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地铁盾构控制测量技术孙立安

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：孙立安

[导读] 摘要：经济社会的快速发展推动了城市化的进程，在城市建设过程中，交通体系的作用是不言而喻的。

        中铁十九局集团轨道交通工程有限公司北京市 101300
        摘要：经济社会的快速发展推动了城市化的进程，在城市建设过程中，交通体系的作用是不言而喻的。当前，越来越多的城市开始建设地铁工程，而盾构法作为地铁建设的重要工法，应用非常广泛。盾构施工过程中的测量工作是确保地铁隧道贯通的关键项目，为确保盾构掘进能够严格依照设计标准施工，合理控制误差，针对地铁盾构施工中的每一步工作进行有效的测量，保证地铁工程建设成效。论文介绍了盾构施工及测量情况，分析了施工前、中、后地铁盾构测量应用。
        关键词：地铁；盾构施工；控制测量
        引言
        围绕盾构控制测量技术展开探讨，覆盖标准车站模式、始发车站模式、区间通视等多种施工工况，具体内容包含地面控制测量、地下控制测量等，同时提出在强制对中观测墩、极限控制、整体平差等方面的测控技术要点，为给类似工程提供参考，提高施工控制测量水平，助力地铁工程的发展。
        1地铁施工测量安全的影响因素
        我国城市地铁隧道的建设主要包括城市地铁站和地铁线路建设段的隧道建设两部分。我国城市车站和地铁的施工安全包括基本意义的两个主要方面。一方面，根据隧道施工设计的要求，是否可以在指定的隧道施工地点成功穿入城市地铁站和隧道工程；一方面，由于在隧道施工过程中进行地下开挖，可能会扰乱岩土的变形，引起岩土的变形，但也可能影响地铁和地下的主体结构。隧道施工以及建筑物周围的地面，重要的管道，地面道路和其他岩土体会引起垂直或水平方向的移动和沉降，从而影响隧道施工周围环境的安全。地铁隧道施工贯通控制测量安全的控制技术主要是指地铁隧道的安全贯通控制测量的技术，安全的贯通控制技术保证了地铁工程中隧道施工控制测量的安全。通过地面控制测量、竖井联系测量和区间地铁隧道的施工这三个控制点的测量直接影响隧道施工测量的精度和误差，它限制了地铁隧道安全穿透的测量精度，这是影响地铁隧道建设的三个主要因素。地面施工控制点的测量工作主要是运用于隧道和城市地铁工程的车站和明挖区间的隧道施工，通过对地面的控制点可以实现对地铁车站内每个隧道施工关键点的监测和放样，同时把控制了区间隧道控制中线的放置，测量的方位角和精确度误差问题由暗挖区间地面施工控制点的测量误差共同决定。地铁工程暗挖区间的测量在施工中最重要的一项工作就是要通过统一确定地面和地下的暗挖高程坐标、方位角和暗挖高程，确保整个地铁施工暗挖区间地面和地下两部分之间实现标准的测量信息链接和管理信息统一。
        2地铁盾构测量方法的应用
        2.1地面测量控制
        地铁盾构施工前，建设单位需要委托测量控制单位，按照要求布设和测量地面施工控制网，其中，地面平面施工控制网需要根据精密导线相关技术要求，地面高程施工控制网需要根据地铁工程线路形状布设。在地面施工控制网布设完成后，建设单位要组织专家对测量成果进行专门验收，确保地面测量控制网精度满足设计标准要求。施工单位进场后，建设单位要组织测量控制单位为施工单位进行交桩，施工单位对地面施工控制网复测，复核结果确认无误后报送监理单位，经三方复核全部无误后报送建设单位备案。
        2.2盾构区间控制测量技术
        受现场条件的限制，盾构区间隧道平面控制网设置是较为合适的是设成导线的方式，此时应注重对导线测回数以及仪器等级的控制，要求其必须高于精密导线。以线路中线为基准，尽可能沿着该处依次布设隧道导线，边长应尽可能达到等边的效果，否则易出现长短边相接的情况。后续伴有沉降等问题，需重测隧道内控制网。对于导线边长偏短的情况，施工期间应高度注重对曲线段的测控，需执行对中操作，以便有效提高仪器运行的可靠性，保证所得结果的精确性。

