單線鐵路隧道線路平面調(diào)整施工技術(shù)

摘要 本文主要就五爪觀隧道無砟道床施工前，DK50+058.65～DK50+409.35段線路平面調(diào)整進(jìn)行了論述，為長大隧道通過平面調(diào)整解決施工中出現(xiàn)的問題，并且為線路指標(biāo)滿足運(yùn)營要求提供了借鑒與參考。

關(guān)鍵詞 無砟道床；施工前；平面調(diào)整；線路；指標(biāo)；運(yùn)營

1 背景

宜萬鐵路五爪觀隧道Ⅰ線是單線鐵路隧道，位于湖北省境內(nèi)，起訖里程DK48+859~DK52+387，全長3528m。進(jìn)、出口均位于設(shè)計(jì)R=1600m的圓曲線上。在隧道施工中從大里程向小里程進(jìn)行時(shí)，施工現(xiàn)場將DK50+260處的控制樁誤用，即將副導(dǎo)線點(diǎn)當(dāng)成了主導(dǎo)線點(diǎn)而使用，原因是兩點(diǎn)幾乎并排且相差僅10cm，兩導(dǎo)線點(diǎn)距后視點(diǎn)的距離也相差甚微，致使現(xiàn)場測量技術(shù)人員沒能及時(shí)發(fā)現(xiàn)。致使DK50+240~DK50+180段線路中線點(diǎn)發(fā)生偏離，經(jīng)實(shí)測DK50+234處的中線點(diǎn)偏離最大，達(dá)12.7cm，位于設(shè)計(jì)中心線右側(cè)。為了不影響后續(xù)的襯砌、附屬工程等施工，經(jīng)項(xiàng)目反復(fù)研討后，決定對DK50+234前后一定距離范圍內(nèi)進(jìn)行順接，結(jié)合設(shè)計(jì)曲線要素及點(diǎn)位實(shí)際情況最終確定DK50+058.65~DK50+409.35作為調(diào)整段分析、計(jì)算并交付數(shù)據(jù)進(jìn)行施工。次年后半年引入無砟道床后，又及時(shí)將施工的調(diào)線和隧道凈空斷面資料提交設(shè)計(jì)院線路專業(yè)，經(jīng)雙方共同對該段及所在曲線的科學(xué)調(diào)整，確保了無砟道床的施工線形要求。

2 調(diào)線準(zhǔn)備工作

首先是對隧道現(xiàn)用的導(dǎo)線控制點(diǎn)進(jìn)行了復(fù)測，采用閉合導(dǎo)線法復(fù)核，每約2km閉合一次，經(jīng)計(jì)算并現(xiàn)場對施工控制點(diǎn)重新標(biāo)識、保護(hù)后，方開展調(diào)線工作。

3 施工調(diào)線計(jì)算

3.1 調(diào)線段所在曲線的原設(shè)計(jì)曲線要素及施工坐標(biāo)

3.3.2 調(diào)整段曲線位置確定及主點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算

1）首先確定第二段圓曲線

（1）DK50+234設(shè)計(jì)中心線坐標(biāo)為：（7303.5981，11931.1673），此處隧道的實(shí)際中心在設(shè)計(jì)中心的線右側(cè)12.7cm處。即DK50+234處隧道中心實(shí)際坐標(biāo)為：（7303.6925，11931.2523）。

（2）距起終點(diǎn)各30m范圍內(nèi)進(jìn)行圓曲線連接。

（3）通過對DK50+088.6更多內(nèi)容請?jiān)L問久久建筑網(wǎng)
5、DK50+379.35處斷面測量后，對實(shí)際中心進(jìn)行

重新確定，實(shí)際確定值均為：向原設(shè)計(jì)中心的線右側(cè)偏4cm。

DK50+088.65設(shè)計(jì)中心線坐標(biāo)為：（7201.5572，12034.6068），此處實(shí)際隧道中心偏向原設(shè)計(jì)中心線右4cm。即DK50+088.65處隧道中心實(shí)際坐標(biāo)為：（7201.5843，12034.6362）。

