地铁盾构测量方法的应用研究刍议

陈冬

（中铁二局集团有限公司城通公司，成都 610500）

1 引言

我国城市化程度不断加深，城市人口总量突破百万、千万的更是越来越多，这就导致城市交通压力越来越大。为解决这方面的矛盾，地铁工程的建设总量日渐提升，相较于其他交通形式，地铁运量大、效率高、能耗低、安全舒适，可以有效缓解公共交通问题。而且地铁建设已经成为各大城市展示城市化建设程度及高新技术应用的重要标志【1】。

2 盾构法概述

盾构法是一类较为先进的隧道建设技术，相较于其他技术工艺，盾构施工所造成的地表沉降问题、环境问题都是最小的，在当前地铁工程建设期间的应用较为广泛。地铁盾构施工测量是为了保证盾构掘进施工、管片拼装依照工程设计要求而开展的测量工作，主要内容包括地面控制测量、地下控制测量、联系测量、掘进施工测量、贯通测量等几方面内容。盾构施工测量工作需要贯穿地铁工程建设的全过程，才能最终保证地铁隧道能够顺利贯通。

3 地铁盾构测量方法的应用

3.1 施工前的测量

3.1.1 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】。

3.1.2 复核设计数据

地铁隧道开工前，要对图纸进行审查，现场测量人员要结合设计图纸计算出盾构机掘进轴线的三维坐标，然后自行进行核查，检查无误后及时报送监理单位、测量控制单位，经各方确认的轴线坐标数据需向各方进行交付，作为后续施工检查的参考依据。

3.1.3 录入并验收设计数据

在地铁隧道中线坐标计算完成后，施工单位需要将计算结果录入到盾构机当中，在录入过程中需要联系建设单位、建立单位、测量控制单位、施工单位共同进行监督、操作，录入完成后进行检查、确认，无误后由各参与方进行签字确议，并拍照备查。

3.2 施工中的测量

3.2.1 地下测量控制

盾构施工的地下测量控制工作需要在隧道当中建立相应的测量控制网，该控制网是各项盾构测量工作的基础。盾构施工测量控制当中包含了地下高程测量控制、地下平面测量控制。地下高程测量控制主要是通过联系测量将传递至地下的水准点作为地下高程的起算点，然后通过水准测量，沿隧道掘进方向布设水准点，确定设备、隧道竖直方向关系、位置。地下高程测量控制主要采用二等水准测量法，在隧道当中间隔200m 的地板点或边墙埋设高程控制点，或利用地下导线点标志作为高程控制点【3】。

地下平面测量控制多采用交叉导线或支导线形式，其中，导线点多埋设在隧道结构边墙，然后在边墙上设置观测台，观测台同时具有强制仪器归心的装置。施工单位在安装观测台时，要严格依照标准进行选材及操作，在安装完成后要检查观测台的平稳性、可靠性。根据GB/T 50308—2017《城市轨道交通工程测量规范》中的要求，在隧道直线段每150m 位置设置导线控制点、曲线段每60m 以上位置设置导线控制点。导线控制点可以根据四等导线技术要求确定，在进行延伸施工导线控制测量之前，要对该点位前的3 个导线控制点进行检测，确保无误后才能进行延伸。施工单位完成导线控制点的测量及确认工作后，需要报送监理单位进行现场审核、复查，并联系测量控制单位进行复测，无问题的情况下出具复测报告，交由建设单位进行备案。

3.2.2 盾构机始发测量控制

在盾构机投入施工前，施工单位需要向建设单位进行申报，建设单位需要组织设计单位、监理单位、测量控制单位，会同施工单位验收盾构机始发条件，以便掌握盾构基座、反力架、预留洞门钢圈等部分的测量结果，确保满足设计标准及规范要求，多方确认无误后才能签署验收意见，然后由施工单位组织盾构机始发。

3.2.3 掘进测量控制

地铁盾构掘进施工期间，每间隔一定施工距离，施工单位必须及时进行盾构机实时姿态、盾构管片姿态测量复核，所获取的测量结果与盾构掘进轴线进行比对，掌握实际施工过程中存在的偏差，以便在后续盾构施工中及时进行纠偏。一般情况下，盾构施工每推进80 环，就要对成形管片轴线进行测量，并将测量结果进行上报，由测量控制单位、监理单位进行审查、备案。每推进240 环，测量控制单位要对隧道内导向控制点进行复测，然后将测量结果上报给监理单位、施工单位进行复查，完成后由业主进行备案。

3.2.4 联系测量控制

实际盾构施工过程中可以采用钢尺导入法进行高程传递，将地面水准点高程传递到地下施工区域。在此期间要进行3 次高程传递，与竖井同步进行定位，传递测量过程中要保证互差满足限差标准要求。钢尺导入法具体操作如下：将钢尺悬在支架上，零端挂重锤垂至井下，重锤重量要满足检定拉力要求。

根据二等水准测量技术将地面高程传递到近井水准点，然后对地上、地下2 台水准仪进行读取，获取地上、地下水准仪的水准尺读数、钢尺读数，反复进行3 次独立测量，不同测回过程中要及时调整仪器高度，3 次独立测量高差要保持在3mm 之内。观测过程中还要对地上、地下测量区域的温度进行检测，相应的高差数据要结合温度、尺长等参数进行修正。

对于竖井的定向工作目的是为了将地上、地下的平面直角坐标系进行统一。在地铁隧道贯通之前要开展3 次以上的联系测量工作，确定地下起始点、起始边在地面平面直角坐标系中的坐标、方位角等参数，在地铁隧道当中建立支导线，地下起始边、方位角的误差会随与各点距离增加而增大。

两井定向法通过增大2 根钢丝间距投向误差，提高起始边方位角的测量精度。

3.3 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。

4 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。