地鐵盾構測量方法的應用研究芻議

陳冬

（中鐵二局集團有限公司城通公司，成都 610500）

1 引言

我國城市化程度不斷加深，城市人口總量突破百萬、千萬的更是越來越多，這就導致城市交通壓力越來越大。為解決這方面的矛盾，地鐵工程的建設總量日漸提升，相較于其他交通形式，地鐵運量大、效率高、能耗低、安全舒適，可以有效緩解公共交通問題。而且地鐵建設已經成為各大城市展示城市化建設程度及高新技術應用的重要標志【1】。

2 盾構法概述

盾構法是一類較為先進的隧道建設技術，相較于其他技術工藝，盾構施工所造成的地表沉降問題、環境問題都是最小的，在當前地鐵工程建設期間的應用較為廣泛。地鐵盾構施工測量是為了保證盾構掘進施工、管片拼裝依照工程設計要求而開展的測量工作，主要內容包括地面控制測量、地下控制測量、聯系測量、掘進施工測量、貫通測量等幾方面內容。盾構施工測量工作需要貫穿地鐵工程建設的全過程，才能最終保證地鐵隧道能夠順利貫通。

3 地鐵盾構測量方法的應用

3.1 施工前的測量

3.1.1 地面測量控制

地鐵盾構施工前，建設單位需要委托測量控制單位，按照要求布設和測量地面施工控制網，其中，地面平面施工控制網需要根據精密導線相關技術要求，地面高程施工控制網需要根據地鐵工程線路形狀布設。在地面施工控制網布設完成后，建設單位要組織專家對測量成果進行專門驗收，確保地面測量控制網精度滿足設計標準要求。施工單位進場后，建設單位要組織測量控制單位為施工單位進行交樁，施工單位對地面施工控制網復測，復核結果確認無誤后報送監理單位，經三方復核全部無誤后報送建設單位備案【2】。

3.1.2 復核設計數據

地鐵隧道開工前，要對圖紙進行審查，現場測量人員要結合設計圖紙計算出盾構機掘進軸線的三維坐標，然后自行進行核查，檢查無誤后及時報送監理單位、測量控制單位，經各方確認的軸線坐標數據需向各方進行交付，作為后續施工檢查的參考依據。

3.1.3 錄入并驗收設計數據

在地鐵隧道中線坐標計算完成后，施工單位需要將計算結果錄入到盾構機當中，在錄入過程中需要聯系建設單位、建立單位、測量控制單位、施工單位共同進行監督、操作，錄入完成后進行檢查、確認，無誤后由各參與方進行簽字確議，并拍照備查。

3.2 施工中的測量

3.2.1 地下測量控制

盾構施工的地下測量控制工作需要在隧道當中建立相應的測量控制網，該控制網是各項盾構測量工作的基礎。盾構施工測量控制當中包含了地下高程測量控制、地下平面測量控制。地下高程測量控制主要是通過聯系測量將傳遞至地下的水準點作為地下高程的起算點，然后通過水準測量，沿隧道掘進方向布設水準點，確定設備、隧道豎直方向關系、位置。地下高程測量控制主要采用二等水準測量法，在隧道當中間隔200m 的地板點或邊墻埋設高程控制點，或利用地下導線點標志作為高程控制點【3】。

地下平面測量控制多采用交叉導線或支導線形式，其中，導線點多埋設在隧道結構邊墻，然后在邊墻上設置觀測臺，觀測臺同時具有強制儀器歸心的裝置。施工單位在安裝觀測臺時，要嚴格依照標準進行選材及操作，在安裝完成后要檢查觀測臺的平穩性、可靠性。根據GB/T 50308—2017《城市軌道交通工程測量規范》中的要求，在隧道直線段每150m 位置設置導線控制點、曲線段每60m 以上位置設置導線控制點。導線控制點可以根據四等導線技術要求確定，在進行延伸施工導線控制測量之前，要對該點位前的3 個導線控制點進行檢測，確保無誤后才能進行延伸。施工單位完成導線控制點的測量及確認工作后，需要報送監理單位進行現場審核、復查，并聯系測量控制單位進行復測，無問題的情況下出具復測報告，交由建設單位進行備案。

3.2.2 盾構機始發測量控制

在盾構機投入施工前，施工單位需要向建設單位進行申報，建設單位需要組織設計單位、監理單位、測量控制單位，會同施工單位驗收盾構機始發條件，以便掌握盾構基座、反力架、預留洞門鋼圈等部分的測量結果，確保滿足設計標準及規范要求，多方確認無誤后才能簽署驗收意見，然后由施工單位組織盾構機始發。

3.2.3 掘進測量控制

地鐵盾構掘進施工期間，每間隔一定施工距離，施工單位必須及時進行盾構機實時姿態、盾構管片姿態測量復核，所獲取的測量結果與盾構掘進軸線進行比對，掌握實際施工過程中存在的偏差，以便在后續盾構施工中及時進行糾偏。一般情況下，盾構施工每推進80 環，就要對成形管片軸線進行測量，并將測量結果進行上報，由測量控制單位、監理單位進行審查、備案。每推進240 環，測量控制單位要對隧道內導向控制點進行復測，然后將測量結果上報給監理單位、施工單位進行復查，完成后由業主進行備案。

3.2.4 聯系測量控制

實際盾構施工過程中可以采用鋼尺導入法進行高程傳遞，將地面水準點高程傳遞到地下施工區域。在此期間要進行3 次高程傳遞，與豎井同步進行定位，傳遞測量過程中要保證互差滿足限差標準要求。鋼尺導入法具體操作如下：將鋼尺懸在支架上，零端掛重錘垂至井下，重錘重量要滿足檢定拉力要求。

根據二等水準測量技術將地面高程傳遞到近井水準點，然后對地上、地下2 臺水準儀進行讀取，獲取地上、地下水準儀的水準尺讀數、鋼尺讀數，反復進行3 次獨立測量，不同測回過程中要及時調整儀器高度，3 次獨立測量高差要保持在3mm 之內。觀測過程中還要對地上、地下測量區域的溫度進行檢測，相應的高差數據要結合溫度、尺長等參數進行修正。

對于豎井的定向工作目的是為了將地上、地下的平面直角坐標系進行統一。在地鐵隧道貫通之前要開展3 次以上的聯系測量工作，確定地下起始點、起始邊在地面平面直角坐標系中的坐標、方位角等參數，在地鐵隧道當中建立支導線，地下起始邊、方位角的誤差會隨與各點距離增加而增大。

兩井定向法通過增大2 根鋼絲間距投向誤差，提高起始邊方位角的測量精度。

3.3 貫通后的測量控制

地鐵盾構施工完成隧道貫通工作后，現場土建施工單位要及時進行對施工中線、限界、貫通情況的測量，并針對測量結果與設計要求進行對比、分析，自行檢查合格后報送相關監理單位進行審查、復核，確認無誤后，安排測量控制單位進行復測，確保盾構施工能夠滿足標準規范及設計要求，經正式審查無誤后安排測量控制單位出具復測報告，然后向建設方備案。

4 結語

地鐵工程中盾構施工測量對實際建設具有非常大的影響，必須結合施工區域的具體環境、特點，在不同階段做好盾構測量工作，建立有效的復核制度，對盾構施工測量成果進行監督、核驗，確保真實、準確、可靠，為地鐵盾構施工提供強有力保障。