暗挖法地铁施工控制测量技术研究

摘要：暗挖法相比明挖法对控制测量技术具有更高要求，直接关系到地铁暗挖施工质量和安全。基于此，本文以青岛市地铁1号线工程中山路站项目为例，对暗挖法地铁施工控制测量技术进行了剖析。首先对中山路站工程概况进行了简要介绍，然后重点对该站点施工控制测量技术及其测量施工进行了研究，采用竖井+三角形的测量方法，关联起地下和地上两个部分，并对大量测量数据进行处理和分析得出沉降变化规律，为地铁施工提供安全保障。

关键词：暗挖法；地铁施工；控制测量；研究

文章编号：2095-4085（2024）01-0067-03

0引言

暗挖法是较为常见的地铁施工方式，相比明挖法对控制测量技术具有更高的要求。在暗挖法地铁施工过程中精准测量与反馈有助于合理控制施工沉降，避免塌方等事故发生。地铁施工工程量巨大，并且对施工精度具有较高要求［1］。为了保障地铁施工能够完全匹配施工设计，通常采用周期性测量信息进行科学计算。在进行控制测量时既要统筹全局，也要兼顾局部，要认识到从地面到地下各个测量环节之间存在密切联系，选择科学的测量方法把地面坐标、方位角以及高程等信息准确传递到地下，并将其作为在地下开展控制测量的依据［2］。由于地铁工程在施工过程中面临非常复杂的水文地质条件，特别是在暗挖法模式下，地铁施工面临更多的困难和挑战，这就需要在施工过程中进行非常严格准确的测量检查和标定，只有这样才能够对地铁施工过程中的沉降变形情况进行科学准确分析，保障地铁施工安全。

1工程概况

青岛市地铁1号线工程中山路站主体结构位于胶州路和博山路交叉口到胶州路和聊城路交叉口之间，沿胶州路东西方向布置，为地下两层岛式车站。站位处胶州路路面起伏较大，西端地面标高19.06m，车站东端地面标高24.29m，地面提升高度5.5m左右。车站有效站台中心里程K34+564.000，起讫里程K34+488.500～K34+694.100，总长205.6m，净宽18.5m，拱顶埋深13.4～18.74m，覆岩10.1～18.1m。中山路站结构断面采用单拱双层车站的形式，为标准岛式站台车站。该处道路市政管线密集，车站采用暗挖法施工，绝大部分管线对施工影响较小。

2控制测量技术

在进行测量之前需要严格按照竖井+三角形的测量方法，紧靠竖井短边位置架设稳定性和牢固性较好的钢管，并在其上固定好钢丝，要求钢丝足够平滑，并且不允许出现明显弯折，钢丝固定好之后应该与井壁之间留有一定空隙，相邻钢丝之间的距离需要超过5mm。

2.1地面测量

该地铁项目在施工过程中采用首级GPS测量网控制测量精度，沿着地铁线路方向布设1～2km长的导线，并在GPS测量网络控制下精准布设二级地面精密导线，二级地面精密导线长度控制在240～300m，需要注意的是在二级地面精密导线布设过程中应该避开容易发生沉降的区域。为了保障GPS控制网以及地面导线精度，在具体作业时应该在地铁施工竖井、风道竖井以及出入口位置上方均布设精密导线。基于国家一等和二等水准点，在地面高程控制时将

1200m作为布设距离。同时在施工过程中为了保障限制距离在±9mm之内，需要采用高精度水准仪作为测量仪。为了确保高程统一规范，在测量过程中应该通过往返测量方式进行测量。在对井点位置进行测量时可以采用两种方式：一是在进行测量时让近井点与悬挂钢丝之间距离最小值等于钢丝间隔距离的1.5倍；二是让近井点和钢丝之间的夹角小于1°。为了准确得到近井点位置，需要架设和整平全站仪，首先对位置进行目测，在此基础上打开激光指示功能，对位置进行适当调整，确保相邻钢丝之间激光能够顺利通过，然后打开激光对中器，通过激光指示对近井点位置进行确认。在确认无误之后对井上近井点位置进行测量，结合现场环境以及施工测量要求，将地面精密导线点与近井点构建形成闭合导线之后再进行测量，在对井下近井点位置进行测量时，测量方法以及流程与井上近井点位置测量基本一致，但是地下埋设测量控制点数量应该超过3个，并且地下导线需要超过2条从而获得更多的导线边方位角。

