劉國衛(wèi)

0 引言

根據(jù)相關(guān)的統(tǒng)計,中國的地鐵每年在建里程超過200 km。地鐵車站的進度對線路施工有直接影響,而測量工作對工程的施工起到很重要的作用。本文結(jié)合筆者參建的成都地鐵2號線東洪路站,對地鐵車站修建測量方法進行探討,為類似地鐵車站提供借鑒。

1 工程概況

成都地鐵2號線一期工程,線路為東西走向,西起三環(huán)路外側(cè)成灌客運站,東止于繞城高速內(nèi)側(cè)的經(jīng)濟干部管理學(xué)院,線路全長約23 km,設(shè)車站20座。

東洪路車站是一座中間車站,車站位于成都市東邊的東洪路與陵川路交叉口東側(cè),車站呈南北走向,車站所處位置現(xiàn)在為一個汽車修配廠和一個起伏較大高差為2.4 m左右的臺地,臺地上為果樹林和菜地。車站為地下2層標(biāo)準的島式明挖車站,車站的北端為盾構(gòu)始發(fā),南端為盾構(gòu)吊出。車站主體建筑面積6 960 m2,附屬建筑面積1 721 m2,島式站臺寬度10 m,從 YCK41+494.35～YCK41+671.15,車站主體全長176.8 m。車站中心里程處頂板設(shè)計覆土厚度為3.1 m,車站起點里程處頂板設(shè)計覆土厚度為1.7 m,車站終點里程處頂板設(shè)計覆土厚度為4 m,車站主體結(jié)構(gòu)標(biāo)準斷面采用兩跨箱形框架結(jié)構(gòu)。車站結(jié)構(gòu)橫向凈跨18.7 m(不含內(nèi)襯墻厚度),底板采用厚板結(jié)構(gòu),柱網(wǎng)結(jié)合建筑布局條件設(shè)置。車站頂板、底板、梁、側(cè)墻的混凝土抗?jié)B等級均為S8,圍護結(jié)構(gòu)、頂板、底板、梁、內(nèi)襯墻內(nèi)外側(cè)均使用C30混凝土;鋼筋混凝土中柱采用C40混凝土。車站主體基坑開挖深度16.57 m,開挖寬度20.7 m,圍護結(jié)構(gòu)采用人工挖孔樁+3道鋼支撐的支護形式,人工挖孔樁長20.571 m,進入坑底深度為3.5 m,樁間擋土采用掛網(wǎng)噴射混凝土。

2 車站測設(shè)實例

根據(jù)規(guī)范的測量要求,按照附合或者閉合導(dǎo)線(水準)網(wǎng),在接樁15 d內(nèi)完成管界內(nèi)以兩站一區(qū)間為一單位進行復(fù)測并將復(fù)測成果報告上報給監(jiān)理單位審批,同時上報車站的測量方案。

本車站附近的基準點都在居民樓的樓頂或者公路的兩側(cè),復(fù)測工作可以選擇在夜間車流、人流稀少的情況下進行,相對外界干擾少。

控制測量分為地面控制測量、聯(lián)系測量、地下控制測量?？刂茰y量需要分別進行平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)的復(fù)測和加密。

2.1 地面控制測量

1)地面控制測量主要維護施工期間地面的平面、高程主控制網(wǎng)完整,維護其可靠、可用;為了施工方便加密地面控制點(包括地面工程、明挖工程的地面中樁)并維持其可靠、可用。

本車站長度為178.6 m,測量組根據(jù)場地布置和進度情況,隨時進行地面平面和高程網(wǎng)的加密工作,先后分幾次以首級控制網(wǎng)為基準按照精密導(dǎo)線(二等水準測量)的要求布設(shè)SF-1～SF-9 9個導(dǎo)線點和SF-1,DTSⅡ001 2個水準點,為車站基坑土方開挖、車站主體圍護結(jié)構(gòu)的施工、車站主體的部分施工和其他施工提供細部測量放樣保證。地面控制網(wǎng)要根據(jù)工程進度進行不定期的復(fù)核檢查。

2)主要觀測方法及精度:

a.每個測站用全圓法進行觀測,左右角平均值之和與360°的較差應(yīng)小于4″,每測站觀測6個測回。

b.水平角觀測遇到長、短邊需要調(diào)焦時,盤右長邊不調(diào)焦,盤左短邊調(diào)焦;盤左短邊不調(diào)焦的觀測順序進行觀測,宜采用同一方向正倒鏡同時觀測法,此時一個測回中不同方向可不考慮2C較差的限差。

c.精密導(dǎo)線的邊長往返觀測各兩個測回,每測回間應(yīng)重新照準目標(biāo),每測回應(yīng)3次讀數(shù),往返測兩個測回平均較差應(yīng)小于4 mm。

d.水平角觀測一測回內(nèi)2C較差,Ⅰ級全站儀為9″,Ⅱ級全站儀為13″。同一方向各測回較差,Ⅰ級全站儀為6″,Ⅱ級全站儀為9″。對于測量成果應(yīng)進行平差計算,合格后方可應(yīng)用。

e.對于精密導(dǎo)線點宜在9:00～12:00,15:00～18:00進行,其最佳時間是在大氣穩(wěn)定的陰天進行,測量工作開展前需要進行氣象、溫度等全站儀的常規(guī)常數(shù)改正,保證測量的精度。

f.精密水準測量的觀測方法如下:

作業(yè)前應(yīng)對儀器設(shè)備進行常規(guī)檢查,二等水準測量儀器的 i角不大于20″。往測:奇數(shù)站上為:后→前→前→后;偶數(shù)站上為:前→后→后→前。返測:奇數(shù)站上為:前→后→后→前;偶數(shù)站上為:后→前→前→后。

