暗挖法地铁施工测量技术研究

暗挖法地铁施工测量技术研究
发布时间：2022-08-31T06:18:58.210Z 来源：《建筑创作》2022年2期1月作者：郭帅[导读] 随着我国经济在快速发展，社会在不断进步
郭帅
中铁十九局集团轨道交通工程有限公司摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步。

地铁工程在我国发展十分迅速，为有效避免地铁事故的发生，应在地铁施工中引入精确的测量手段和有效及时的反馈技术。

文章依托北京地铁宣武门站工程，采用竖井联系三角测量法，将地下与地上部分进行关联，通过对施工过程中可能出现的地表沉降、拱顶沉降、收敛变形等现象进行施工测量，对大量测量数据进行处理和分析得出沉降变化规律；通
过回归分析，预测最大应力值和最大变形值等参数。

将测量数据反馈至施工和设计方，根据现场情况及时调整施工和设计方案及参数，可有效保证施工安全，减少不必要损失。

关键词：地铁工程；暗挖法施工；施工测量；沉降引言
随着城市轨道交通的快速发展，地铁施工临近或下穿既有运营线路的情况日益增多。

而暗挖隧道本身施工风险较大，近距离下穿既有地铁会进一步增大施工风险。

为保证地铁运营线的安全，对地铁施工过程中下穿既有线路的影响及风险控制进行研究越来越重要。

1浅埋暗挖施工方案概述
在区间南侧修筑3m×7m竖井，底部到达横通道底标高以下2.4m的位置，将竖井作为起点，从该处开始向区间正洞开挖，形成横通道，再进一步从横通道向两侧开挖，以便组织正洞施工作业。

正洞施工方法选用的是双侧壁导坑法，为有序推进施工进程，根据大断面的尺寸特点，将其在区间北侧进行井点降水，井点所处位置与结构外边相距2m，井点的间距按9m控制。

经降水施工后使水位下降至开挖面以下1m处，营造无水施工环境，给区间隧道开挖施工提供安全保障。

2暗挖法地铁施工测量技术研究 2.1暗挖通道支护设计
暗挖通道支护结构采用钢筋网、喷射混凝土、格栅钢架及超前支护联合作为初期支护，具体如下：断面采用钢筋网、喷射混凝土、格栅钢架、双层小导管超前支护联合作为初期支护，施工时辅以封闭格栅钢架作为临时支护；二次衬砌采用C40P8钢筋混凝土浇筑。

暗挖作业需在无水环境下进行，降水采用洞外敞降的降水方案。

为防止开挖过程中掌子面坍塌，在洞内进行超前预注浆，浆液采用磷酸-水玻璃化学浆液。

2.2地面测量
工程控制测量采用首级GPS测量网，导线长度为1～2km，沿路线布设。

工程基于GPS控制网络构建二级地面精密导线，该导线的长度设置为240～300m左右，在铺设地面精密导线时应着重避开容易造成变形的地段。

为合理将GPS控制网络与地面精密导线的距离控制在1200m之内，可采取适当的铺设方式，将精密导线设置在地铁施工的竖井、风道竖井以及出入口的位置。

地面高程控制的布设距离设计为1200m，该控制距离主要依据国家一等和二等水准点进行构建。

为保证将限制距离控制在±9Lmm（L为路线长度）以内，采用高精度水准仪作为测试仪器。

为统一高程，本工程采用往返测水准的测量方法，根据地铁宣武门站的各个洞口处的水准高程点，对应每个洞口水准基点数的个数应保证是在3个以上才能满足技术要求。

工程近井点的测量是基于精密导线的方式，在竖井的井口周围布置近井点，然后再通过精密导线引导至近井点，使其精度与精密导线相同。

2.3土方开挖
土方开挖易受到现场水文条件的影响，因此施工期间每日观测降水井的水位，及时掌握水位的实际情况，动态降水，创设无水的施工环境。

应合理协调施工工序，尽早封闭成环。

主要考虑如下两方面：一是导洞封闭成环；严格控制上下台阶的长度，增强各道工序的衔接，使初支与中隔壁和中承板尽快封闭成环；二是大断面封闭成环；即各个断面的施工有序衔接，及时施作断面初支，尽快做到封闭成环。

