浅析地铁隧道施工测量

石云庭  李盛金

中国水利水电第三工程局有限公司，陕西 西安 710000

摘要：地铁隧道建设是地铁建设的重点，为了能保证地铁施工的顺利进行，要提高地铁测量的精度，完善施工测量过程，对测量结果进行仔细核查校对，提高施工测量人员的专业素质，减少整个测量工作中的人为失误，并在发现测量结果有误时及时进行调整和复查，减少在地铁建设中的时间和经济上的损失。作为施工单位应明确质量是生存的保证，没有高质量就没有高速度、高效益，要从施工初期开始就坚定不移地贯彻创“优良工程”的思想。笔者通过多年工作实践和对《铁路隧道设计规范》的理解，详细的阐述了铁路隧道施工的质量控制。地下工程测量是大型工程设施建设的一项基本工作，其方法的选择、程序的控制及精度的提高一直都是关乎建设项目精确定位的关键因素，这项工作无论是在前期设计，还是后期实施过程中，都务必要结合施工现场的实际条件和工程状况，合理地确定测量的方法、程序控制方法以及控制测量与施工放样之间的关系和精度的估算工作，使得整个实施过程既能满足施工作业位置准确的要求，又能实现整体工程成本的经济合理，从而能够有效地将工程建设基础测量工作不断地推向更广阔的发展空间。

关键词：地铁隧道施工；测量控制；重点与难点

引言

近些年,由于我国市场经济的快速发展和城市化建设进程的加快,人们生活的水平在逐年的提高和完善,运输方式在变化,我们出行的交通问题越来越严重。为了有效应对与解决突出的问题和城市交通拥挤的状况,满足现代人们逐渐增长的交通出行的需要,城市的地铁基础工程的建设得到了蓬勃发展。城市地铁的施工设计和测量的工作一直是城市地铁基础工程建设的重要环节，测量技术的应用研究是地铁工程施工与运行安全的重要保证。

1联系测量

在施工中有一项很重要的工作就是以井上、井下联系三角形几何定向方法控制平面，联系三角形定向是用3根钢丝来传递坐标和方位，在具体实施时悬挂3 根钢丝，在平面上钢丝绳与井上、井下的观测台组成两个直伸三角形。在布设时使三角形长短边之比值至少大于2.5倍，而a:b则不应大于1.5倍，同时O2，O3点也不宜离仪器过近。三角形中a角应大于2°，钢丝末端悬挂垂球，为防止钢丝晃动影响观测，将垂球浸在盛满油的油桶内，并且垂球不得与油桶接触。观测时井上、井下联接角及联系三角形观测要求以2台2s 级的全站仪往返测边，测角要求9测回，归零观测、测回差≤9″（最大角与最小角差值），2C差≤13″（正镜与倒镜差值），归零差≤6″，测边要求正倒境各4次，观测平均值比较差应小于3mm。联系三角形边长测量采用在钢丝上贴反射片，用对边模式来测边，每次独立测量3次，这3个数据间每次较差≤3mm，并在测边时考虑井上与井下的温度，计算边长改正。以上测量数据分为两组，每组数据包括1个井上方位、4个连接角、5条边长。对三角形解算时，利用三角形闭合差的条件，用简单平差来计算，求得井下方位与井下控制点坐标。再对另一组数据进行如上计算，求得的方位和坐标与第一组的进行检核。每次独立定向测量的成果应该满足方位角较差≤12″，点位较差≤20mm。在几何定向的同时应该对井下控制导线进行复核。井下施工导线精度较低、边长较短作为一般工作导线，井下控制导线是作为施工首级控制，用来准确指导掘进方向的边长较长、精度较高的导线，应与每次几何定向配合同步进行井下导线复测，重新计算导线点，并将定向所得的方位传至隧道内最新设置的测量台，修正施工导线的偏差。观测时仪器应采取强制对中，其测量规范采用与井上放样测量相同的规定。