DK50+379.35設(shè)計(jì)中心線坐標(biāo)為：（7395.8344，11818.8972），此處實(shí)際隧道中心偏向原設(shè)計(jì)中心線右4cm。即DK50+379.35處隧道中心實(shí)際坐標(biāo)為：（7395.8664，11818.9212）。

（4）通過3）中的三點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行繪圖或計(jì)算可得：第二段圓曲線的半徑為R2=1579.2945m；

圓心坐標(biāo)確定：按沿設(shè)計(jì)圓心至DK50+234線路中心點(diǎn)的半徑方向移20.8339m得出，為（6130.1872，10874.3434）。

（5）第二段弧長通過計(jì)算或CAD圖可得為：

第二段圓曲線圓心~DK50+088.65半徑方向的方位角為：47°16′51.88″；

第二段圓曲線圓心~DK50+379.35半徑方向的方位角為：36°44′2.48″；

弧長L2=290.7179m。

2）確定第一段圓曲線

（1）確定起終點(diǎn)坐標(biāo)

DK50+088.65調(diào)整后的隧道中心實(shí)際坐標(biāo)為：（7201.5843，12034.6362）；DK50+058.65原設(shè)計(jì)中心線坐標(biāo)為：（7179.3511， 12054.7776）。

（2）分別求起終點(diǎn)的切線方位角

DK50+058.65處設(shè)計(jì)切線方位角為：318°17′12.5″；

DK50+088.65處在第二段圓曲線上的切線方位角為：317°16′51.88″。

（3）求方位角差

318°17′12.5″- 317°16′51.88″= 1°0′20.62″。

（4）求弦距

DK50+058.65~DK50+088.65弦距為：29.9998m。

（5）求曲線半徑R1

由（3）和（4）及幾何關(guān)系可得半徑為：

R1=29.9998/2/sin（1°0′20.62″/2）=1709.0947m。

（6）求弧長L1

L1=2R∏×方位角差/360°=2×1709.0947×∏×1°0′20.62″/360°=30.0002m。

3）最后確定第三段圓曲線

同理如：2）確定第一段圓曲線

（1）確定起終點(diǎn)坐標(biāo)

DK50+379.35調(diào)整后的隧道中心實(shí)際坐標(biāo)為：（7395.8664，11818.9212）；DK50+409.35原設(shè)計(jì)中心線坐標(biāo)為：（7413.5800， 11794.7090）。

（2）分別求起終點(diǎn)的切線方位角

DK50+379.35處設(shè)計(jì)切線方位角為：306°44′2.48″；

DK50+409.35處在第二段圓曲線上的切線方位角為：305°43′41.8″。

（3）求方位角差

306°44′2.48″ - 305°43′41.8″ = 1°0′20.68″。

（4）求弦距

DK50+379.35～DK50+409.35弦距為：30.0000m。

（5）求曲線半徑R3

由（3）和（4）及幾何關(guān)系可得半徑為：

R3=30.0000/2/sin（1°0′20.68″/2）=1709.0778m（此半徑應(yīng)該與（二）中完全相同，之所以不同，可能是小數(shù)點(diǎn)取位所致）。

（6）求弧長L3

L3=2R∏×方位角差/360°=2×1709.0778×∏×1°0′20.68″/360°=30.0004m。

3.3.3 緩和曲線影響

第三段圓曲段大里程端點(diǎn)DK50+409.368~隧道出口方向的緩和曲線長變?yōu)椋篖s’=R·Ls/ R3=1600×190/1709.0778=177.8737m。

3.3.4 調(diào)整后主要樁號

1）DK50+058.65為起點(diǎn)里程，未變；

2）DK50+088.65為DK50+088.6498，即DK50+088.65，未變；

3）DK50+379.35變?yōu)镈K50+379.3677，即DK50+379.368；

4）YH點(diǎn)DK50+409.35變?yōu)镈K50+409.3681（即對小里程采用此里程，對大進(jìn)程采用DK50+409.35起算，短鏈0.0181m）；