加强对每循环开挖进尺的控制。

每完成一榀开挖后，随即对其采取支护措施，提高土体的稳定性，缩短地层暴露于外界的时间，以免失稳。

拱部开挖破除封面时，不宜采用风镐，原因在于其扰动作用较强，难以保证砂层的稳定性。

较为合适的是电镐，该装置在使用过程中无明显的振动，现有砂层可维持原状。

开挖时预留长度不小于1m的核心土，沿作业面自然延伸，以有效支挡掌子面的土体，从而保证掌子面的稳定性。

2.4监测数据分析
施工过程中，加强对既有线的变形监测。

既有线监测过程中，分人工监测和自动化监测两部分，人工监测主要监测既有线结构及道床变形，自动化监测主要监测既有线道床变形，整个穿越过程中，监测数据未发生预警，工程现场未出现险情。

既有线道床自动化监测测点共40个，累计变形最大测点JLC-406，累计变形-0.95mm，变形速率-0.02mm/d，基本稳定。

既有线结构人工监测点共20个，结构累计变形最大测点SJC403，累计变形-0.92mm，变形速率-0.01mm/d，基本稳定。

既有线道床结构人工监测点共64个，道床累计变形最大测点DJC110，累计变形-0.98mm，变形速率-0.01mm/d，基本稳定。

2.5暗挖区间测点布设
测量点主要为地质变化较大的位置点，往往包括地表沉降、拱顶沉降、净空收敛、底板抬升等特征。

在地质变化、纵断面边坡点及平面转角处应加密测点。

暗挖区间的测量布置对其中的倾斜沉降点和地面建筑物沉降点都提出了要求，保证这种布置点的个数不少于5处。

2.6测量数据分析与信息反馈
利用实时测量数据，可以快速、及时地对测量数据进行整理，得到位移 - 时间曲线，以及施工面应力应变与推进时间的函数曲线。

为保证数据的准确性，施工过程中应及时收集整理测量数据。

在数据测量的初始阶段，对其变化规律曲线进行回归分析，然后结合监控量测管理等级，可以预测出应力最大值和变化特性，将这些结论反馈给监理和施工等参建方，有效地实现对地铁施工项目的合理把控。

回归函数选用以下公式（1）、公式（2）：
式（1）、式（2）中，U 为变形值；a 0 、b 0 为回归系数；t 0 为初始时间；t 为测试点埋设后的时间。

2.7超前小导管的打设
按要求打设超前小导管，打设角度、间距、长度均要满足要求，各导管保持平行的位置布置关系。

导管发射角度分界时，适当调整发射角度。

不同地层的实际特性有所差异，因此应根据实际情况灵活调整小导管的打设范围。

掌子面砂层性质较差时，易破坏上下台阶及核心土的稳定状态，对此在掌子面、中隔壁处增设小导管。

开挖断面的两侧上方区域均分布有排水暗渠，若存在明显的沉降，则有可能影响暗渠的正常使用，如开裂，水体将沿着裂缝发生渗漏。

对此，在初支边墙处设置单排超前小导管，扩宽加固作业范围（延伸到仰拱以上的部分）。

在布设单排超前小导管时，其纵向距离与格栅间距需保持一致。

导管冲孔前，向开挖面喷洒适量的固沙剂，予以加固，保证开挖面的稳定性。

遇地层较为松散的地质条件时，导管打设过程中可能会引起掌子面失稳。

为预防此类问题，在导管打设前先对开挖面做加固处理，初喷混凝土予以封闭，厚度控制在3~5cm。

正式打设导管时，按照自下而上的顺序操作。

此方法更加适用于松散地层，以免因导管打设后暴露时间过长而出现失稳、塌陷等异常状况。

结语
本文从复杂地铁施工环境对地铁测量的需求分析出发，对暗挖法地铁施工测量技术进行研究。

首先，阐述了地铁施工测量技术对地铁施工项目的必要性。

其次，依据现场测量数据，及时调整施工方案和设计参数，有效保证施工安全性，控制了施工对周边环境的影响。

然后，基于测量的数据，分析了沉降变形曲线及沉降变形速率曲线，进而弥补理论分析的不足。

最后，根据实测数据和回归函数的分析，对施工过程中最大变形及应力值出现的时间和地点进行预测。

在获取到预测结果后，制定相应的有效施工措施，达到积极的施工测量效果。

在后续的研究中，可以进一步完善地铁施工的监测预警功能，实现地铁施工的智能化需求。

参考文献
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[2]周晓卫，匡志威，刘鹏程，等.导线传递法在地铁平面联系测量中的应用[J].城市勘测，2013（12）.
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