鋼尺，井上和井下同吋安置水準(zhǔn)儀，觀測鋼尺讀數(shù)，改變鋼尺懸吊高度lm-2m,第二次讀數(shù)，兩次高差在3mm之內(nèi)取平均作為傳遞高差。為了增加可靠性，一般高程傳遞測量在頂管掘進(jìn)5m和30m后各獨(dú)立進(jìn)行一次。2.5井下施工測量井下施工測量，首先要根據(jù)豎井聯(lián)系測量的控制點(diǎn)XI和X2放樣出工作井后壁上的中線點(diǎn)Z0以及頂管掘進(jìn)方向的中線點(diǎn)Zl、Z2、Z3,以Z

7、0為中心點(diǎn)，距離Z0點(diǎn)左右各2m~5m左右的位置制作出Pl和P2點(diǎn)，將全站儀分別架設(shè)到Z1、Z2、Z3等中線點(diǎn)，測量αl、SPlZl、SP2Zl、SZ0Zl，ΔHZ0Zl，α2、SP1Z2、SP2Z2、SZ0Z2、ΔHZ0Z2,α3、SP1Z3、SP2Z3、SZ0Z3,ΔHZ0Z3等數(shù)據(jù)。如圖3中所示：圖3相對(duì)空間點(diǎn)位法作業(yè)示意圖采用相對(duì)空間點(diǎn)位法進(jìn)