浅谈地铁盾构隧道施工测量技术

浅谈地铁盾构隧道施工测量技术

发表时间：2019-01-21T15:41:47.030Z 来源：《建筑模拟》2018年第31期作者：宁安平杨兴元

[导读] 近年来，随着我国经济的快速发展以及城镇化进程的加快，城市人口不断增加，城市交通拥堵问题越来越突出，因此发展城市轨道交通、缓解紧张的交通运输压力也日益成为各大城市迫切需要解决的问题。

宁安平杨兴元

中国水利水电第四工程局有限公司测绘中心青海西宁 810007

摘要：近年来，随着我国经济的快速发展以及城镇化进程的加快，城市人口不断增加，城市交通拥堵问题越来越突出，因此发展城市轨道交通、缓解紧张的交通运输压力也日益成为各大城市迫切需要解决的问题。与其他交通形式相比，地铁以运量大、快速、准时、节能环保及安全舒适等特点受到了各大中型城市的青睐，也逐渐成为城市展示经济实力、城市化建设程度以及高新技术应用的重要标志。

关键词：地铁盾构；隧道施工；测量技术

盾构法施工是一种先进的隧道施工技术，与其他施工技术相比较，盾构施工引起的地表沉降较小，对施工现场周围环境的影响小，是目前地铁隧道施工中最安全有效也是应用最广泛的施工方法。本文结合某市地铁隧道盾构施工测量工作的具体问题和实际做法，总结出了某市地铁盾构施工建设各个阶段测量工作的要点，提出了一种适用于某市地铁盾构施工的的测量流程，以便为某市后续线路的建设提供测量依据，并且也能为其他地区和单位的地铁盾构施工测量管理提供一个有价值的参考。

一、盾构施工测量简介

盾构隧道施工测量是指为盾构掘进施工和管片拼装符合设计要求而进行的测量工作。盾构施工测量工作主要内容包括地面控制测量、联系测量、地下控制测量、和贯通测量等。

二、盾构施工测量

1、设计数据的复核

工程准备开工时，应进行图纸会审。图纸会审时，测量人员应根据图纸线路参数对盾构掘进轴线（隧道中线）三维坐标进行计算，计算资料必须做到两人独立计算复核，必要时经过第三者计算复核或用不同的方法进行计算复核，对比检查，自检合格后报监理单位及第三方控制测量单位复核，经多方确认的盾构轴线坐标数据由相关方各执一份，作为以后施工过程轴线偏位检查的重要依据。

2、盾构设计数据的导入验收

盾构施工隧道中线坐标进行计算完成之后，土建施工单位要将计算得到的数据导入到盾构机导向系统，这个过程要求业主、土建施工单位、监理单位和第三方控制测量单位共同参与，验收无误后要求各方签字确认，并且拍照留存。

3、地面控制测量

轨道交通平面控制测量，一般分为三级。首级控制网通常是整个轨道交通线路网的平面控制网，是整个城市的轨道交通线路网的控制骨架，二级平面控制网一般为某条线路的平面控制网，三级控制网是在施工过程中根据二级平面控制网形成的精密导线。高程控制测量一般分两个等级布设，一等高程控制网主要是某城市中某条线路的高程控制网，二等高程控制网是施工水准网的基础和起算依据。

地面平面控制测量：为方便施工，在一、二级平面控制网的基础上加密布设精密导线。精密导线一般采用附合导线、闭合导线或节点导线形式。地面导线平均边长宜在350米左右，精密导线相邻边的短边和长边的比例不宜过小，不宜小于1：2，且个别短边不应小于100米。精密导线外业观测应满足《城市轨道交通工程测量规范》中相应的技术要求。精密导线网应整体严密平差，平差计算前将观测边长进行高程归化和投影改化。并分段进行单导线平差验算。

地面高程控制测量：二等高程控制网沿轨道交通线路两侧布设，一般采用附合线路、闭合线路或节点网形式进行布设，水准点平均间距应小于2KM。水准测量外业观测应按照二等水准测量观测技术要求进行。高程控制网的内业数据处理必须采用严密平差，在处理过程中应注意每千米高差中数偶然中误差、高差中数全中误差及最弱点高程中误差。水准路线按测段往返测高差中数偶然中误差MΔ；MΔ按下列公式计算：

