表1 速度200 km/h及以下铁路隧道贯通误差表
项目横向贯通误差相向开挖隧道长度/kmL<44≤L<77<L≤1010<L≤1313<L≤1616<L≤1919<L≤20高程贯通误差/mm洞外贯通中误差/mm3040455565758018洞内贯通中误差/mm4050658010513516017洞内外综合贯通中误差/mm50658010012516018025贯通限差/mm10013016020025032036050
毕 强 葛根荣 王 毅
(中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)
摘 要：铁路隧道中线的施工偏差主要为横向偏差和高程偏差。其中横向偏差是最为多发的一种偏差情况，一旦这种偏差超过一定范围，且未及时采取有效措施进行修正，极易造成隧道实际施工中线偏离设计中线，导致内轮廓侵入设计的建筑限界，从而给行车带来极大安全隐患。中线偏差过大时，须炸毁大段衬砌方能满足相关规范要求，造成返工浪费、工期延误，社会影响极大。文章针对铁路隧道中线施工偏差问题，结合工程实例，从线路、隧道及测量等专业的角度，在保证线路和隧道基本使用功能、运营安全以及便于维护的前提下，对隧道中线横向偏差进行阐述，探讨通过调整线路平面、纵断面解决偏差的方法，提出了解决类似问题的基本原则。同时，警示和提醒施工以及管理单位如何避免类似问题的出现。
关键词：线路平纵断面； 隧道中线； 施工偏差； 方法； 原则
铁路隧道中线的施工偏差主要为横向偏差和高程偏差。其中横向偏差是最为多发的一种偏差情况，一旦这种偏差超过一定范围，且未及时采取有效措施进行修正，则极易造成隧道实际施工中线偏离设计中线，使内轮廓侵入设计的建筑限界，从而给行车带来极大安全隐患，甚至迫使炸毁大段衬砌，造成返工浪费、延误工期，社会影响极大。
笔者主要从线路、隧道及测量等专业的角度，结合工程实例，对隧道中线横向偏差进行阐述，探讨通过调整线路平、纵面解决偏差的方法，提出解决类似问题的基本原则。同时，警示和提醒施工以及管理单位如何避免类似问题的出现。
速度200 km/h及以下铁路应满足TB 10101-2009《铁路工程测量规范》中的要求，如表1所示。
时速250 km/h及以上高速铁路应满足TB 10601-2009《高速铁路工程测量规范》中的要求，如表2所示。
表1 速度200 km/h及以下铁路隧道贯通误差表
表2 速度250 km/h以及以下铁路隧道贯通误差表
当隧道的横向贯通误差未大于规范的限值时，则完全可通过平差计算调整贯通误差。
当偏差过大，则应采用洞内CPII控制网实测隧道中线，检查建筑限界，必要时对线路中线进行调整。
3.1 隧道内轮廓与建筑限界之间的富余空间
限界是限定车辆运行及轨道周围构筑物超越的轮廓线。限界分为车辆、设备、建筑3种，是工程建设、管线和设备安装位置等必须遵守的依据。合理的限界是保障行车安全、控制土建投资的重要一环，隧道竣工后的内轮廓，不得侵入建筑限界。隧道贯通后若存在较大的横向偏差，则实际内轮廓极有可能侵入设计的建筑限界，应实测隧道内轮廓并与设计的建筑限界进行比对，确定是否侵界以及侵界量的大小，进而确定线路设计参数的调整量。线路设计参数调整时应充分利用设计的富余空间。
以速度200 km/h客货共线(开行双层集装箱)铁路隧道断面为例，隧道衬砌内轮廓各控制点分布情况如图1及表3 所示，各控制点中距离建筑限界最近的为6号点，当隧道横向贯通偏差过大时，首先侵入建筑限界的应为6号点，因此该点至建筑限界的富余空间，是内轮廓至建筑限界的最大富余空间。
图1 200 km/h客货共线铁路隧道建筑限界与内轮廓间距示意图(cm)
3.2 为满足设备安装而加大的空间
3.2.1 锚段关节区段
如图2所示，锚段关节区段隧道净空要求比一般区段加高20 cm，其中6号点加宽约15 cm(径向)，锚段关节区段的加宽增大了6号点与建筑限界的距离，增大了设计富余空间。
表3 一般锚段衬砌内轮廓各控制点坐标表
注：衬砌内轮廓主要控制点坐标是以设计内轨顶面与衬砌断面中线之交点为原点。
图2 200 km/h客货共线铁路隧道一般锚段建筑限界及衬砌内轮廓示意图(cm)
3.2.2 放置补偿器的下锚断面
如图3所示，放置补偿器的下锚断面隧道净空与一般区段相比有所加宽，6号点对应的加宽值约为60 cm。
图3 200 km/h客货共线铁路隧道下锚段建筑限界及衬砌内轮廓示意图(cm)
若隧道横向贯通偏差地段位于锚段关节区段或下锚断区段，则相应区段的加宽值是可以加以利用的，从而可避免对线路平面进行调整或减小调整量。
