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单线铁路隧道线路平面调整施工技术

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单线铁路隧道线路平面调整施工技术

单线铁路隧道线路平面调整施工技术

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

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+088.6更多内容请访问久久建筑网
5、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.

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文


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