地铁暗挖施工中的控制测量与监控量测

地铁暗挖施工中的控制测量与监控量测

发表时间：2018-04-03T16:43:22.457Z 来源：《基层建设》2017年第34期作者：刘宝义1 孙宇超2

[导读] 摘要：在现代城市中，地铁逐渐得到普及，成为了与地面交通并存的重要的交通形态，而且其本身所具备的大运量、高速度、安全性和及时性的特征，也使得地铁受到了越来越多的关注。

1.身份证号码：23102519861211xxxx 黑龙江哈尔滨 150000；

2.身份证号码：23230119870610xxxx 黑龙江哈尔滨 150000

摘要：在现代城市中，地铁逐渐得到普及，成为了与地面交通并存的重要的交通形态，而且其本身所具备的大运量、高速度、安全性和及时性的特征，也使得地铁受到了越来越多的关注。而在地铁工程暗挖施工中，必须做好管理控制，以保证施工效果。本文结合具体工程实例，对地铁暗挖施工中的控制测量与监控量测进行了分析和讨论。

关键词：地铁暗挖施工中的控制测量与监控量测

前言

最近几年，地铁在越来越多城市得到了普及，能够为人们日常出行提供便利，减少地表交通拥堵问题。地铁施工存在很大的特殊性，不仅开挖深度大、涉及面广，而且面临这复杂的地质条件，对于施工工艺有着相当严格的要求。做好地铁施工测量和监测工作，对于保障地铁施工质量意义重大，必须得到足够重视。

1 工程概况

某城市地铁1号线设计于2017年6月2日动工，一期工程全长27.8km，共设置有24个车站，预计东段于2019年底通车，全线的通车时间预计在2020年。为了尽可能减少地铁施工对于沿线交通和居民生活的影响，在DK20+532.80～DK20+589.00段采用了暗挖施工的方法，暗挖段宽度约为21m。从保证施工质量和施工效果的角度，需要做好必要的控制测量和监控量测工作。

2 施工控制测量

控制测量的主要目的，是确定控制点的空间位置，为地铁施工提供数据支持。在该工程中，想要确保控制测量的效果，需要在施工前设置相应的高程控制网和平面控制网，结合测量中心所提供的GPS点，完成水准点和导线的布设[1]。具体来讲，施工控制测量的内容可以分为三个组成部分：

2.1地面控制测量

主要是通过测量工作，对施工过程中地面平面和高程控制网的完整性进行维护，保证控制网的可靠性，同时也能够通过加密地面控制点的方式，为地铁施工提供便利，保证施工准确性。在该工程中，地面控制测量包括了明挖区间控制点布设、车站地面控制点布设以及竖井地面控制点布设等。

2.2联系测量

联系测量能够地面方位和坐标等传到地下隧道中，是地下隧道贯通控制的核心工作。在开展暗挖施工时，主要是以竖井提供工作面，在这种情况下，从保证地下隧道准确贯通的角度，需要利用竖井，将地面控制网传输到地下隧道，形成统一坐标及高程控制系统，提供地下隧道控制测量起算数据。结合工程实际分析，在暗挖段适当设置设置竖井，尺寸为4.6m×6m，从保证安全的角度，在内侧设置加强圈梁，并安装有提供给人员上下的扶梯，使得竖井结构尺寸进一步压缩，给施工控制测量和联系测量带来了一定难度。为了构建统一坐标系，技术人员必须首先解决如何通过竖井联系测量将地面控制网方位和坐标信息传递到地下的问题[2]。

结合实际情况，采用了主辅定向的测量方法，利用陀螺经纬仪完成主定向，联系三角形开展辅助定向。陀螺定向的优势在于，不需要进行大量的前期准备工作，而且观测作业操作简单，得到的方位角具备较高的准确率，不会对现场施工造成影响。陀螺定向的基本原理，是结合投点、定向，将地面与地下导线连接成一体，在这个过程中，陀螺经纬仪主要是对空间边夹角进行测量。结合实践经验，在利用陀螺经纬仪进行地面观测时，若条件允许，不仅需要测量空间边夹角，还应该对两条已知边进行测量，方便进行检核工作。同时，测量过程中必须远离信号塔等构造物，避免电磁干扰导致测量结果不准确。联系三角形复核定向需要在井口设置悬吊钢丝支架，在钢丝下端悬挂重锤，放入机油桶内，并设置反射贴片。为了保证测量精度，在使用联系三角形进行测量时，应该重复进行多次观测，每一次观测前移动钢丝位置，取多次测量平均值作为最终测量结果，对于数据互差无法满足限差规定的测量结果，应该直接抛弃不用[3]。

2.3地下施工控制测量

地下控制测量旨在建立起与地面控制测量统一的坐标系统，为暗挖施工提供引导。依照地下导线坐标，通过放样能够得到隧道轴线，确定隧道掘进方向，使得地铁隧道施工能够沿理论轴线延伸。与地面施工控制测量不同，地下施工控制导线点观测相对特殊，不仅观测条件差，干扰因素众多，而且亮度严重不足，如果由于施工而导致隧道内烟尘弥漫，则不适合进行导线测量工作，必须等到烟尘散尽。隧道导线的测量应该依照竖井联系测量投下的定量边，隧道挖掘方向延伸。在隧道尚未贯通前，作为指导线的地下导线在构建时需要做好检查审核工作，以保证其精准度。地下施工控制导线是地铁隧道掘进的重要依据，每一次对施工控制导线进行延伸前，都需要针对既有施工控制点进行检测，以免误差的不断积累。直线隧道施工控制导线点在条件允许的情况下，应该设置在曲线元素点上，确保边长不小于60m，对于施工控制导线的测量，可以选择Ⅱ级全站仪，在左右角分别进行两次测量，确保其平均值和与3600较差不超过6分，边长往返观测平均值较差不超过7mm。

3 施工监控量测

监控量测能够帮助施工技术人员更好的了解不同施工阶段地层与支护结构的变化情况，确保结构状态安全稳定，而通过对量测数据的分析处理，可以配合切实有效的措施和方法，实现对地面沉陷的有效控制，减少和消除暗挖施工对地面环境的负面影响。另外，通过现场测量，对比理论分析，可以找出其中存在的不足，及时将监测结果向设计施工人员反馈，确保施工的顺利进行。结合监控量测，还可以实现对隧道的施工管理以及环境影响监控，积累数据经验，为类似工程的施工提供借鉴[4]。

地下工程量测中，数据信息获取是主要目的，但是并非唯一目的，在地铁施工中，监控量测能够为施工管理提供有效手段，在这种情况下，监控量测得到的数据信息一方面应该能够对施工过程中的地层结构变化进行预测，明确可能出现的变形或者破坏情况，也可以完成设计和施工监控，使得技术人员随时了解围岩动态，通过监控基准调整、开挖方案修改等措施来保证施工安全；另一方面，必须能够为设