3.3 施工富余空间
就隧道本身而言，施工方出于安全的考虑，实际施工断面较设计断面一般均有所加宽(加宽值一般在5 cm以上)。
故在线路中线调整前，首先应当考虑利用设计及施工的富余空间，若仍存不满足限界要求的地段，可采用以下处理措施加以解决。
(1)对隧道偏差不大的地段，可研究通过对设备进行特殊布置来满足限界要求。
(2)对隧道偏差较大的地段，如通过对设备进行特殊布置仍不能满足限界要求，则须从满足限界的角度提出调整线路设计参数的技术要求，并据此对线路平、纵断面进行调整。
(3)对隧道偏差过大的地段，调整线路平、纵断面设计参数仍无法满足行车安全时，则需对隧道结构进行整改，直至满足设计及行车安全标准。
4.1 保障安全性的原则
调整线路平纵断面不能以牺牲线路的安全和安全储备为前提。比如采用过大或过小曲线半径、过短的坡段长、过大的轨道欠超高或过超高等。
4.2 不降低原设计线路标准的原则
调整线路平纵断面尽量不降低原设计线路标准。比如采用与原设计速度不匹配的小曲线半径而限速，限制原设计设备功能等。若修正偏差会带来巨大的经济损失和社会影响，而不得不采取降低原设计线路标准时，可报经主管部门批准同意后实施。
4.3 满足现行规范要求的原则
调整后的线路平纵断面应满足线路规范的基本要求。在调整平面时，一般会通过增加曲线的方式拟合线路中线，拟合后的线路中线的技术参数应该满足现行线路规范的基本要求，如满足最小圆曲线、夹直线、缓和曲线长、最大曲线半径等；若调整线路纵断面还需考虑诸如限制坡度、坡度折减(隧道折减和曲线折减)、最小坡段长、坡度代数差、变坡点与缓和曲线重叠以及竖曲线设置等系列问题。
4.4 避免或减少废弃工程的原则
调整后的线路应尽可能与实际施工中线重合，尽量避免或者减少对隧道主体结构(二次衬砌)的影响，减少废弃工程。为满足隧道养护维修、救援、工程技术空间和其他使用要求，必要时可对电缆沟槽、仰拱等附属工程进行整改，整改后的附属工程必须保证其安全和基本使用功能。
5.1 线路中线拟合的方法
线路中线拟合的方法主要是通过调整原设计曲线参数的方法(如调整曲线交点的位置、曲线半径的大小、缓和曲线长短或者通过增设一组或多组曲线等方法)，使设计线路中线靠近实测线路中线或者与其重合，从而使设计的衬砌内轮廓向实际施工内轮廓偏移，以减少或者消除衬砌内轮廓侵界段落，达到消除误差的目的。
线路中线拟合方法在很多文献中有详细的论述，本文不再赘述。但需要指出的是，在线路中线拟合时常用到增设曲线的方法，而且增设的曲线半径通常远大于铁路规范允许的最大值(12 000 m)。笔者认为应该慎用大半径曲线，虽然曲线半径大到一定程度，其欠超高和过超高已经很小，不会对舒适度和轮轨磨耗产生明显影响，但曲线半径过大，曲线过长，不利于养护维修。目前我国配备的轨检车在世界上属于较为先进之列，在经过大于8 000 m半径的曲线时常会报错。根据轨检车的研发专家分析，适当提高检测系统的处理功能，对于12 000 m左右的曲线半径，其方向和曲率是可以准确检测的；但过大的曲线半径，正失值将很小，测设和检测精度均难以保证其准确，其后果是曲线半径过大，反而成为轨道不平顺的隐患，从而影响行车安全。
因此在调整线路中线时，应当慎用大半径曲线，但通过经济技术比选，采用大半径可避免巨大的经济损失和社会影响时，通过专家论证，在得到主管部门审批后可酌情使用。
5.2 线路纵断面调整法
线路纵断面调整即线路轨面标高调整，该方法是一种通过降低轨面标高，拉大建筑限界与内轮廓之间的距离，增大横向富余空间，从而避免调整线路平面，或者在平面调整后仍不能完全消除隧道侵界的情况时，通过降低轨面标高消除或减少侵界的段落。
如图4所示，由于隧道中线的横向偏移，造成衬砌内轮廓6号点侵入建筑限界，线路纵断面调整后，建筑限界随着轨面标高的降低而降低，调整后实际内轮廓未侵入建筑限界。内轨轨面的降低可通过减小轨道结构厚度、凿除仰拱填充等方法加以解决，但前提是必须保证隧道结构的安全，并保证其使用功能。
图4 纵断面调整后内轮廓与建筑限界示意图
由于轨道结构厚度及仰拱填充的减小幅度有限，因此该方法解决隧道中线横向偏差值的幅度也是有限的。故隧道中线横向偏差值过大时，须结合平面调整的方法进行横向偏差修正。
上述调整方法实为解决隧道中线偏差的一种补救措施，但不能因为补救措施的存在而放松对施工过程中的技术管理，相反应该看到如管线设备特殊布置，线路拟合采用大半径曲线等补救措施实施后，给线路和相关设备的检修以及维护带来的诸多弊端；甚至当偏差过大时，只能通过改变隧道结构设计方案，凿除原有隧道结构加以解决，既产生废弃工程又耽误工期，对社会的负面影响极大。