式中MΔ—— 每千米高差中数偶然中误差（mm）；

L ——水准测量的测段长度（km）；

Δ——水准路线测段往返高差不符值（mm）；

n ——往返测水准路线的测段数。

当附合路线和水准环多于20个时，每千米水准测量高差中数全中误差应按下式计算：

式中MW—— 每千米高差中数全中误差（mm）；

W——附合线路或环线闭合差（mm）；

L——计算附合线路或环线闭合差时的相应路线长度（km）；

N——附合线路和闭合线路的条数。

4、始发托架的定位

在盾构机始发托架安装前，利用联系测量引至井下控制点精确定位始发托架中心线，一般采用全站仪极坐标法现场放样。特别注意因盾构机是以隧道设计中心线为参考依据掘进的，托架中心一般由施工单位依据隧道中心线和洞门钢环实际中心自行设计托架中心线。始发托架放样时，如果在直线段（或大半径曲线段）始发时，托架前端和后端中心形成的直线应和设计线路（或线路对应的托架前端和后端位

置的弦线）方向重合，如在小半径曲线段始发时，托架前端和后端中心形成的直线应和设计隧道相对应的托架前端里程的切线方向重合，但应同时注意洞门钢环中心与设计隧道中心线在水平方向上的差值，如差值较大时，应综合考虑洞门钢环中心和设计隧道中心来确定始发托架的平面位置（应以平行于隧道中心线且通过洞门钢环中心的直线作为始发托架平面放样的基准线）。

5、地下控制测量

地铁盾构施工的地下控制测量是在隧道内建立施工测量控制网，该控制网是地下隧道掘进等测量工作的基础。地下盾构施工控制测量包括地下平面控制测量和高程控制控制测量。

地下平面控制测量：地铁盾构施工平面控制测量多采用布设支导线或交叉导线的形式，导线点一般埋设在隧道结构边墙上，主要埋设方式为：在边墙上设置具有强制仪器归心装置的观测台。土建施工单位在安装这种观测台时，无论是材料的选择还是安装过程中都要严格按照规范要求操作，安装完成后一定确保观测台平稳可靠，可以用作导线的观测传递。按照《城市轨道交通工程测量规范》要求，直线段约150m布设一个控制导线点，曲线段控制导线点布设间距不少于60m。单导线每个控制点的角度均采用左、右角观测法，左右角取平均值后，控制点圆周角闭合差应小于4"。每次延伸施工控制导线测量前，对已有的施工控制导线前3个点进行检测无误后再向前延伸。土建施工单位完成导线点的测量工作确认无误后报送监理单位复核，监理单位复核无误之后报送第三方控制测量单位复测，由第三方控制测量单位出具复测报告，并报业主备案。

地下高程控制测量：地下高程控制测量是以通过联系测量传递至地下的水准点为高程起算数据，采用支水准路线，沿着掘进隧道布设水准点，并确定隧道、设备在竖直方向上的位置和关系的工作。高程控制测量采用二等水准测量的方法施测，每间隔200m，在隧道底板点或者边墙上埋设一个高程控制点，也可以利用地下导线点标志作为高程控制点。

6、贯通测量

在隧道贯通后，应及时进行贯通测量，测量出实际的横向、竖向及纵向贯通

误差。贯通测量包括平面贯通测量和高程贯通测量两项工作。平面贯通测量一般采用中线延伸法和导线坐标测设法，高程贯通测量一般采用水准法。轨道交通工程的贯通限差为2倍的贯通中误差，横向贯通中误差为±50mm，竖向贯通中误差为±25mm。

结束语

综上所述，在地铁的隧道施工过程中离不开高精度的测量技术、以及准确的测量数据。通过实际的工程表明，采用上述的测量方法在地铁盾构隧道施工中是一种不错的施工方案，操作比较方便，而且也能够满足隧道贯通的限差要求标准，为后期的机电安装、车站维修等提供非常可靠的测量基础数据资料。

参考文献：

[1]徐顺明.地铁盾构隧道施工测量方案设计与实现[J].现代隧道技术，2008，45（S1）：431-436.

[2]边大勇，卢小平，李永强，等地铁盾构区间施工测量技术研究[J].测绘通报，2011（4）：51-55.