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及时同车站底板控制点进行整体平差，此项操作在每完成一次测量后均要执行一次，完整记录期间产生的各项测量结果，分别对其执行加权平差操作。对于现场联系测量条件欠佳的区域或遇到区间隧道长度偏大的情况，此时可使用陀螺经纬仪，具体操作区域应设置在隧道1/2和3/4处。在该仪器的作用下可以精准确定真北方向，进一步得到各测站的大地方向角，全程稳定可靠，现场环境对其并不会产生任何影响，所形成的真北方向定位误差可以得到有效控制，该误差不会发生累积，可根据实际需求及时修正测量成果，为盾构机到站提供了重要的帮助。
        2.3地铁施工竖井联系测量技术的应用
        竖井钢丝联系测量将地面的坐标系通过钢丝传递到地下，，让地上及地下通过钢丝传递具有相同的坐标子系统。在轨道交通车站兴建的过程中，当车站预留盾构口施工时，应将地面的坐标方位角传送到车站的盾构始发井下，再把中心线数据资料输入盾构系统，以便于指导始发井盾构施工。另一方面传送到井下的方位角及输入的中线资料来指导始发井盾构隧道施工的一个重要起算数据资料传递成果的真实性、准确度的高低直接关系到始发井隧道的施工顶进速度以及方向，关系着隧道施工的安全。竖井钢丝联系测量是在联接地上与地下的前提条件下，以地面导线附合在近井点的坐标方为主要测量依据，井下近井控制点以地面导线附和在近井点运用合理的测量方法将竖井地面点的坐标方位传送到地下去。井上近井点的坐标方位角的偏差将致使地下近井导线各边的坐标方位角偏差不会偏向同一个误差值，由此直接引起地下近井导线各个点的坐标点位偏差将随地下近井导线的延长而是逐步增加。所以，怎么样控制或是有效地减轻此坐标点位偏差的发生以及传播，直接的影响关系到了施工竖井紧密联系测量的安全。
        2.4测量机器人技术的应用
        测量的机器人，一种智能型的电子地铁安全站仪，能够有效的代替了机器人进行对地铁测量和施工路线图测量的工作，它可以自动进行搜索、跟踪和自动识别，还甚至可以对所需要服务目标的影像进行准确的照射，以快速的取得所需要的角度、距离、三维坐标和地平线影像等的信息和材料，通过把地铁进行测量和绘制的机器人在地铁的工程中广泛进行了使用，有效的提升了地铁工程测量的准确性和工作效率，测量数据进行了有机融合。通过测量的机器人在对地铁的施工过程中的广泛运用，可以有效的提高了测量过程中数据采集和处理的效率和能力，确保了测量过程中数据的完整和准确性，提升了地铁的施工测量和放样的数据处理效率和测量精准度，降低了数据误差。
        2.5贯通后的测量控制
        地铁盾构施工完成隧道贯通工作后，现场土建施工单位要及时进行对施工中线、限界、贯通情况的测量，并针对测量结果与设计要求进行对比、分析，自行检查合格后报送相关监理单位进行审查、复核，确认无误后，安排测量控制单位进行复测，确保盾构施工能够满足标准规范及设计要求，经正式审查无误后安排测量控制单位出具复测报告，然后向建设方备案。
        结语
        地铁工程中盾构施工测量对实际建设具有非常大的影响，必须结合施工区域的具体环境、特点，在不同阶段做好盾构测量工作，建立有效的复核制度，对盾构施工测量成果进行监督、核验，确保真实、准确、可靠，为地铁盾构施工提供强有力保障。
        参考文献：
        [1]王晓军.城市地铁盾构施工关键技术及要注意的若干问题[J].建材与装饰，2018（36）：246-247.
        [2]高帅，刘瑞敏.地铁隧道工程盾构施工的测量管理模式探讨[J].山东工业技术，2018（12）：105-106.
        [3]方江华.城市地铁盾构施工测量技术[C]//2021中国盾构技术学术研讨会论文集.北京盾构机专业委员会，《市政技术》编辑部，2021.