为此，在隧道施工过程中，一是要重视测量工作，确保隧道控制测量成果不出现人为的偏差，尤其是衬砌施作前应严格按照操作规程进行详细的检查；二是要重视各施工标段工程测设时的衔接工作，保证测量基准网的统一和准确；三是要高度重视对管理者及操作人员的培训和监管，确保各项施工组织计划、操作规程、质量保证措施在施工现场得到坚决认真的执行，千方百计避免隧道施工时出现较大偏差；四是要及时发现问题，在发现偏差后注意纠正偏差的方式方法，不应盲目纠偏，应及时与线路及相关专业工程师商定具体方案，弥补错误，为正常调线调坡创造条件。
参考文献：
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Principles and Methods for Solving Tunnel Central Line Construction Deviation Through Adjusting Horizontal and Longitudinal Section
BI Qiang GE Gen-rong WANG Yi
(China Railway Eryuan Engineering Group Co. , Ltd, Chengdu 610031, China)
Abstract：The eccentricity in railway tunnel construction is largely caused by lateral deviation and elevation deviation, of which the former is proved to be the most contributory factor. Once the deviation exceeds the safety limit and necessary adjustment is not taken, offset from the designed central line may occur, causing inner contour to extrude construction clearance, thus bring grave hidden danger to traffic safety. When there is considerable deviation from central line, massive lining has to be blasted to meet the requirement of related specification, which always lead to reworking, construction delay and adverse influence on society. Based on actual practice, measurement in line and tunnel construction and on the premise of ensuring the basic function, performance safety and easy maintenance of lines and tunnels, this paper describes problems arose from lateral deviation in tunnel construction, seeks a solution by adjusting the horizontal and longitudinal section of line and finally presents the principle for addressing the problems. At the same time, it advises construction and management firms to avert such problems with due caution.
Key words：horizontal and longitudinal section of line; tunnel central line; deviation in construction; method; principle
收稿日期：2013-05-27
作者简介：毕强(1985-)，男，工程师。
文章编号：1674—8247(2014)01—0053—04
中图分类号：U452.2+6
文献标志码：A