基于盾构法施工的地铁测量误差控制研究思考

陈旺华

摘要：盾构法在地铁施工中应用十分广泛，但由于地铁隧道环境较差，因此可能会出现测量误差，影响实际施工质量。基于此，地铁隧道施工测量误差控制应当引起施工单位的高度重视。本文将在介绍隧道误差的同时，阐述控制测量误差的方式，希望有所帮助。

关键词：盾构法;地铁施工;测量误差;误差控制

盾构是地铁施工常用的方法之一，自动化水平更高，不仅可以最大程度避免地下水对施工过程的干扰，也不会影响地面正常交通运行，带来较大的地面作业压力，且可以实现施工效率的提升。针对一些施工环境复杂程度较高、埋深较大的地铁工程项目，盾构法适用性较强。隧道是地铁实际运行的环境，因此在施工阶段，需要进一步加强测量隧道工作的落实，保障后续地铁施工的安全性。

1 盾构隧道误差简述

盾构隧道为线形结构，和地面公路工程测量工作相比，地铁盾构在落实测量工作的要求上，也同样具备较强的特殊性。通常情况下，会在地铁建筑物完成施工之后，才会进入盾构施工阶段，后续进行其他工作，而在隧道贯通之后，往往才能验证测量成果。这就需要对测量工作质量加强控制，避免因巨大失误为工程带来较大损失。盾构法施工可能产生的测量误差，通常在测量洞内导线、地面控制网中体现较多，控制测量误差，可以中线和设计要求高度符合，从而达到纠正施工偏差的目的，实现施工质量的提升。

盾构法地铁隧道施工，在进行平面施工时通常会用到导线，达到控制误差的目的，具体而言，是在贯通面中线周围确定临时点，以贯通面两侧导线为起始点，对临时点坐标进行测量，获得临时点坐标的同时，以临时点坐标为起始点，向线路中线和中线垂直法线上做分量。其中，中线方向就是纵向贯通误差，法线方向就是横向贯通误差。而高程贯通误差则是水准测量联测到临时水准点，得到的高程较差。

地铁盾构施工通常会被各类误差所影响，针对盾构隧道施工，高程贯通误差与纵向贯通误差通常不会产生较大影响，影响最为显著的，往往是横向贯通误差，因此，测量误差控制的重點是横向贯通误差。依照我国轨道交通工程测量相关规定，我国地铁盾构施工，应以不高于5cm的标准控制横向误差，以不高于10cm标准控制纵向误差，以不高于2.5cm为标准控制高程误差。

2 盾构隧道测量误差

应用导线法落实地面与地下控制测量工作时，一般以联系三角形定向、导线直传法定向或两井定向为主要测量方法。如果隧道长度超过1.5km，在定向时也会用到陀螺仪、高精度联系测量等方式，或在原有基础上，令联系测量次数进一步增加。在测量高程时，则通常会在吊钢尺测量的同时，和水准测量共同配合测量。在定向结束之后，应当在深入一段掘进距离之后，利用无定向导线对掘进隧道情况进行测量。

在传递平面方向时，导线之所以会出现定向误差，通常和全站仪测角误差有较大关联。另外，观测角也可能出现出现读数上的误差，通常和钢丝和全站仪距离较近，钢丝未能保持合适间距等因素相关。钢丝未能垂直悬吊，也有可能引发点位偏差。平面联系测量环节，在现场条件允许的情况下，应当最大程度拉大钢丝的间距，以两井定向为主要测量方式，最好悬挂数量超过四根，为后续校核提供一定便利性。测量之前，应当避免钢丝重锤和油桶边缘接触，避免出现钢丝不垂直的现象。

测量洞内导线时，鉴于洞内空间有限，因此通常以支导线为主，为误差控制也会增加难度。隧道若和洞口区域距离较近，则会因为光线原因，影响光学仪器精度，若隧道为曲线，则可能会因为导线长度因素出现测量误差。盾构隧道由于地质情况存在差异，施工之后可能存在沉降现象，以竣工为起始点，沉降之后保持稳定性所耗费的时间也有可能存在差异，因此，在环片沉降的影响下，洞内控制点也可能因为观测时间差异，出现变动情况，在误差测量中也需要作为误差的考量范围。

3 盾构隧道误差控制测量

横向贯通误差控制，应当注意以下内容：第一，若现场施工环境允许，应当将导线边长延长，避免测站过多，从而避免累积测角误差。第二，应以超过50cm为标准，控制隧道壁和视线的间距，将环境和旁折光的影响因素降至最低，观测应在不同时间段进行，取不同结果的平均值。第三，如果单向贯通距离较大，观测时需要用到三联脚架法，或者强制对中标志，施工控制网布设则需要以边角网或双导线方式为主。第四，鉴于地铁隧道施工环境稳定性不强，因此在延伸控制导线时，复测阶段应当以定向边为起始点，为测量精度提供准确度保障。在掘进隧道环节，针对地下控制点平面坐标次数，应当在三次以上，同时展开平面联系测量，令隧道保持贯通。第五，若隧道中粉尘较多，环境较差，烟雾浓重，可以开启鼓风机，为隧道测量创造条件。

4 盾构隧道轴线偏差测量控制

如果地铁隧道较长，或者隧道为曲线，应当以设计轴线为基准，将设计中线和实际隧道中心之间的偏差降至最低。通常情况下，隧道轴线平面和高程的允许偏差，应控制在5cm左右。如果偏差在5cm以上，应当通过自动化装置有效预警，起到提示作用;在10cm以上则应第一时间停工，结合现场情况完成掘进方案的制定。实际控制措施，可以以人工测量成型管片姿态、盾构机姿态和盾构机导向系统达到控制效果。具体而言，在盾构始发之前，应当稳定安装反力架和始发架，安装位置应当和设计要求高度相符。为避免盾构机栽头，应当和实际施工场地情况相结合，适当将盾构始发基座和地面之间的距离加大。盾构始发基座在安放时，应当和设计轴线保持一定倾角，通常为0.2%，并以超出隧道中心线2cm的高度控制盾构机前端中心高度。在掘进阶段，应当对轴线偏差进行控制，通过预警机制提示偏差情况。若偏差过大，则需要针对性制定纠偏方案，人工复测之后，保证数据真实性。

结束语：

综上所述，盾构法隧道施工方法在地铁施工中适用性较强，为了提高施工质量，需要重视隧道测量误差控制，令盾构隧道依照设计要求，将误差降至最低，实现施工质量的提升。

参考文献：

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