單線鐵路隧道線路平面調(diào)整施工技術(shù)
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,并且為線路指標滿足運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;運營
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、出口均位于設(shè)計R=1600m的圓曲線上。在隧道施工中從大里程向小里程進行時,施工現(xiàn)場將DK50+260處的控制樁誤用,即將副導(dǎo)線點當成了主導(dǎo)線點而使用,原因是兩點幾乎并排且相差僅10cm,兩導(dǎo)線點距后視點的距離也相差甚微,致使現(xiàn)場測量技術(shù)人員沒能及時發(fā)現(xiàn)。致使DK50+240~DK50+180段線路中線點發(fā)生偏離,經(jīng)實測DK50+234處的中線點偏離最大,達12.7cm,位于設(shè)計中心線右側(cè)。為了不影響后續(xù)的襯砌、附屬工程等施工,經(jīng)項目反復(fù)研討后,決定對DK50+234前后一定距離范圍內(nèi)進行順接,結(jié)合設(shè)計曲線要素及點位實際情況最終確定DK50+058.65~DK50+409.35作為調(diào)整段分析、計算并交付數(shù)據(jù)進行施工。次年后半年引入無砟道床后,又及時將施工的調(diào)線和隧道凈空斷面資料提交設(shè)計院線路專業(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)線準備工作
首先是對隧道現(xiàn)用的導(dǎo)線控制點進行了復(fù)測,采用閉合導(dǎo)線法復(fù)核,每約2km閉合一次,經(jīng)計算并現(xiàn)場對施工控制點重新標識、保護后,方開展調(diào)線工作。
3 施工調(diào)線計算
3.1 調(diào)線段所在曲線的原設(shè)計曲線要素及施工坐標
3.3.2 調(diào)整段曲線位置確定及主點坐標計算
1)首先確定第二段圓曲線
(1)DK50+234設(shè)計中心線坐標為:(7303.5981,11931.1673),此處隧道的實際中心在設(shè)計中心的線右側(cè)12.7cm處。即DK50+234處隧道中心實際坐標為:(7303.6925,11931.2523)。
(2)距起終點各30m范圍內(nèi)進行圓曲線連接。
(3)通過對DK50+088.6更多內(nèi)容請訪問久久建筑網(wǎng)
5、DK50+379.35處斷面測量后,對實際中心進行
重新確定,實際確定值均為:向原設(shè)計中心的線右側(cè)偏4cm。
DK50+088.65設(shè)計中心線坐標為:(7201.5572,12034.6068),此處實際隧道中心偏向原設(shè)計中心線右4cm。即DK50+088.65處隧道中心實際坐標為:(7201.5843,12034.6362)。
DK50+379.35設(shè)計中心線坐標為:(7395.8344,11818.8972),此處實際隧道中心偏向原設(shè)計中心線右4cm。即DK50+379.35處隧道中心實際坐標為:(7395.8664,11818.9212)。
(4)通過3)中的三點坐標進行繪圖或計算可得:第二段圓曲線的半徑為R2=1579.2945m;
圓心坐標確定:按沿設(shè)計圓心至DK50+234線路中心點的半徑方向移20.8339m得出,為(6130.1872,10874.3434)。
(5)第二段弧長通過計算或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)確定起終點坐標
DK50+088.65調(diào)整后的隧道中心實際坐標為:(7201.5843,12034.6362);DK50+058.65原設(shè)計中心線坐標為:(7179.3511, 12054.7776)。
(2)分別求起終點的切線方位角
DK50+058.65處設(shè)計切線方位角為: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)確定起終點坐標
DK50+379.35調(diào)整后的隧道中心實際坐標為:(7395.8664,11818.9212);DK50+409.35原設(shè)計中心線坐標為:(7413.5800, 11794.7090)。
(2)分別求起終點的切線方位角
DK50+379.35處設(shè)計切線方位角為: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DK50+409.35變?yōu)镈K50+409.3681(即對小里程采用此里程,對大進程采用DK50+409.35起算,短鏈0.0181m);
5)HZ點變?yōu)镈K50+587.2237,即DK50+587.242。
3.3.5 調(diào)整后的HZ點坐標計算
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)線要素進行中樁加密點坐標計算并放樣施工,凈空在設(shè)計尺寸基礎(chǔ)上沿設(shè)計輪廓線向外放大了5cm。
5 無砟道床施工前設(shè)計調(diào)線
1)調(diào)線準備工作
收集施工單位的實際施工的隧道中線坐標、凈空斷面圖資料及調(diào)線計算資料。
2)線路擬合及成果
用CAD圖及中線坐標計算軟件進行線路唯合工作。根據(jù)本曲線的實際施工
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,要素及施工坐標如下:
6 線路調(diào)整成果驗證
1)斷面復(fù)測:按設(shè)計最后確定的曲線要素,施工方進行DK50+058.65~DK50+409.35施工段的中樁平面坐標計算,相鄰點間距20m,按計算后的新值進行實地放樣,用BJSD-2C隧道儀進行斷面測量;
2)斷面驗證:經(jīng)實測斷面與設(shè)計斷面比對后,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圖中把隧道的實測斷面與設(shè)計斷面、設(shè)計斷面與隧限-2A斷面分別進行了比對,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準圖
通過驗證,本段曲線的最終調(diào)線效果非常好。施工與設(shè)計分別計算的數(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識好,主、副導(dǎo)線點最好采用不用類型的樁記,確保在找點時能明顯辨別;
2)測量工作要勤于復(fù)核,責(zé)任心放在第一位;
3)出現(xiàn)問題要如實反映、匯報,以求得上級單位或設(shè)計部門的支持與協(xié)助,取得最佳實施方案。
參考文獻
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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