劉 軍（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

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如何做好地鐵盾構(gòu)洞內(nèi)控制測量分析

劉 軍
（中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙 410000）

摘 要：地下控制網(wǎng)是盾構(gòu)掘進、管片施工、設(shè)備安裝等任務(wù)最基礎(chǔ)性的工作，建立和完善高精度控制網(wǎng)的重要性不言而喻?；诖耍疚氖紫葘y量人員與儀器設(shè)備進行分析，對洞外控制網(wǎng)復(fù)測進行研究，對聯(lián)系測量以及地下控制測量進行探討，又提出盾構(gòu)施工測量方式，以期對于地鐵盾構(gòu)洞內(nèi)控制測量的提升，起到一定的促進作用。

關(guān)鍵詞：地鐵；盾構(gòu)；控制網(wǎng)；測量

一、測量人員與儀器設(shè)備

測試人員是做好測量工作的重中之重，測量設(shè)備當然也很重要，但是如果沒有高素質(zhì)、責任心很強的工作人員使用，一旦產(chǎn)生測量事故，則再精良的設(shè)備也毫無意義。從另外一個角度分析，測量設(shè)備的精度稍微差些，利用正確的方法及技術(shù)，盡量降低系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的影響，最后得出的結(jié)果也符合要求，最多是工作效率降低。比如說，落后的儀器設(shè)備在貫通隧道方面發(fā)揮著重要作用。因此，筆者建議高素質(zhì)測量人員與精密測量設(shè)備一樣重要，二者相互結(jié)合，將會事半功倍。

1.1 測量人員

每一個工程項目必須要配備足夠的人員，首先要有獨立資料核算人員兩名，其他人等視具體情況而定。測量資料必須要有兩人以上進行平行計算及復(fù)核，決不可讓制度流于表面，許多工程項目的人員配置存在不足的情況，資料與數(shù)據(jù)計算均由他人負責，為了應(yīng)付檢查而做了許多表面工作，而不是真正的復(fù)核計算。眾所周知，測量人員的素質(zhì)、責任心對于項目的重要性不言而喻，一個人做事具有其獨特的慣性思維，必須要由另外一個人進行復(fù)核，才能確保不會出現(xiàn)事故。

1.2 儀器設(shè)備

控制測量必須要涉及到以下設(shè)備，包括GPS、全站儀、水準儀等，這些設(shè)備都是屬于強制檢測的范圍之內(nèi)，必須要在一定周期內(nèi)進行檢查，確保無問題才可投入到使用中。對儀器鑒定來說，并非有合格證就可以投入使用，可能存在其他情況。針對檢定合格的GPS接收機，對其檢定結(jié)果不用進行其他處理而直接應(yīng)用。針對檢定合格的水準儀等，根據(jù)規(guī)范要求進行應(yīng)用，包括在站前后視距差進行控制、測段前后視距累計差進行控制等，在一定程度上消除了部分誤差，測量所得的外業(yè)數(shù)據(jù)無需進行調(diào)整也可以滿足需求。對于檢定合格的全站儀、鋼尺與以上其他設(shè)備存在一定區(qū)別，必須要根據(jù)檢定結(jié)果的系數(shù)進行稍微調(diào)整后才可得到正確的結(jié)果。一般來說，鋼尺應(yīng)用于豎井高程的測量，必須懸掛和檢定時一致的重錘，如果井深大于50m還可以用鋼尺自重張力進行調(diào)整才可以獲取正確結(jié)果。

表1　水準測量的關(guān)鍵指標

表2　GPS控制網(wǎng)測量關(guān)鍵指標

二、洞外控制網(wǎng)復(fù)測

洞外GPS、導線、控制網(wǎng)等才是地下控制測量的關(guān)鍵，其準確性、精度會對最后隧道貫通誤差產(chǎn)生直接的影響，因此聯(lián)系測量與地下導線測量階段開始之前要先開始洞外控制外的復(fù)測，以此對控制點的穩(wěn)定性進行確定，并判斷是不是達到了精度要求。因為規(guī)范中對于控制網(wǎng)復(fù)測及原本設(shè)計結(jié)果中較差限差并未進行明確，具體規(guī)范可以參考表1、表2。

在規(guī)范中確定的技術(shù)指標大多數(shù)情況指的是設(shè)計院建立和完善控制網(wǎng)必須要達到的要求標準，也可以說是在復(fù)測過程中本身需要達到的標準，在復(fù)測成果和設(shè)計成果較差在一定范圍內(nèi)算合限，以此認定設(shè)計院點穩(wěn)定。此外，在規(guī)范中實際上和高鐵測量規(guī)范有一定差別，并未做明確規(guī)定。對于前期各項指標以及提報的數(shù)據(jù)資料進行分析，復(fù)測結(jié)果體現(xiàn)在資料中的高程測量成果大體上按照1等于±6或者2等于±8，以此對設(shè)計數(shù)據(jù)穩(wěn)定性進行判別，從而獲取準確數(shù)據(jù)。GPS、導線的復(fù)測結(jié)果反而有些不準確，較差的數(shù)值都可以表達為滿足規(guī)范要求。