2.2暗挖控制测量

本项目在进行暗挖控制测量时，选择竖井联系三角形测量方法（见图1）。O1和O2分别为两根钢丝，A和D分别为地面控制点；B和C分别为地面三角形与O1、O2两根钢丝的交点；a、b和c分别为地面三角形的三条边长度；α、β和γ分别为地面三角形的三个内角，与三条边a、b和c相对应；a1、b1和c1分别为地下三角形的三条边长度；α1、β1和γ1分别为地下三角形的三个内角；B1和C1分别为地下三角形与O1、O2两根钢丝的交点；A1和D1分别为地下控制点；ω和ω1分别为地上和地下导线起始边的方位角。竖井联系三角形测量方法在具体实施过程中将2根钢丝悬吊在竖井中，然后测量钢丝与近井点之间的距离以及夹角。通过计算得到钢丝的位置坐标以及方位角，然后通过进一步计算可以得到地下导线的位置坐标以及方位角。通过上述计算可以将地铁地上部分与地下部分联系起来，形成一个系统的计算体系［3］。

在对地下导向进行测量时将一级导线精度作为其测量标准。为了保障测量的准确性和可靠性，在地铁暗挖过程中每当挖至关键节点，均需要对地下导向进行测量，通过重复观测保障测量精度，为暗挖施工提供准确数据支持。通常暗挖至全长的30%、全长的60%以及贯通前的80m均为暗挖施工关键节点。同时在施工导线施工延伸之前，有必要对3至5个已有的导线点再次进行测量，有助于保障测量的可靠性［4］。

2.3施工放样测量

选择采用极坐标法进行施工放样测量，将同步线、高程里程桩号以及设计中心线作为施工放样测量的控制线。在进行测量时首先安装激光指向仪，注意其位置必须在地铁中心线上，其主要作用为在挖掘过程中对上下部结构的开挖高程进行控制。为了确保挖掘精度，需要在施工过程中对激光指向仪的坡度和中线进行校准。

2.4高程控制测量

在对地铁竖井高程进行测量之前，按照施工设计需要首先开展临近水准测量，然后在进行竖井高程测量。目前关于竖井高程测量有多种方法，在实际操作中多选择由上到下的高程传递测量方法（见图2）。A点和B点分别为井上和井下高程点；a1和a2分别为井上和井下水准仪距离前点距离；b1和b2分别为井上和井下水准仪距离后点的距离。在具体测量过程中可以通过长钢尺导入到井内来完成竖井高程测量以及坐标同步传递。

3测量施工

3.1基坑开挖施工测量

地铁基坑开挖分层分段开挖，在基坑开挖过程中，围护结构会因为土体卸载而产生竖向和横向变形，基坑开挖前将各横轴线测放于第一道支撑顶面，放样误差控制在10mm以内，以控制下部支撑的平面位置，支撑两端高程差不小于20mm。当基坑挖至距离设计坑底高程30cm位置时，改用人工配合机械修挖、平整坑底，进行垫层施工。

3.2竖井施工测量

竖井施工前，按设计图纸采用极坐标法在地面放样，定出十字线及护桩，以便控制竖井下挖方向。利用竖井附近设置的高程点，控制竖井下挖深度，随时检查核实竖井十字线准确位置、下挖深度以及各部尺寸，确保竖井的设计位置。

