杜玉珊 夏晟 李云超 王奔 郭伟

中铁隧道局集团三处有限公司 广东深圳 518101

本文赘述了项目的综合概述、控制网测量、 端钢壳安装测量等几个方面，提出了几点粗略见解，以供研究参考，欢迎批评指正。

1 工程概述

该研究选用深中通道项目东人工岛堰筑段内主体结构沉管对接处端钢壳，该处位于半径5000m的平曲线上，宽55.467m、高10.638m，是目前国内在建沉管隧道项目中断面尺寸最大的沉管对接端。端钢壳H型钢环向共分为12段制造，其中顶板、底板由3段16m长的H型钢组成，4个掖角处为L型，侧墙部分由2段7m长的H型钢壳节段组成。钢壳面板由28块组成，除掖角范围外每段长度均为5m。端钢壳安装作业在长9m、宽62m、深18m的基坑内进行。由于基坑内自上而下共设置5道支撑梁、6根格构立柱桩，加之基坑周边砼围檩、支撑梁、立柱、栈桥板等支撑体系对测量视线的影响，基坑内可用于端钢壳安装控制网布设的实际有效空间只有6.3m×35m的范围，由此导致端钢壳控制面板距测量观测墩的最近距离只有5.8m，最大观测仰角达到55°，大大增大了端钢壳安装精度测控难度。

2 控制网测量

控制点均采用强制观测墩形式，平面控制网测量采用徕卡高精度全站仪TM50进行自动观测，此方法可减小人为照准误差、提高测量作业效率。以首级控制点为起算点和检核点，依次对加密点进行观测。由于部分加密点位于基坑底部，上下高差达18m，需在基坑顶部支撑梁上搭设平台，采用光学或激光垂直投点仪进行投点测量。投点时选取多方向180°连线取中作为最终投点结果。测量前对投点仪器和棱镜进行自检，合格后方可施测。平面控制网按《工程测量规范》（GB50026-2018）中三角形网之三等精度要求施测要求执行[1]。高程控制网按《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）中二等水准精度要求执行，以首级控制网中的一等水准点为起算点和检核点，依次对加密点进行观测，形成闭合水准路线[2]。基坑高程上下传递采用钢尺进行，钢尺下挂件为50N拉力的吊锤，使用前经专业部门检定合格。基坑顶和基坑底两台水准仪进行同步读数，每次独立观测六个测回，每测回时应变动仪器高，要求六个测回测得的高差较差小于3mm。计算高差前，按下列公式对钢尺尺长进行温度及张力改正：

温度改正值=实际测定值×尺带膨胀系数0.0000115×（温度-20℃）

张力改正值=（实际测定张力-标准张力50）×实测距离÷（伸缩弹性力205800×尺带的截面面积2.52）

3 端钢壳安装测量

3.1 大仰角测量方法

由于堰筑段基坑内端钢壳安装作业空间狭窄、上下高差大，造成全站仪观测顶板时的仰角过大（最大约55°），为有效解决仰角过大对观测精度的影响，按下述两种方法对面板上标注的特征点进行测量和比对验证。①全站仪+弯管目镜+吸附式棱镜测量。测量端钢壳顶部面板上的特征点时，在全站仪（徕卡tm50/0.5″）上配置弯管目镜解决人工照准问题，在特征测点上吸附可360°调整方向的高精度棱镜解决方向对准问题。②投点仪+钢尺读数测量。在支撑梁上架设光学投点仪（徕卡WILD ZL天顶仪/0.5mm：100m），在端钢壳顶板与底板上投点并采用检核过的钢尺进行多方向读数，最终取平均值。③验证结果。经上述方法验证，第一组差值为0.5mm，第二组差值为1.0mm，第三组差值为0.7mm，平均值为0.8mm，说明水平距离6.5m、高差10.6m时，对测量结果的影响在1mm内。

3.2 端钢壳预埋件的安装测量

根据端钢壳预埋件分段位置，在H型钢预埋件上布设32个测点（均为预埋件的首端、中心、尾端的特征点），安装过程中，可视现场需求予以加密。首先根据标定的基准线对端钢壳H型钢预埋件进行粗定位，然后采用“全站仪+弯管目镜+吸附式棱镜”方式进行反复精调，直至各部位精度满足限差要求。端钢壳底部和侧墙底部预埋件的安装高程采用水准仪进行控制，端钢壳顶部及侧墙上部预埋件的安装高度采用“吊尺+水准仪”方式进行控制。吊尺时实时调整辅助装置位置，使尺面贴紧端钢壳端面，读取吊尺下端的尺数，同时读取端钢壳构件端面处的尺面数据，推算端钢壳构件端面的高程。

3.3 端钢壳面板安装测量

为控制面板的安装精度，须沿端钢壳面板设计中心线按1m间距布设128个测点，并依次编号，采用全站仪精确测量各测点的三维坐标，作为面板安装测量依据。端钢壳H型钢预埋件安装完成后，对H型钢构件内缘及外缘的三维空间姿态进行复测，并根据复测成果进行拟合；通过比对分析内、外侧拟合结果，选取最佳拟合面作为端钢壳面板安装的理论控制面，并将各测点偏差予以标识，以便现场施工人员进行打磨修补处理。面板初定位时，须安排测量人员进行全程监测。完成每块面板的初定位后，及时在H型钢构件上焊接“卡玛”工装卡住面板（“卡玛”呈上下交错布置，间距0.8m）；所有面板安装完成后，采用“全站仪+弯管目镜+定制吸附式棱镜”相互配合的方法进行精调；精调每块面板时，测点按横向间距1m、上中下三点为一组的方式进行布置，通过“卡玛”进行微调，直至测量数据和理论控制面之间的偏差小于1mm后，方可点焊固定（焊点间距为1m），依此完成所有面板的点焊固定[3]。整环面板精调完成后，精确测定全部128个测点的三维坐标并进行三维拟合分析，确保平整度、横向倾角、竖向倾角等测量指标满足设计要求后，方可进行加焊及满焊。

4 结语

深中通道S03合同段，针对深基坑狭小空间内沉管对接端端钢壳安装精度管控，提出的测控技术方案是切实可行的，实践结果表明，该技术能将端钢壳面板最终的平整度控制在5mm以内，横向倾斜度、竖向垂直度均在3mm以内，满足GINA止水带压接后的止水要求。