由往測轉(zhuǎn)向返測時,兩根標(biāo)尺必須互換位置,并重新整置儀器,宜在上午或下午進行,也可夜間觀測。

精密水準測量觀測的技術(shù)要求見表1。

表1 水準觀測的視線長度、視距差、視線高度的要求 m

2.2 聯(lián)系測量

東洪路站采用明挖順筑法施工,開挖深度約16.5 m,車站在施工完第一塊底板后、至整個車站長度的1/2處及車站底板結(jié)構(gòu)完工時應(yīng)進行地下加密控制點,地下水準點的引測,一般在底板上布置三組導(dǎo)線點和2個～3個水準點,作為主體控制和盾構(gòu)始發(fā)的基準方向控制線。

1)導(dǎo)線引測。

根據(jù)工程進度和相關(guān)的規(guī)定,分別在第一塊主體底板施工結(jié)束后,按照閉合導(dǎo)線或附合導(dǎo)線的測設(shè)辦法,在底板上分別引測SF-12,SF-13一組點位,由于車站寬度的限值兩個點位橫向間距很小,須分別單獨建網(wǎng)引測并平差;以此類推在車站跨中和最后一塊地板施工中分別傳遞SF-14,SF-15,SF-16,SF-17兩組點位。

車站為兩層布置,按照此布點方式在中板上可以布設(shè)相同的三組點位控制車站主體施工。

東洪路站聯(lián)系測量從地面向地下采用導(dǎo)線測量的方法進行定向,導(dǎo)線測量垂直角控制應(yīng)小于30°。導(dǎo)線定向的距離測量必須進行對向觀測。具體的導(dǎo)線布網(wǎng)測量方法和地面控制測量基本相同。為了避免對點誤差的影響,在基坑頂部左右兩側(cè)已經(jīng)施工的冠梁上,直接使用角鋼加工強制對中器兩個,傳遞導(dǎo)線坐標(biāo)。為減小點位誤差對盾構(gòu)始發(fā)等的影響,在實地測量中盡量使用強制對中設(shè)備傳遞坐標(biāo)。

2)水準引測。

水準點的引測采用鋼尺導(dǎo)入的方式,分別由基準點按照二等水準測量的要求引測。

車站平面和高程測量平面掛在支架上,尺的零端垂直于井下,為避免鋼尺上下移動對測量結(jié)果的影響,井上、井下讀取鋼尺讀數(shù),m,n必須在同一時刻進行,變更儀器高,并將鋼尺升高或降低,重新觀測一次,同時量取井口和井下的溫度。

洞內(nèi)水準點B的高程可按下式計算:

其中,Δt為鋼尺溫度改正數(shù),即:

其中,β為鋼尺膨脹系數(shù),取0.000 012 5;t平為井上、井下的平均溫度;t0為鋼尺檢定時的系數(shù);L為鋼尺尺長改正數(shù);ΔL為含三項對尺長改正。

鋼尺的名義長為 L0,檢定時在標(biāo)準拉力(一般為100 N或150 N)、標(biāo)準溫度下測得的實際長度為 L,故用該尺測量時須加入改正數(shù):

鋼尺在傳遞高程時,是將鋼尺垂直懸掛應(yīng)用,故應(yīng)加入鋼尺垂曲改正數(shù):

其中,P為鋼尺的總重;H為檢定時的拉力。

鋼尺由于自重而產(chǎn)生的伸長改正數(shù):

其中,r為鋼尺密度,一般取7.85 g/cm3;E為鋼尺的彈性模量,一般取 1.96×105MPa。

因此:

如果懸掛的重錘質(zhì)量與檢定時的拉力不同,則須增加由于增重而引起的伸長改正數(shù):

其中,Q為重錘的質(zhì)量;F為鋼尺的橫截面面積。

為了做進一步檢核,由地面上3個以上水準點將高程傳遞到洞內(nèi)的兩個水準點上。

2.3 地下控制測量

車站地下控制測量與地面控制測量基本相同。由于車站施工時已經(jīng)將三組點位由地面引測至車站底板或者中板上,在車站細部施工中和盾構(gòu)始發(fā)及施工中,三組點位可以相互校核并且作為盾構(gòu)施工的控制依據(jù)。

所有的控制測量和定期或不定期進行的復(fù)核測量工作需要及時整理測量成果,上報監(jiān)理,并由業(yè)主第三方檢測單位檢查。

2.4 其他測量

車站測量工作還包括施工放樣測量和竣工測量等,我認為只要將基準控制點位按照規(guī)范要求布置,也就是將控制測量做好后,細部的測量放樣和竣工測量就不應(yīng)該有很大的問題。

3 結(jié)語

測量作為工程施工的眼睛,其重要性不言而喻。測量工作的好與壞,直接影響工程質(zhì)量和工程進度,能夠?qū)⒁恍┸囌净蛘哳愃乒こ痰臏y量順序和方法及時總結(jié),以形成教科書式的模式,使任何一名測量人員交流學(xué)習(xí)后都能按照此模式進行測量,能減少很多不必要的摸索過程,提高測量的效率,值得我們廣大測量技術(shù)人員在工作中進一步總結(jié)經(jīng)驗。展望未來,科技的進步,工作效率的提高,測量工作如何在保質(zhì)保量的前提下滿足施工進度,是我們廣大測量技術(shù)人員追求的永恒課題。

[1] GB 50308-2008,城市軌道交通工程測量規(guī)范[S].

[2] 王文銳,秦建平.公路工程實用測設(shè)技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2007.