地铁隧道联系测量的工程实践

地铁隧道联系测量的工程实践

杨小敏

中煤第三建设（集团）有限责任公司市政工程分公司安徽省合肥市230000

摘要：盾构法施工具有对地面交通影响小、高效、环保等优点，逐渐为城市地铁广泛采用。联系测量是保障盾构施工的最关键工作之一。根据地铁盾构法隧道掘进距离长和贯通精度要求高的特点，，按照工程测量误差不等精度分配原则，对贯通误差进行合理的配赋，有效保证了长区间地铁隧道的准确贯通，从而验证了所采用测量控制方法。

关键词：地铁；盾构；联系测量。

盾构法施工具有对地面交通影响小、高效、环保等优点，逐渐为城市地铁广泛采用。联系测量是盾构工程测量中最为复杂的一个环节，包括地面趋近导线测量、趋近水准测量、通过竖井、斜井通道实现坐标传递的平面联系测量和高程传递测量以及地下趋近导线测量、地下趋近水准测量。平面联系测量是盾构工程测量中最为重要的环节之一，是盾构工程测量中承上启下的关键。。

一、长区间盾构法施工地铁隧道测量内容和误差配赋

1、测量内容。盾构地铁隧道施工方法是：两端用竖井与地面沟通，盾构在出洞口竖井拼装后开始单向掘进，到另一端竖井口进洞，完成隧道掘进。测量工作是盾构法施工的重要组成部分，可为工程施工提供准确的定位信息，实时监控量测隧道相关变化量及周围构筑物、管线等的变化，为工程施工提供必要的测量数据；根据测量数据适当调整作业进度和措施方法，保证工程顺利进行，确保施工安全。

2、贯通误差的配赋分析。施工测量的主要工作是标定和检查施工中线，测设坡度和放样建筑物。测量是施工的导向，是确保工程质量的前提和基础。地铁隧道属于地下工程施工，施工测量的施测环境和条件复杂。隧道贯通误差一般指横向、纵向和高程三个方面的误差。由于纵向贯通误差只对线路长度略有改变，对贯通的意义不大，实际工作中不考虑其影响；由于地面高程控制测量采用介于二等和三等水准之间的精密水准测量，高程贯通误差的来源主要在高程联系测量中，故高程贯通误差容易控制；实际工作中重点关注横向贯通误差的影响。

（1）影响横向贯通的误差来源。隧道贯通的误差来源：地面控制测量误差、趋近导线测量误差、竖井联系测量误差、盾构进出洞门中心坐标测量误差、地下导线测量误差、盾构姿态的定位误差。

（2）横向贯通误差的配赋分析。根据盾构法施工和掘进区间较长的特点，为了提高贯通精度，设计出一套比较简洁高效的测量方法。首先，地面平面控制测量采用GPS测量方法，地面高程控制测量采用精密水准测量方法；其次，考虑到竖井联系测量环节的测量误差较大，在竖井内设置了强制归心导线点，将趋近导线和竖井联系测量统一采用精密导线测量方法，从而有效地规避了竖井联系测量环节误差较大的风险。地下导线测量也采用精密导线测量的方法，全部地下导线点均采用强制归心标志。根据以上测量控制设计，在进行横向贯通误差配赋时，主要按照地面GPS控制测量、联系精密导线测量、地下精密导线测量三部分不等精度来考虑。

二、长区间盾构法施工地铁隧道的测量控制方法

纵观盾构机从出洞到进洞的整个掘进过程，最易出现问题的地方主要体现在下面几个关键阶段，采取了不同的测量方法满足其精度要求。由于刚掘进完的隧道易受衬砌本身自重、注浆效果及周围环境的影响而不断发生偏移，并且不易被察觉，从而设在隧道壁边及顶部的导线点位置也发生了变化。引测导线点时，必须对前三导线点进行检核，并在隧道掘进至50m、100—150m及隧道2／3时，均需进行全线定向复测。距盾构贯通150～200m左右的测量：这是最后的关键阶段，此时的测量准确与否关系到盾构机能否顺利进洞，也是确保盾构机在盾构姿态偏差不大情况下，能够采取调整措施的最后机会。

