淺談測量技術在地鐵盾構施工中的應用

陳軍福 李喜紅

關鍵詞：沉降觀測;變形監測;平面控制;高程控制;盾構姿態;管環檢測

沉降觀測及控制測量的目的就是通過對路基沉降變形監測、路基邊坡變形監測、橋梁墩臺、涵洞、隧道基底沉降變形管理，監控各項結構物的變形量，通過對變形觀測數據系統綜合分析評估，驗證或調整設計措施，使各項結構物的變形監測值達到規定的要求。分析、推算出最終沉降量和工后沉降，合理確定軌道的開始鋪設時間，確保客運專線軌道結構鋪設質量。

1.控制測量

1.1平面控制測量概述

地鐵施工領域里平面控制網分兩級布設，首級為GPS控制網，二級為精密導線網。施工前業主會提供一定數量的GPS點和精密導線點以滿足施工單位的需要。施工單位需要做的是在業主給定的平面控制點上加密地面精密導線點，然后是為了向洞內投點定向而做聯系測量，最后是在洞內為了保證隧道的掘進而做施工控制導線測量。不管是地面精密導線還是洞內施工控制導線都是精密導線測量，雖然邊長不滿足四等導線的要求，但是基本上是采用四等導線的技術要求施測，其中具體技術要求在《地下鐵道、輕軌交通工程測量規范》都有規定。

1.2地面平面控制測量

在業主交接樁后，施工單位要馬上對所交樁位進行復測。業主交樁數量有限，不一定能很好地滿足施工的需要，所以經常要在業主所交樁的基礎上加密精密導線點，以方便施工。特別是在始發井附近，一定要保證有足夠數量的控制點，不少于3個。

1.3洞內平面控制測量

洞內施工控制導線一般采用支導線的形式向里傳遞。但是支導線沒有檢核條件，很容易出錯，所以最好采用雙支導線的形式向前傳遞。然后在雙支導線的前面連接起來，構成附合導線的形式，以便平定測量精度。洞內施工控制導線一般采用在管片最大跨度附近安裝牽制對中托架，測量起來非常方便，且可以提高對中精度，還不影響洞內運輸。強制對中托架尺寸形狀要控制好，以便可以直接安裝在管片的螺栓上面，不需要電鉆打眼安裝。由于盾構施工一般都是雙線隧道錯開50環左右掘進，如果錯開環數很大，后面掘進的盾構機由于推力很大，會對前面另一個洞的導線點產生影響。特別是在左右線間距較小巖層很軟時，影響很大，很容易導致測量出大錯。還有就是如果在曲線隧道里，管片上的導線點間的邊角關系經常受盾構機的推力和地質條件的影響，所以要經常復測。

2.高程控制測量

2.1高程控制測量概述

高程控制測量主要包括地面精密水準測量和高程傳遞測量及洞內精密水準測量，烏魯木齊市地鐵領域里的精密水準測量都是國家二等水準測量。不管是地面還是洞內都采用的是國家二等水準測量。

2.2洞內高程控制測量

洞內由于軌道上鋼枕太多，軌道下的泥水經常蓋到鋼枕上來了，立尺很不方便，用水準儀配銦鋼尺測量非常麻煩。而采用全站儀三角高程測高差的辦法傳遞高程就很方便。見圖1。當然此時一定要保證前后視的棱鏡高要不變，由于不需要量儀器高，而是通過測量前后兩個點的高差來傳遞高程，所以往返觀測取平均值精度可以滿足施工的需要。這在水上樂園區間左、右線都得到證實，水上樂園區間約1.5公里，高程貫通誤差左線是8mm、右線在11mm左右。

3.管環姿態計算

管環測量時，把管環檢測外業數據直接存儲在全站儀的內存里。回到辦公室后，通過徠卡測量軟件（Leica Survey-Office），將全站儀里面的管環測量外業數據下載，然后將其復制到EXCLE表格中編輯成CAD認識的三維坐標，然后將三維坐標數據復制到記事本程序里面保存，文件的后綴名必須是.SCR，如“管環檢測外業數據.SCR”。這樣就把管環檢測的外業數據編輯成了CAD的畫點腳本文件。通過CAD的腳本功能，就很方便地在CAD里面把點畫出來。

打開AutoCAD，在模型狀態下（一定要關閉“對象捕捉”命令），打開菜單欄的“工具（T）”選項，在下拉子菜單中選擇“運行腳本（R…）”，或者在命令行中輸入“.SCR”，兩種方式都是運行腳本，AutoCAD便查找腳本文件。操作者找到要調用的腳本文件“管環檢測外業數據.SCR”后，直接打開它。AutoCAD便自動把點畫出來了。如下圖2。

點位畫出來后，就可以在CAD里通過查詢命令直接量出管環的水平和垂直姿態了。通過以上管環的測量和計算方法，解決了管環檢測數據量大，計算難，測量時間長的問題。大大提高管環檢測的效率和準確度。

4.結束語

由于盾構機的VMT導向系統必須有控制測量的支持才能運作，所以控制測量還是盾構隧道測量的基礎。為了保證隧道的順利貫通，我們首先要做好控制測量，然后就是保證導向系統的正常運行，定期對盾構姿態進行人工檢測，保證導向系統的正確可靠。加強管環姿態檢測，及時發現管環的位移趨勢，防止管環安裝超限。加強管環姿態的檢測同時也是對導向系統的復核。由于筆者才疏學淺，文中難免有不周全之處，懇請各位提出批評與建議。