地鐵施工控制測量技術分析

申運起

摘要：隨著社會經濟的不斷發展施工控制測量工作在城市地鐵施工中占有重要地位，根據不同的施工工法及現場條件選擇合適的控制測量方法非常重要。本文介紹了幾種常見的控制測量方法在不同施工條件下的運用，希望對相關人士有所幫助。

關鍵詞：地鐵施工;控制測量;技術分析

前言：

施工測量的主要任務是將圖紙上的設計內容放樣到實地上。對于地鐵工程來說主要是保證對向開挖的隧道能按照規定的精度貫通，并使各建筑物按照設計的位置修建。放樣過程中儀器所安置的方向、距離都是依據控制網計算出來的。因此在施工放樣之前需建立具有一定精度的施工控制網，根據不同的施工方法總結出常用的控制測量方法很有必要。

1地鐵測量的控制因素

地鐵施工主要包括地鐵車站和地鐵區間兩部分，車站及明挖區間施工測量主要是利用地面控制點直接對車站的各關鍵部位、區間的控制中線進行放樣，所引起的測量誤差主要是地面控制點的精度。而地鐵暗挖區間施工往往是要通過已施工好的車站、豎井、盾構井，或通過地面鉆孔把地面（井上）控制點的坐標、方位及高程傳遞到地下（井下），從而將地面和地下控制網統一為同一坐標系統，作為地下導線的起算坐標、起始方位角和起始高程基準，依此指導和控制地下區間隧道開挖并保證正確貫通。因此，地鐵暗挖區間施工產生的測量誤差除地面控制點的因素外，還包括井上與井下聯系測量誤差以及區間隧道施工控制測量誤差。故地面控制測量、聯系測量及區間隧道施工控制測量是地鐵施工測量的三個關鍵因素，也是直接影響地鐵貫通精度的關鍵控制點。

2地鐵施工控制測量技術分析

2.1地上控制測量技術的應用分析

地上控制測量技術主要是控制點的移交及命名和車站地面控制點測設。首先，本工程接收到的首級平面控制點共計6個GPS點，控制點均在大型建筑樓頂觀測標。除樓頂GPS點位其余均采用平面高程共點形式。為了保證控制點的管理和使用應按照使用范圍進行命名，豎井施工范圍內的平面控制點均以SJ3*進行命名，車站平面點均以CZ3*進行命名，隧道及地下平面點均以D**進行命名、高程點均用G**來命名以及平面高程公用點采用平面點點號。點位被破壞后舊點號停止使用，當點號區間不能滿足施工需要時向第三方測量單位申請新點號。其次，車站地面控制點測設。為了保證控制點坐標能順利傳導至隧道和站場內，結合現場施工場地規劃擬在洪山站和豎井區域分別布設3個進洞加密近井點，點位采用高程與平面共點方式布設。其中，豎井近井點其中一個埋設于豎井角落路面上另外兩個布設于豎井圍墻內，出入門附近路面上確保點位能與圍墻外高級控制點通視，點位埋設方法與首級平面控制點相同。近井點按精密導線測量網測量技術要求施測起始于已知邊DX八74、DX八75，附合于DX八76、DX八77最短邊長度不小于50米，近井點中誤差應小于10mm。車站近井點埋設于車站兩端另外一個布設于湖北省城管局3號家屬樓上，確保點位能與圍墻外高級控制點通視點位埋設方法為強制對中墩。