1、首级测量控制网的检测限差及其复测。施工首级控制网是隧道贯通的依据。受施工、地基沉降及其他外界因素等影响，有些点可能发生变化。为满足盾构施工的需要，GPS高级控制点（GPS32321、GPS32331、GPS3241、GPS325），精密水准点（BM2065（深标）、BM2064、BM20631、BM20621）进行周期性复测，检测限差如表所示。

（1）平面控制测量复测精度要求：最弱点的点位中误差≤±12mm，相邻点的相对点位中误差≤±10mm，最弱边的相对中误差≤1／90000。

（2）高程控制测量复测精度要求：按二等水准精度要求施测，每公里水准测量的偶然中误差≤±1mm，全中误差≤±12mm。

2、趋近（联系）测量。在施工首级控制网检测无误后，依据检测的控制点进行施工控制网加密，在加密精密导线的基础上进行联系测量。施工控制网的加密分平面和高程两方面内容。

（1）平面控制网加密趋近测量。通常地面精密导线的密度及数量都不能满足施工测量的要求，应根据现场的实际情况，进一步加密施工控制网，以满足施工放样、竖井联系测量、隧道贯通测量的需要。平面控制网采用Ⅱ级全站仪进行测量，测角8测回，测边往返观测各4测回，用严密平差进行数据处理，点位中误差小于±10mm。地面趋近导线应附合在精密导线点上。近井点与GPS点或精密导线点通视，并应使定向具有最有利的图形。

（2）施工高程控制网加密趋近测量。根据实际情况，将高程控制点引入施工现场，并沿线路走向加密高程控制点。水准基点必须布设在沉降影响区域外且保证稳定。水准测量采用精密水准测量方法和要求进行施测。测段间往返观测。视线长度不大于60m，前后视距差不大于1m，累计前后视距差不大于3m，严格按照规范规定操作。本次水准测量使用的仪器为经检定合格的蔡司DINI12电子水准仪及配套因瓦条码尺，标称精度为0.3mm／km。

（3）联系测量。联系测量是连接地上与地下的一项重要工作。为提高地下控制测量精度，保证隧道准确贯通，应根据工程施工进度进行多次复测，复测次数应随贯通距离增加而增加。本工程中采取了在隧道掘进100～150m、隧道1／3、旁通道、隧道的2／3、距贯通面50～100m处，分别进行一次定向和导入高程的测量工作。根据实测情况，可相应加大测量频率。竖井定向测量：从地面向地下，采用导线测量的方法进行定向，其垂直角以小于20。进行控制。方向传递精度≤±2，坐标传递精度≤±2mm，采用目前较先进的徕卡702全站仪进行测设。高程传递测量：通过竖井，采用长钢卷尺导入法把高程传递至井下，向地下传递高程的次数，与坐标传递同步进行。经竖井传递高程采用悬吊钢尺，井上和井下两台水准仪同时观测读数，每次错动钢尺3～5cm，施测3次；高差较差不大于3mm时，取平均值使用。地下施工水准测量可采用S3水准仪和5m塔尺进行往返观i贝0，其闭合差应在±20mm之内。

3、贯通误差测量和中线调整。隧道贯通前50～100In，须进行施工控制导线的全线复测，直至保证隧道贯通。贯通后，应进行横向贯通误差、纵向贯通误差测量。隧道贯通后，地下导线由支导线与另一端基线边联成附合导线，水准测设也变成了附合水准。当闭合差不超过限差规定时，进行平差计算，按导线点平差后的坐标值调整线路中线点。调整后再进行中线点的检测，直线夹角不符值小于6”，曲线上折角互差小于7”。高程亦要用平差后的成果。随后，新成果将作为净空测量、调整中线的起始数据。

对盾构法长区间地铁隧道施工测量方法进行了探讨，经过对贯通测量误差进行合理配赋，成功完成了工程的实际贯通要求。工程实践表明，对于盾构法掘进施工的地铁隧道测量来说，实际测量工作中必须充分考虑地质条件、隧道间相互扰动、隧道沉降等外界条件对贯通测量的影响。

参考文献：

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[3]秦长利.浅谈地下铁道工程测量工作的现状和展望[J].铁路航测，2013（4）：30-34