5）HZ點(diǎn)變?yōu)镈K50+587.2237，即DK50+587.242。

3.3.5 調(diào)整后的HZ點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算

1）β0= Ls/（2R3）·180°/∏=177.8737/（2×1709.0778）·180°/∏=2°58′53.59″；

2）弦長變?yōu)椋簆ol（177.82553，3.08539）=177.8523m；

3）X=7413.5800+177.8523×cos（305°43′41.8″-2°58′53.59″×2/3）=7512.3651

Y=11794.7090+177.8523×sin（305°43′41.8″-2°58′53.59″×2/3）=11646.8140。

4 調(diào)線后施工

二次襯砌、附屬工程施工按3中的調(diào)線要素進(jìn)行中樁加密點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算并放樣施工，凈空在設(shè)計(jì)尺寸基礎(chǔ)上沿設(shè)計(jì)輪廓線向外放大了5cm。

5 無砟道床施工前設(shè)計(jì)調(diào)線

1）調(diào)線準(zhǔn)備工作

收集施工單位的實(shí)際施工的隧道中線坐標(biāo)、凈空斷面圖資料及調(diào)線計(jì)算資料。

2）線路擬合及成果

用CAD圖及中線坐標(biāo)計(jì)算軟件進(jìn)行線路唯合工作。根據(jù)本曲線的實(shí)際施工

狀況及相鄰曲線段的二次襯砌施工情況，分析、判斷、確定本曲線的要素，經(jīng)過3次的線路擬合后，確定了DK50+058.65~DK50+409.35段所在曲線的曲線要素，要素及施工坐標(biāo)如下：

6 線路調(diào)整成果驗(yàn)證

1）斷面復(fù)測：按設(shè)計(jì)最后確定的曲線要素，施工方進(jìn)行DK50+058.65~DK50+409.35施工段的中樁平面坐標(biāo)計(jì)算，相鄰點(diǎn)間距20m，按計(jì)算后的新值進(jìn)行實(shí)地放樣，用BJSD-2C隧道儀進(jìn)行斷面測量；

2）斷面驗(yàn)證：經(jīng)實(shí)測斷面與設(shè)計(jì)斷面比對后，發(fā)現(xiàn)存在偏差超過5cm的斷面，但最大未超過8cm，對超限的斷面，在CAD圖中把隧道的實(shí)測斷面與設(shè)計(jì)斷面、設(shè)計(jì)斷面與隧限-2A斷面分別進(jìn)行了比對，復(fù)查結(jié)果合格，能保證列車的安全行駛及接觸網(wǎng)限界要求。

單、雙線隧道建筑限界標(biāo)準(zhǔn)圖

通過驗(yàn)證，本段曲線的最終調(diào)線效果非常好。施工與設(shè)計(jì)分別計(jì)算的數(shù)據(jù)間差異最大未超過2cm，理論上也可靠。

7 結(jié)論

1）施工期間要對所使用的測量控制樁要標(biāo)識好，主、副導(dǎo)線點(diǎn)最好采用不用類型的樁記，確保在找點(diǎn)時(shí)能明顯辨別；

2）測量工作要勤于復(fù)核，責(zé)任心放在第一位；

3）出現(xiàn)問題要如實(shí)反映、匯報(bào)，以求得上級單位或設(shè)計(jì)部門的支持與協(xié)助，取得最佳實(shí)施方案。

參考文獻(xiàn)

[1]陳俊平，王解先.工程測量中的曲線擬合[J].工程勘察，2003-09-22.

[2]王勁松，沈凌.線路中樁、邊樁的坐標(biāo)計(jì)算模型[J].測繪通報(bào)，2004(4).

[3]工程測量規(guī)范 GB50026-2007，2008年5月1日施行.

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文