地铁盾构施工测量技术

杨辉

摘要：随着中国经济的发展，人们生活的质量逐渐提高，人们出行的数量也在不断的增加，这造成了城市交通的压力越来越大，城市中地铁建设十分重要，城市轨道交通网络逐渐成为在日常生活中不可或缺的一部分，本文对地铁盾构法施工以及测量技术等方面的问题进行了分析和思考。

关键词：地铁施工；盾构法；施工技术

引言

随着我国城市现代化建设进程的不断推进，城市地铁发展业已成为城市建设中一项不可或缺的重要组成部分。但由于城市空间的局限，导致地铁大部分工程都在地面以下，因此对施工过程技术要求更高。作为地铁工程中的关键部分，隧道施工目前普遍采用技术相对比较成熟的盾构法进行，且随着地铁工程的不断发展，盾构工法修筑地铁隧道已在国内广泛使用。但往往由于施工场地受城市道路、建筑物等限制，地铁车站需分段开挖施工，导致指导盾构掘进的地下近井定向边的距离较短，增大控制风险，甚至出现质量事故的情况。

1地铁盾构隧道施工分析

从本质上来看，地铁盾构隧道施工本身就是一种为了提高工程施工与施工水平而实施的监控活动。一般来说，地铁的使用寿命较长，地铁工程不仅是城市交通建设门面之一，也是关乎到国计民生政府重点工程之一。基于此，施工单位在进行实际施工的过程中，一定要对工程施工进行严格把控，在整个施工期间都需要树立良好的“精品意识”。就当前实际状况来看，地铁盾构隧道施工的关键点主要包括三大部分：

①管片生产；管片生产的精确度必须要达到相关规定标准之上，同时也需要提高混凝土的抗渗性能以及抗压强度，盾构管片是盾构法隧道施工的永久衬砌结构，其自身直接决定了整个隧道工程施工的以及后期投入使用过程的安全性。②盾构施工掘进与管片拼装；对盾构施工掘进与管片安装的实施严格把控，能够为提高隧道工程施工以及提高施工效率奠定良好的基础，其施工的优良与否很大程度取决于盾构掘进姿态控制、管片选型的合理性以及管片拼装手业务能力与水平。③防水工程；大多数地铁盾构隧道施工期间，都不可避免会穿过含水较高的地层，因此完善防水工程是延长隧道使用寿命以及确保地铁内部结构及其相关附属设备正常使用的基础，换而言之，严格控制地铁防水工程落实的等同于保障地铁运行的安全性。

2.盾构施工中的测量

2.1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

（1）地下平面控制测量。合肥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（包括曲線要素上的控制点）布设间距不少于60m。导线点按照四等导线的技术要求施测，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确认没有问题之后报送监理单位复核，监理单位复核无误之后报送控制测量单位复测，复测没有问题，由控制测量单位出具复测报告，并报业主备案。

（2）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，采用水准测量的方法，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，就在隧道地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。

2.2盾构机始发测量

盾构机始发之前，应土建施工单位申报，业主组织设计单位、土建施工单位、监理单位和控制测量单位等盾构施工参与单位对土建施工单位的盾构始发条件进行验收。会上对土建施工单位已完成的盾构基座、反力架和预留洞门钢圈等测量成果进行验收，没有问题时签署验收意见，同意土建施工单位盾构始发。

2.3盾构掘进中的测量

在盾构掘进过程中，在每掘进一定的距离之后土建施工单位要及时对盾构机实时姿态进行人测量复核，同时也对拼装完成的盾构管片姿态进行测量，通过测量数据了解盾构掘进轴线的偏差情况，为后续盾构施工提供参考。盾构施工过程中每推进80环，施工单位对成形管片轴线进行测量，并将测量结果报监理单位和控制测量单位审核、备案；每推进240环，控制测量单位对盾构隧道内的导向控制点进行复核测量，测量结果提交土建施工单位和监理单位进行复核，并报业主单位备案。

2.4联系测量

2.4.1高程传递

高程传递是采用钢尺导入法，将地面水准点高程传递到地下的水准点。高程传递应独立进行3次，并与竖井定向同步，互差应满足限差要求。钢尺导入法是传统的竖井传递高程方法（如图1所示）。将钢尺悬挂在支架上，在尺的零端挂一重锤并垂于井下，其重量应为检定时的拉力。地面高程按二等水准测量技术要求传递到近井水准点A，（如图2）在地上和地下安置两台水准仪同时读数，即地上、地下水准仪分别读取A点水准尺读数a和钢尺读数m及B点水准尺读数b和钢尺读数n（独立观测3测回，每测回变动仪器高度），3个测回的高差应小于3mm。观测时应量取地上地下的温度，测定的高差应进行温度改正和尺长改正。

2.4.2竖井定向

竖井定向是为了统一地上、地下平面直角坐标系统。隧道贯通前的联系测量工作不应少于3次，宜在隧道掘进到100m、300m以及距贯通面100～200m时，分别进行一次测量，目的是确定地下起始点和起始边在地面坐标系统中的平面坐标和方位角。在隧道内须建立支导线，起始边的方位角误差对隧道各导线点的影响随各点与起始点的距离成正比增大。两井定向法通过增大两根钢丝的距离来减小钢丝的投向误差，并提高起始边的方位角精度。

结语

地铁盾构施工测量的统一、集中管理对地铁的盾构施工建设具有重要的现实意义。本文在总结学习北京、上海等大城市地铁盾构施工测量管理工作的基础上，提出了一种适用于合肥市地铁盾构施工的测量管理模式，各部门应高度重视对测量工作的管理，土建施工单位必须建立行之有效的多级复核制度，严格盾构施工测量成果的监督和检核制度，多层次管理，多方法复核，确保盾构施工测量成果的真实可靠，为地铁盾构施工建设的顺利实施及圆满完成提供强有力的保障。

参考文献

[1]北京城建勘测设计研究院有限责任公司.城市轨道交通工程测量规范：GB/T50308-2017[S].北京：中国建筑工业出版社，2017.

[2]中国有色金属工业协会.工程测量规范：GB50026-2007[S].北京：中国计划出版社，2008.

[3]傅常庆.浅析地铁泥水盾构施工[J].科技资讯，2016（18）：72-73.

（作者单位：济南轨道交通集团工程研究咨询有限公司）