2.2聯系測量技術的應用分析

在豎井始發前做地面和地下的聯系測量。首先，豎井平面聯系測量在盾構機吊裝孔處做“一井定向聯系測量”在左右線側墻上安裝帶強制歸心盤的三角架制成的預埋鋼板點，各導入二個平面坐標點共4個導線點構成兩條始發邊盡量拉大始發基線邊距離。聯系測量中在豎井兩端準備支架通過轉向滑輪把絞車上的鋼絲下垂至豎井底部，在底部懸掛20公斤的重錘并將其浸沒于穩定液內，以及在豎井口和豎井底鋼絲上粘貼反射片并靜置30分鐘。控制點與遠端鋼絲的距離與兩個鋼絲的間距比不應大于1.5，用一井定向聯系測量傳遞坐標方位角時儀器架設在SJ31上，后視SJ32檢查SJ33選擇經過小角的路線，最后，采用徠卡TS30型全站儀進行角度觀測。注意在豎井底將儀器架設在預埋鋼板點點上測量豎井底反射片操作方法與地上相同。根據沈陽地鐵一號線青年大街站與中街站兩個暗挖車站采用的豎井聯系三角形定向測量的數據以及廣州地鐵、北京地鐵等采用此方法的測量數據按式推算得出，聯系三角形邊長測量誤差應小于±8mm，角度測量誤差應小于±4mm，投點誤差應小于±2mm。對于聯系三角形定向投點無論是采用激光垂準儀還是采用懸吊重錘法，誤差控制在2mm之內是比較容易達到的，但由于三角形的邊長很短只有聯系三角形的布設滿足。才有可能控制角度測量誤差在±4mm之內[1]。另采用聯系三角形定向時井下定向邊沒有檢核條件故每次聯系三角形定向均應獨立進行3次，取3次的平均值作為一次定向成果。聯系三角形定向受施工場地影響操作繁雜且作業時間長且容易出錯。但其施測成本較低，距豎井口50m之內隧道掘進時采用該方法進行定向經濟可行。其次，車站平面聯系測量。在車站接收盾構前同樣做地面和地下的聯系測量，在車站兩端盾構機吊裝孔處做“導線直接傳遞測量”，在左線側墻上安裝帶強制歸心盤的三角架制成的預埋鋼板點導入兩個個平面坐標點，共2個導線點構成一條始發邊。導線直接傳遞測量按照精密導線測量有關技術要求進行，將CZ31、CZ32作為起始邊先測對向基坑底控制點D02，然后經由D01附合至導線邊CZ33、CZ32。導線直接傳遞測量應獨立測量兩次地下定向邊方位角互差應小于12，平均值中誤差應小于±8。除此之外，高程聯系測量。由于本工程為地下工程為確保施工的準確性，因此在施工期間須進行高程聯系測量應將地面的高程傳至車站底板上獨立水準點，在進行高程聯系測量前先對車站基坑附近的高程點進行復測，當高程差與設計差小于1mm時進行聯測，否則進行整網高程復測。

2.3區間隧道施工控制測量

暗挖區間隧道施工控制測量主要包括地下施工導線和地下控制導線測量，導線的起算數據是直接從地面通過聯系測量傳遞到地下的近井點和定向邊。在隧道開挖初期且距豎井口50m之內，可用施工導線控制隧道掘進方向施工導線一般平均邊長在30m。在當隧道掘進達到150m時應進行第二次定向測量且定向邊長可達到120m左右，地下應開始布設地下施工控制導線，地下控制導線應布設成二條交叉導線形式且控制導線邊應為150m左右，并按精密導線要求測設以及導線的起算邊應為第二次定向邊[2]。地下施工導線和控制導線應隨隧道的掘進而及時向前延伸，由于地下隧道為一個不穩定的載體對設置在隧道中的控制點影響比較大，因此每次延伸施工控制導線測量前應對前3個導線點進行檢測。倘若檢測點有變動則應選擇已有穩定的控制導線點進行導線延伸測量。暗挖區間隧道長度大于2000m時在距貫通面200m處應采用鉆孔投點定向或加測陀螺方位角等方法，以提高地下控制導線的測量精度。隧道施工控制測量誤差主要表現為地下控制導線測量誤差，而地下導線也按精密導線進行測設，根據對精密導線誤差分析，最弱點位中誤差不大于20mm。考慮隧道內施工環境惡劣測量干擾較大以及導線邊長較短等因素，地下精密導線點位中誤差的限差可放大到地面上精密導線點位中誤差的2倍。

結束：

綜上所述，地鐵施工控制測量技術主要包含三個關鍵環節及其誤差分析，其中平面聯系測量是直接影響隧道貫通精度的一個極其重要環節。為此，筆者認為應根據城市情況、地鐵施工方法、隧道內施工環境及地質情況等多種因素而選擇合理的聯系測量方法，才能確保聯系測量產生的測量誤差滿足規定要求，從而為地下控制導線提供合格的起算點坐標和定向邊方位。

參考文獻：

[1]孫艷明.地鐵施工控制測量技術分析[J].四川水泥，2019（03）：151.

[2]黃淼.地鐵施工控制測量技術分析[J].綠色環保建材，2018（03）：142-143.