2浅析地铁隧道施工测量

2.1 地铁施工地面控制测量技术的应用

地铁线路施工时,应根据城市轨道交通的线路与实际工程设计的要求和现场的情况合理确定城市轨道平面导线控制网的大小、形状和点位分布,可以直接依据城市轨道交通的实际规划线路设置隧道全面网,同时也可以根据城市轨道交通的实际线路形状设置单独的导线控制网。当前,城市隧道和地铁线路施工的隧道地面导线控制基本采用了 GPS 卫星定位控制网技术, 地铁工程隧道施工前为进行地面导线控制网的测量所需要布设的控制网通常可以被称作三网,包括精密导线GPS网、精密导线水准点网、精密导线水准网。在修建地铁隧道之前，要建立三网，并建立测量和维护地铁隧道三网的建设基准。接着在地铁的建设过程中，隧道的建设将对其周围环境产生影响，这就有破坏三网布设的精密导线GPS点、导线点和精密水准控制点的可能性。为了有效地保证其精确性，有必要对三网的基期数据资料展开定期以及全面的保护以及重新测验。将测验结果与网络平台建立结果展开比较。假如数据资料的变化能迎合地铁隧道建设的要求，则可以连续使用；假使三网合理布局的基准控制点原始数据的变化大大小于了地铁隧道建设的要求，亦三网络平台应该及时采用其余保护及观测保护措施。

2.2洞内平面控制网网型设计

隧道控制测量由于洞内观测条件的限制，目前通常采用全站仪进行导线网测量。测量前需先进行导线网型规划，再进行导线测量精度理论误差计算，导线点的布设需根据隧道的长度、各缓和曲线圆曲线半径及隧道断面宽度进行边长优化。一般隧道长度越长，导线边也越长，导线网选择边长对减小横向贯通误差非常有利（考虑到洞内观测视线情况，边长不宜超过300m，且前后视边长差不宜大于1.5倍）。根据项目配置的仪器等级（一般要求进洞测量仪器精度不低于1），计算洞内导线测角要达到的测角中误差，确定所需观测回数（规范上也有相关的测回数要求，观测精度不能低于规范要求）。直线隧道的横向贯通误差，理论上只受测角误差影响，而曲线隧道的横向贯通误差则受测边、测角误差的联合影响。洞内高程测量误差较小，可按规范要求正常开展。

2.3贯通测量的具体内容

随隧道施工的持续推进，取100～150m、400～500m、1500、2800m、3000m及3300m处，在同一基线边上组织联系测量，共测量6次，及时采集数据并计算其平均值，作为贯通的基线方向。风井控制网测量环节，应充分考虑到联系测量投测点与地面控制网严密平差情况。在此基础上创建风井内部控制网，每完成一次测量作业后均及时更新坐标及高程。在确定测量结果后，完成始发洞门的测量放样工作。区间盾构隧道控制测量环节，应在洞内设置主副导线。考虑到难以一次测完的情况，需在掘进一段距离后随即增设新点，通常采取每掘进100～150m便设一个新点的方式。出于减小误差并保证导线精度的目标，在完成新点的埋设作业后，应从导线的起点处开始复测。地下导线的复测需根据开挖实际情况而定，若开挖至距离贯通面15m、200m时，分别组织一次复测。

结语

随着地铁的不断延伸发展，隧道已得到广泛，在隧道施工中会持续遇到新的问题，尤其是贯通前后的测量过程控制。测量误差的控制，精度估算及测量方案选择是保证隧道顺利贯通先决条件。隧道工程，测量精度指标的要求比较高，对施工单位而言，洞内控制测量精度的高低直接影响到贯通的精度，为保证隧道测量的精度在范围内，在未贯通前应对测量成果进行精度估算，并采取相应的测量方案。地铁隧道施工中及时开挖横洞，利用横洞增设闭合环，虽然增加了测设工作量，并对隧道开挖工序和进度有了更高的要求，但增加了检核条件，对隧道横向贯通误差的控制有显著的作用，提高了长大隧道控制测量的精度和准确性。

参考文献

[1]铁建设[2005]160号文.客运专线铁路隧道工程施工质量验收暂行标准160号文[S].

[2]中铁一局.TZ214-2005客运专线铁路隧道工程施工技术指南（报批稿）[S].北京：中国铁道出版社，2005.