陳杰暉，鄭竹錦

(南京捷鷹數(shù)碼測繪有限公司，江蘇 南京 210019)

隨著科技進(jìn)步，小型盾構(gòu)逐步在我國市政管道施工建設(shè)上應(yīng)用越來越廣泛。與傳統(tǒng)的盾構(gòu)比較，小型盾構(gòu)克服了傳統(tǒng)盾構(gòu)的諸多缺點(diǎn)。采用小型盾構(gòu)能很好地處理地下水污染、地面沉降等問題，真正實(shí)現(xiàn)因時因地因勢進(jìn)行調(diào)整，符合城市市政管道施工建設(shè)；此外，小型盾構(gòu)技術(shù)革新快，由于小型盾構(gòu)因?yàn)闄C(jī)身小、成本低，可以根據(jù)施工要求進(jìn)行快速更新?lián)Q代，提高工作效率；此外小型盾構(gòu)結(jié)合其他施工方法，靈活多變，降低了市政管道管理的成本，提高了使用壽命。當(dāng)然，由于采用小型盾構(gòu)，為了節(jié)約工程造價，相應(yīng)的盾構(gòu)井也越做越小，這就也測量工作帶來許多不利的因素。本文結(jié)合某過江電力隧道工程的小型盾構(gòu)的施工測量實(shí)踐，就其中涉及到的聯(lián)系測量的若干問題[1-3]進(jìn)行探討和分析。

1 工程概況

某過江電力隧道110 kV江島變電站電源進(jìn)線土建工程(110 kV輸變電過江標(biāo)段),建設(shè)規(guī)模為4回220 kV及2回110 kV，采用江底隧道過江，長度約0.78 km，外徑4 000 mm，壁厚250 mm，埋深約36 m，工程采用圓形盾構(gòu)工藝施工。

2 聯(lián)系測量

根據(jù)工程交底文件，本工程業(yè)主委托設(shè)計院提供了5個導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)(K1～K5)，經(jīng)復(fù)測坐標(biāo)相差較大，不利于貫通，會同業(yè)主、設(shè)計商定，并考慮到現(xiàn)場江心洲井口已經(jīng)施工，調(diào)整江對面控制點(diǎn)坐標(biāo)作為貫通測量控制點(diǎn)成果。并在夾江兩岸各設(shè)一個相互通視的觀測墩，同精度聯(lián)測該兩點(diǎn)獲得坐標(biāo)。

2.1 聯(lián)系測量方案

本項(xiàng)目地質(zhì)條件復(fù)雜，屬于長江沖積河漫灘，地下水豐富，在盾構(gòu)井施工階段，多次發(fā)生塌陷、地下水涌出等情況，為了保證施工安全，在盾構(gòu)井最后5～10 m的開挖施工時，采用了凍結(jié)法施工，此時，需要將地面控制點(diǎn)坐標(biāo)傳遞到豎井下，由于場地狹小且凍結(jié)法施工時管道眾多，無法采用傳統(tǒng)的導(dǎo)線直傳、兩井定向或掛鋼絲法(無法懸掛)。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后采用了一種多點(diǎn)后方交會的方法傳遞坐標(biāo)和方位角，具體方法如圖1所示。即在豎井周圍測站點(diǎn)T1能觀測到的位置設(shè)置3個5 kg重錘(盡可能均勻設(shè)置，離開井壁約0.15 m)，下部放置在油桶內(nèi)并懸空。測量時首先在井口T1設(shè)站觀測井壁邊這些點(diǎn)的坐標(biāo)，然后到井下再次測量鋼絲獲取測站點(diǎn)的坐標(biāo)。

2.2 測量與精度預(yù)估

設(shè)站點(diǎn)離開井口的距離大約是60～80 m，在T1點(diǎn)設(shè)站，用徠卡TS30觀測4個測回的角度和距離(懸掛點(diǎn)上放貼片)。井下在可設(shè)站的任意位置設(shè)站(盡可能考慮到懸掛鋼絲點(diǎn)的位置夾角和距離均勻)，觀測4個測回的角度和距離計算測站點(diǎn)坐標(biāo)和方位角。

圖1 聯(lián)系測量示意圖Fig 1 Sketch map of contact measurement

井口點(diǎn)坐標(biāo)測量的精度為

(1)

考慮到施工環(huán)境影響，4個測回角度觀測中誤差mβ=±0.5″，距離測量精度按最不利情況考慮，可設(shè)ms=±1.0 mm。此時，計算得到井口點(diǎn)的坐標(biāo)中誤差為

由于井下采用角度和距離觀測，n=6，t=2，r=4，可采用間接平差法計算待定點(diǎn)坐標(biāo)。計算步驟是先計算待定點(diǎn)近似坐標(biāo)；然后列出誤差方程式；組成法方程并解算[4-5]。

V=BX-L

(2)

(BTPB)X-BTPL=0

X=(BTPB)-1BTPL

(3)

驗(yàn)后單位權(quán)中誤差：

(4)

鑒于本項(xiàng)目場地較小，測距精度基本相當(dāng)，這樣可事先計算出法方程系數(shù)項(xiàng)并得到協(xié)因素陣

方向中誤差可用如下公式近似計算

也就是說，這樣的方法傳遞坐標(biāo)精度是有保證的，但用來傳遞方位角，其精度達(dá)不到規(guī)范的要求。但是如果僅用于盾構(gòu)初始姿態(tài)定位等項(xiàng)工作，由于距離短，一般為20 m左右，方位傳遞誤差的影響經(jīng)計算不大于1.5 mm，不影響定位精度。

為解決方位傳遞的精度問題，采用了Leica最新的Leica TDRA6000激光全站儀(測角±0.5″，測距0.25 mm)來進(jìn)行短邊距離測量，經(jīng)試驗(yàn)，地面井口點(diǎn)的測量精度約為

3 結(jié)語

盾構(gòu)法施工中，坐標(biāo)及方位角傳遞始終是一個關(guān)鍵點(diǎn)，越是小型化的盾構(gòu)，測量的難度越大，隨著高精度測量新儀器設(shè)備的使用，原來傳統(tǒng)的方法可能不再適用于新情況，這就需要測量工作人員在不同的工作環(huán)境下選擇有效、簡便、滿足精度的方法或根據(jù)測量基本原理創(chuàng)造新的方法和技術(shù)來滿足越來越復(fù)雜的工程需要。