3.3风道施工测量

风道施工测量利用竖井的十字线，采用串线法控制风道中线开挖前将隧道中线投影在施工掌子面上，用钢尺、水准仪配合定出拱顶及断面的高程、位置。严格按设计尺寸。采用支距法将断面轮廓线划在掌子面上作为施工依据。采用串线法长度超过要求时，使用全站仪测设风道中线。严格控制中线方向、高程及各部尺寸，使风道准确到达设计位置。

3.4暗挖车站开挖施工测量

由竖井风道进入车站进行暗挖，基于已经布设在风道内的精密导线点以及精密水准点进行施工，为了确保施工准确性，必须对精密导线点以及精密水准点进行复查，在确认无误之后才能够进行使用。同时需要对暗挖车站中线、里程、高程等信息进行核对，然后在施工掌子面上定出施工中线，通过水准仪以及钢尺等仪器明确开挖断面高程，采用支距法在施工掌子面上标出设计横断面轮廓，为开完施工提供指导。

3.5车站结构施工测量

车站结构施工主要包括车站主体结构施工和附属结构施工，车站主体结构由底板、柱、侧墙、梁、中板及顶板等组成，主体结构以外的土建结构一般都划分为附属结构，例如：出入口、联络通道、风道等，对于主体结构而言，其测量精度要求更高。

3.6测量数据分析与反馈

在获得实时测量数据之后应该及时对数据进行整理分析，获得形变随时间变化曲线以及应力随时间变化曲线。为了提高数据利用效率，在数据测量早期便应该对数据进行整理，并利用回归分析等方式来分析数据变化规律。然后结合监控测量管理等级对可能的应力最大值以及应力变化特点进行预测评估，并将数据分析结果及时向施工方和监理方等进行反馈，确保地铁施工项目的安全顺利实施［5-6］。

3.7测量质量控制

为了保障测量质量，合理选择测量仪器的类型和数量，科学布设测量点，在进行测量之前首先需要对地铁项目施工现场进行详细认真踏勘。同时在进行测量时要对仪器架设以及埋设位置、稳定性等进行检查，确保仪器能够稳定准确进行测量，并且不会对挖掘施工产生影响。在进行数据测量过程中，除了保障数据记录以及数据传输的准确性之外，还应该定期对各种测量仪器进行检查和维护，特别是对仪器进行校准。地铁项目现场施工环境复杂，很多因素均可能对仪器稳定性产生影响，因此需要定期对仪器进行校准，确保仪器一直处于良好的工作状态。

4结语

综上所述，测量工作是地铁项目施工中不可或缺的重要环节，准确可靠的测量结果有助于保障地铁项目顺利实施，避免安全事故发生。本文基于青岛市地铁1号线工程中山路站复杂环境下的施工要求，对暗挖过程中控制测量技术进行了系统阐述。在具体测量过程中测量工作人员严格遵循各项操作规范，合理选择测量仪器，并对数据进行及时整理分析，充分发挥控制测量在地铁暗挖施工过程中的重要作用。依据现场测量数据，分析测量所得结果和回归函数，预测地铁施工时变形和应力可能出现的情况，及时调整施工方案和设计参数，有效保证施工安全性，控制了施工对周边环境的影响。

参考文献：

［1］蒋敏卫.关于地铁工程测量的控制要点分析［J］.科技创新与应用，2023，13（2）：100-102，106.

［2］王虎.暗挖法地铁施工测量技术研究［J］.辽宁省交通高等专科学校学报，2022，24（3）：19-21.

［3］赵沛.平面联系三角形测量在地铁暗挖隧道中的应用［J］.智能城市，2020，6（4）：166-167.

［4］许赫.暗挖法地铁施工测量技术研究［J］.现代城市轨道交通，2022（2）：61-64.

［5］寇鼎涛，姜潇.浅埋暗挖法地铁隧道下穿构筑物变形控制研究［J］.市政技术，2020，38（6）：199-203.

［6］宋达.联系测量在地铁工程中的应用探讨［J］.建材与装饰，2020（10）：231-232.