顾及超高的盾构隧道曲线计算方法研究

2021-03-08赵鹏飞雷婉南

城市勘测 2021年1期

赵鹏飞，雷婉南

(上海市测绘院，上海 200063)

1 前言

盾构法隧道施工[1]是一种先进的、综合性的施工技术。其作业深度可以离地面很深，不受地面建筑和交通的影响，机械化和自动化程度很高，是一种先进的隧道施工方法，广泛用于城市地下铁道、越江隧道等的施工中。盾构隧道中心线[2]也称为隧道轴线，是盾构隧道结构中心三维坐标连接形成的三维曲线。在盾构法施工中，必须严格控制盾构机沿着设计线路掘进，确保隧道结构的中心线和隧道的设计中心线一致。根据设计曲线参数，按照一定的间隔加密计算隧道中心线的三维坐标，从而实现盾构姿态测量及纠偏、隧道轴线测量等关键环节的质量控制，所以隧道中心线的计算必须准确无误。另一方面，列车在圆曲线上行驶时，为抵消离心力，保证列车行驶的安全性和稳定性，设置线路超高[3～5]。超高造成设备限界和建筑限界之间的空隙不均匀，当平曲线半径较小、超高较大时，设备限界和建筑限界产生冲突。为此，盾构隧道中心线采用横向和竖向偏移，以适应圆形隧道建筑限界。

由于超高的存在，此时不能再简单套用通用公式计算隧道中心线，必须重新对曲线计算公式进行严密推导。为此，本文推导了隧道中心线在缓和曲线及圆曲线上的四种计算方法，并通过工程实践验证，证明了这些方法的正确性及可靠性。