三、聯(lián)系測量以及地下控制測量

聯(lián)系測量主要包含以下幾個方面的內(nèi)容，首先是地面進井導線進行測量，以及近井水準進行測量；利用豎井、斜井、平洞以及鉆孔的定向測量及傳遞高程進行測量；還有就是地下近井導線測量及近井水準進行測量。實際上，地面、地下近井導線測量及近井水準測量并未存在其他差別，根據(jù)導線及水準測量方式實現(xiàn)。本文著重討論定向測量及傳遞高程測量等問題。

（1）聯(lián)系三角形定向測量

聯(lián)系三角形大多應(yīng)用于豎井定向，因為定向邊非常短，大多在幾米到十幾米范圍內(nèi)，而且測量過程中條件要求非常嚴格，必須要求聯(lián)系三角形的夾角、邊長比例符合相關(guān)條件。作業(yè)過程比較復(fù)雜而又繁瑣，最后得出的定向精度卻不是很理想，導致使用范圍存在很大的限制。

（2）投點定向測量

當盾構(gòu)始發(fā)位于車站，以及條件允許可以在地面鉆孔，當定向邊長大于60m時最常見的方法。如果選擇鋼絲投點的方式，定向測量的方法類似于無定導線傳遞坐標；如果選擇投點儀投點，定向測量類似于一般精密導線傳遞坐標，而且精度可以較好地控制，其測量條件和聯(lián)系三角形相比較來說比較寬松，而且定向邊長不短，測量所需的投入較少，這也是現(xiàn)階段施工企業(yè)應(yīng)用最為廣泛的一種方法。

地下控制測量與地面精密導線實際上和水準測量在根本上來說差別不大，選擇的作業(yè)方法也大體一致，在規(guī)范中也有非常細致的說明。筆者主要針對地下控制導線的特殊性進行說明，包括以下幾點：

首先，地下導線的進度要根據(jù)施工過程的進度不斷推進，而和地面控制網(wǎng)有明顯差別，并不是一次建成。

其次，地下導線實際上就是一條支導線，在導線的前端沒有已知點進行約束，其誤差容易被成比例放射狀擴大，為盡可能降低對點誤差及誤差積累，在洞內(nèi)導線點適合選擇強制對中標志，邊長在通視條件下要盡量調(diào)大，平均175m時處于最佳長度，測量時尤其要注意對其進行復(fù)核，已避免產(chǎn)生錯誤。

最后，如果隧道長度大于1500m，則除了上文提起的鉆孔投測坐標點以及加測陀螺方位角，還必須要把控制導線進行網(wǎng)狀布設(shè)，一方面能夠強化自身測量進行檢核，另一方面能夠利用嚴密平差對測量成果質(zhì)量進行改善。

四、盾構(gòu)施工測量

（1）始發(fā)前盾構(gòu)機最初始的位置及姿態(tài)對于準確掘進產(chǎn)生一定程度的影響，因此要準確測定。針對具備導向系統(tǒng)的盾構(gòu)機，也必須要通過人工測量的方式實現(xiàn)檢核測量的過程，最后對自動導向系統(tǒng)的結(jié)果和人工測量結(jié)果進行對比，二者結(jié)果一致才可以進行下一步掘進施工。

（2）應(yīng)用于自動導向系統(tǒng)掛籃上的控制點也必須要根據(jù)控制導線的測量方式進行測設(shè)，避免出現(xiàn)直接測坐標的方式。

（3）盾構(gòu)掘進過程中必須要在一定的距離內(nèi)，利用人工測量的方式對盾構(gòu)姿態(tài)及襯砌環(huán)狀況開展檢核測量，最后對盾構(gòu)機的掘進參數(shù)進行修正和調(diào)整。

（4）最后，洞內(nèi)施工控制點及導向系統(tǒng)應(yīng)用的控制點，在原則上是不允許使用暫時性轉(zhuǎn)點，防止出現(xiàn)轉(zhuǎn)點之上再有轉(zhuǎn)點的情況。

結(jié)語

總而言之，建立和完善高精度的地下控制網(wǎng)是確保地鐵盾構(gòu)區(qū)間根據(jù)規(guī)范完成隧道貫通的必要條件，其中所要求的高精度必須要結(jié)合測量人員、設(shè)備以及正確的測量方法，三者缺一不可，此外還需要有科學的管理復(fù)核制度，努力維護一個最佳的測量條件，避免出現(xiàn)測量失誤，促進測量精度的提升。

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中圖分類號：U231

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