单线铁路隧道线路平面调整施工技术

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摘要 本文主要就五爪观隧道无砟道床施工前，DK50+058.65～DK50+409.35段线路平面调整进行了论述，为长大隧道通过平面调整解决施工中出现的问题，并且为线路指标满足运营要求提供了借鉴与参考。

关键词 无砟道床；施工前；平面调整；线路；指标；运营

中图分类号[U25] 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）46-0092-02

1 背景

宜万铁路五爪观隧道Ⅰ线是单线铁路隧道，位于湖北省境内，起讫里程DK48+859~DK52+387，全长3528m。进、出口均位于设计R=1600m的圆曲线上。在隧道施工中从大里程向小里程进行时，施工现场将DK50+260处的控制桩误用，即将副导线点当成了主导线点而使用，原因是两点几乎并排且相差仅10cm，两导线点距后视点的距离也相差甚微，致使现场测量技术人员没能及时发现。致使DK50+240~DK50+180段线路中线点发生偏离，经实测DK50+234处的中线点偏离最大，达12.7cm，位于设计中心线右侧。为了不影响后续的衬砌、附属工程等施工，经项目反复研讨后，决定对DK50+234前后一定距离范围内进行顺接，结合设计曲线要素及点位实际情况最终确定DK50+058.65~DK50+409.35作为调整段分析、计算并交付数据进行施工。次年后半年引入无砟道床后，又及时将施工的调线和隧道净空断面资料提交设计院线路专业，经双方共同对该段及所在曲线的科学调整，确保了无砟道床的施工线形要求。

2 调线准备工作

首先是对隧道现用的导线控制点进行了复测，采用闭合导线法复核，每约2km闭合一次，经计算并现场对施工控制点重新标识、保护后，方开展调线工作。

3 施工调线计算

3.1 调线段所在曲线的原设计曲线要素及施工坐标

3.3.2 调整段曲线位置确定及主点坐标计算

1）首先确定第二段圆曲线

（1）DK50+234设计中心线坐标为：（7303.5981，11931.1673），此处隧道的实际中心在设计中心的线右侧12.7cm处。即DK50+234处隧道中心实际坐标为：（7303.6925，11931.2523）。

（2）距起终点各30m范围内进行圆曲线连接。

（3）通过对DK50+088.65、DK50+379.35处断面测量后，对实际中心进行重新确定，实际确定值均为：向原设计中心的线右侧偏4cm。

DK50+088.65设计中心线坐标为：（7201.5572，12034.6068），此处实际隧道中心偏向原设计中心线右4cm。即DK50+088.65处隧道中心实际坐标为：（7201.5843，12034.6362）。

DK50+379.35设计中心线坐标为：（7395.8344，11818.8972），此处实际隧道中心偏向原设计中心线右4cm。即DK50+379.35处隧道中心实际坐标为：（7395.8664，11818.9212）。

（4）通过3）中的三点坐标进行绘图或计算可得：第二段圆曲线的半径为R2=1579.2945m；

圆心坐标确定：按沿设计圆心至DK50+234线路中心点的半径方向移20.8339m得出，为（6130.1872，10874.3434）。

（5）第二段弧长通过计算或CAD图可得为：

第二段圆曲线圆心~DK50+088.65半径方向的方位角为：47°16′51.88″；

第二段圆曲线圆心~DK50+379.35半径方向的方位角为：36°44′2.48″；

弧长L2=290.7179m。

2）确定第一段圆曲线

（1）确定起终点坐标

DK50+088.65调整后的隧道中心实际坐标为：（7201.5843，12034.6362）；DK50+058.65原设计中心线坐标为：（7179.3511， 12054.7776）。

（2）分别求起终点的切线方位角

DK50+058.65处设计切线方位角为：318°17′12.5″；

DK50+088.65处在第二段圆曲线上的切线方位角为：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弦距为：29.9998m。

（5）求曲线半径R1

由（3）和（4）及几何关系可得半径为：

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

（6）求弧长L1

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

3）最后确定第三段圆曲线

同理如：2）确定第一段圆曲线

（1）确定起终点坐标

DK50+379.35调整后的隧道中心实际坐标为：（7395.8664，11818.9212）；DK50+409.35原设计中心线坐标为：（7413.5800， 11794.7090）。

（2）分别求起终点的切线方位角

DK50+379.35处设计切线方位角为：306°44′2.48″；

DK50+409.35处在第二段圆曲线上的切线方位角为：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弦距为：30.0000m。

（5）求曲线半径R3

由（3）和（4）及几何关系可得半径为：

R3=30.0000/2/sin（1°0′20.68″/2）=1709.0778m（此半径应该与（二）中完全相同，之所以不同，可能是小数点取位所致）。

（6）求弧长L3

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

3.3.3 缓和曲线影响

第三段圆曲段大里程端点DK50+409.368~隧道出口方向的缓和曲线长变为：Ls’=R・Ls/ R3=1600×190/1709.0778=177.8737m。

3.3.4 调整后主要桩号

1）DK50+058.65为起点里程，未变；

2）DK50+088.65为DK50+088.6498，即DK50+088.65，未变；

3）DK50+379.35变为DK50+379.3677，即DK50+379.368；

4）YH点DK50+409.35变为DK50+409.3681（即对小里程采用此里程，对大进程采用DK50+409.35起算，短链0.0181m）；

5）HZ点变为DK50+587.2237，即DK50+587.242。

3.3.5 调整后的HZ点坐标计算

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

2）弦长变为：pol（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 调线后施工

二次衬砌、附属工程施工按3中的调线要素进行中桩加密点坐标计算并放样施工，净空在设计尺寸基础上沿设计轮廓线向外放大了5cm。

5 无砟道床施工前设计调线

1）调线准备工作

收集施工单位的实际施工的隧道中线坐标、净空断面图资料及调线计算资料。

2）线路拟合及成果

用CAD图及中线坐标计算软件进行线路唯合工作。根据本曲线的实际施工状况及相邻曲线段的二次衬砌施工情况，分析、判断、确定本曲线的要素，经过3次的线路拟合后，确定了DK50+058.65~DK50+409.35段所在曲线的曲线要素，要素及施工坐标如下：

6 线路调整成果验证

1）断面复测：按设计最后确定的曲线要素，施工方进行DK50+058.65~DK50+409.35施工段的中桩平面坐标计算，相邻点间距20m，按计算后的新值进行实地放样，用BJSD-2C隧道仪进行断面测量；

2）断面验证：经实测断面与设计断面比对后，发现存在偏差超过5cm的断面，但最大未超过8cm，对超限的断面，在CAD图中把隧道的实测断面与设计断面、设计断面与隧限-2A断面分别进行了比对，复查结果合格，能保证列车的安全行驶及接触网限界要求。

单、双线隧道建筑限界标准图

通过验证，本段曲线的最终调线效果非常好。施工与设计分别计算的数据间差异最大未超过2cm，理论上也可靠。

7 结论

1）施工期间要对所使用的测量控制桩要标识好，主、副导线点最好采用不用类型的桩记，确保在找点时能明显辨别；

2）测量工作要勤于复核，责任心放在第一位；

3）出现问题要如实反映、汇报，以求得上级单位或设计部门的支持与协助，取得最佳实施方案。

参考文献

[1]陈俊平，王解先.工程测量中的曲线拟合[J].工程勘察，2003-09-22.

[2]王劲松，沈凌.线路中桩、边桩的坐标计算模型[J].测绘通报，2004(4).

[3]工程测量规范 GB50026-2007，2008年5月1日施行.

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