关于地铁盾构隧道工程测量技术分析 张德明

关于地铁盾构隧道工程测量技术分析张德明

发表时间：2018-04-08T17:00:21.050Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：张德明

[导读] 摘要：地铁工程的测量师建设与地下表面项目建筑的测量工作，关键是地下施工运营、地下勘察设计等每一个阶段的测量工作。

中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙 410000

摘要：地铁工程的测量师建设与地下表面项目建筑的测量工作，关键是地下施工运营、地下勘察设计等每一个阶段的测量工作。盾构隧道施工测量技术的任务就是在规定的时间之内与误差之内确保项目的正常实施，确保项目能够依照施工设计完成。本文结合笔者多年从事地铁建设工作的有关经验，以盾构隧道测量技术为对象，分别从盾构隧道概述、贯通误差介绍、贯通误差测量和盾构隧道测量程序这4个方面实施了探讨。

关键词：地铁盾构；隧道测量；误差；贯通

引言：

在城市轨道迅速发展的今天，尤其是在盾构法隧道机内台车狭小的空间里，既要满足施工过程中运输材料，又要经常性对盾构姿态实施人工测量。而盾构法施工中的测量工作，是保证项目施工安全、质量、高效的一项关键的保证工作。

1、盾构隧道概述

盾构法是隧道施工使用的一项综合性施工技术，它是把隧道的定向掘进、运输、衬砌、安装等各类工种组合成一体的施工技术。其工作深度能够很深，不受地面建筑与交通的影响，机械化与自动化程度非常高，是一种先进的土层隧道施工技术，普遍用于城市地下铁道，越江隧道等项目的施工中。盾构施工测量关键是控制盾构的部位与推进方向。运用洞内导线点测定盾构的部位，用激光全站仪或者激光定向仪指示推进方向，用千斤顶编组施以不一样的推力，实施纠偏，就是调整盾构的部位与推进方向。

盾构法隧道施工中，需要测量的关键工作包含下面几点。（1）地面控制措施：建设平面与地面高程控制网，（2）地面坐标接触测量，方向与高度到地面，修建地下统一坐标体系接地；（3）地下控制测量：包含地下平面与高程控制（4）测量隧道施工放样依据隧道设计，引导线与开挖与高程测量。

2、隧道工程贯通测量介绍

隧道贯通测量是检核测量工作质量，也是地铁隧道项目质量控制的重点，隧道贯通前约200米左右施工测量的次数要增加，并实施洞内控制导线的全线复测，直到确保隧道贯通。

隧道施工中与贯通后的测量是贯通测量，包含平面贯通测量与高程贯通测量。平面贯通测量是测定现实的横向与纵向贯通误差，测量方法随洞内控制的方式而异：对于使用中线法施工的隧道贯通以后，要从相向测量的2个方向各自向贯通面延伸中线，并各钉一临时桩，量取两桩之间的间距，就能得到隧道的现实横向贯通误差，两临时桩的里程之差就是隧道的现实纵向贯通误差；使用单导线作为洞内控制时，贯通以后在贯通面上钉一临时桩，从相向测量的2个方向各自向临时桩实施支导线测量，临时桩点的平面坐标要分别测取，把两组坐标的差值分别投影到贯通面上与隧道中线上，则贯通面上的投影就是横向贯通误差，在中线上的投影就是纵向贯通误差。其他种类的控制图形能根据现实状况设计适合的方法。

高程贯通测量是测定现实的竖向贯通误差，一般使用水准测量方法，从隧道两端洞口周围的水准点开始，各自向洞内实施，把贯通面上同一点的高程分别测出，即得到这点的两个高程之差。

3、对影响盾构隧道贯通误差来源的解决方案

3.1合理优化水平控制网，提高地面控制测量精度

对于地面控制测量引进的横向误差，相对有效的方法是对网形实施合理的优化。在项目控制网的技术设计中，第一要思考的是精度指标，第二才是网的费用指标。盾构隧道项目的控制网，是由业主提供的，而在业主提供的控制中，因为在布控时思考和随着四周环境的改变与应用的仪器不一样等，施工单位在应用业主供应的控制网时，通常都要对网点实施增设加密，产生有利的闭合检核条件，从而确保地面控制网的精度指标。

3.2应用几种测量方法，使竖井联系测量误差减小

盾构始发井与接收井处竖井联系测量，之前由于思考多是短边传递坐标方位角，在标准中联系测量为±20mm的允许误差。而盾构隧道设计要求隧道应为±50mm的最终贯通误差。这时竖井联系测量误差所占整个隧道的贯通误差的比例就相对大。所以，一定要提高竖井联系测量的精度，才可以更加有利于确保隧道内导线的精度。现在相对有效的方法是在竖井处的联系测量应用红外线铅垂仪竖井投点、吊钢丝测量联系三角形与增设陀螺定向。尽管几种方法的工作量与成本都比短边直接传递要大很多，可是几种方法都比短边直接传递的精度要高，更有利于确保隧道内导线传递的精度与隧道最后的贯通技术指标要求。

3.3使用不一样的方法，精测盾构隧道洞门钢环中心坐标

有关盾构隧道的始发井与接收井门洞，俗称之为进洞出洞。对于盾构进出洞洞门，现在长三角地区定义为：出洞为盾构始发井处洞门，进洞为盾构接收井处洞门，由于其关键是把竖井看作洞来说。其他区域对于隧道进出洞的定义或许有异，在这不作多述。

对于盾构进出洞洞门钢环中心坐标的测量，相对直接的方法是钢环分中法，可以相对快的把圆心测出洞门中心坐标找出。还能测量钢环圆弧上几个点的坐标实施拟合求出圆心坐标，用两种测量方法实施比较，既可以互相复核测量成果，也能提升洞门中心坐标成果的精度。

4、盾构隧道测量步骤

4.1 高程放样

在盾构隧道的断面测量中高程放样在部分需要测量的断面中的隧道管片中，放样出详细的部位，高程放样通常放置在离轨面一定距离的部位。盾构隧道施工中，在数据采集的时候，需要依据资料把需要测量的桩面放样出来，并标记清楚，把现实的高程记录下来，记录下来现实高程与路线方向和中桩的关系，最关键的是中桩的右侧、左侧与中桩的间距。

等测断面中桩或边桩放样完成后，在刚刚放样并标记的待测断面的中桩或边桩上放置全站仪，对中调平，进入全站仪里的测量流程，首先把工作名输入--文件名最好是测量日期，这样方便内业处理时要处理的断面在电脑上快速找到；之后设站，要注意每一个站名只可以测一个断面，像测K10+200右洞，则测站能设为Y10200；量取而且把仪器高度输入，接下来输入这点X、Y、Z坐标，X-指该点和中桩的偏移