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        地鐵盾構(gòu)測量方法的應(yīng)用研究芻議

        2020-03-06 22:43:27陳冬
        工程建設(shè)與設(shè)計(jì) 2020年21期
        關(guān)鍵詞:控制點(diǎn)盾構(gòu)導(dǎo)線

        陳冬

        (中鐵二局集團(tuán)有限公司城通公司,成都 610500)

        1 引言

        我國城市化程度不斷加深,城市人口總量突破百萬、千萬的更是越來越多,這就導(dǎo)致城市交通壓力越來越大。為解決這方面的矛盾,地鐵工程的建設(shè)總量日漸提升,相較于其他交通形式,地鐵運(yùn)量大、效率高、能耗低、安全舒適,可以有效緩解公共交通問題。而且地鐵建設(shè)已經(jīng)成為各大城市展示城市化建設(shè)程度及高新技術(shù)應(yīng)用的重要標(biāo)志【1】。

        2 盾構(gòu)法概述

        盾構(gòu)法是一類較為先進(jìn)的隧道建設(shè)技術(shù),相較于其他技術(shù)工藝,盾構(gòu)施工所造成的地表沉降問題、環(huán)境問題都是最小的,在當(dāng)前地鐵工程建設(shè)期間的應(yīng)用較為廣泛。地鐵盾構(gòu)施工測量是為了保證盾構(gòu)掘進(jìn)施工、管片拼裝依照工程設(shè)計(jì)要求而開展的測量工作,主要內(nèi)容包括地面控制測量、地下控制測量、聯(lián)系測量、掘進(jìn)施工測量、貫通測量等幾方面內(nèi)容。盾構(gòu)施工測量工作需要貫穿地鐵工程建設(shè)的全過程,才能最終保證地鐵隧道能夠順利貫通。

        3 地鐵盾構(gòu)測量方法的應(yīng)用

        3.1 施工前的測量

        3.1.1 地面測量控制

        地鐵盾構(gòu)施工前,建設(shè)單位需要委托測量控制單位,按照要求布設(shè)和測量地面施工控制網(wǎng),其中,地面平面施工控制網(wǎng)需要根據(jù)精密導(dǎo)線相關(guān)技術(shù)要求,地面高程施工控制網(wǎng)需要根據(jù)地鐵工程線路形狀布設(shè)。在地面施工控制網(wǎng)布設(shè)完成后,建設(shè)單位要組織專家對(duì)測量成果進(jìn)行專門驗(yàn)收,確保地面測量控制網(wǎng)精度滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求。施工單位進(jìn)場后,建設(shè)單位要組織測量控制單位為施工單位進(jìn)行交樁,施工單位對(duì)地面施工控制網(wǎng)復(fù)測,復(fù)核結(jié)果確認(rèn)無誤后報(bào)送監(jiān)理單位,經(jīng)三方復(fù)核全部無誤后報(bào)送建設(shè)單位備案【2】。

        3.1.2 復(fù)核設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

        地鐵隧道開工前,要對(duì)圖紙進(jìn)行審查,現(xiàn)場測量人員要結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)軸線的三維坐標(biāo),然后自行進(jìn)行核查,檢查無誤后及時(shí)報(bào)送監(jiān)理單位、測量控制單位,經(jīng)各方確認(rèn)的軸線坐標(biāo)數(shù)據(jù)需向各方進(jìn)行交付,作為后續(xù)施工檢查的參考依據(jù)。

        3.1.3 錄入并驗(yàn)收設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)

        在地鐵隧道中線坐標(biāo)計(jì)算完成后,施工單位需要將計(jì)算結(jié)果錄入到盾構(gòu)機(jī)當(dāng)中,在錄入過程中需要聯(lián)系建設(shè)單位、建立單位、測量控制單位、施工單位共同進(jìn)行監(jiān)督、操作,錄入完成后進(jìn)行檢查、確認(rèn),無誤后由各參與方進(jìn)行簽字確議,并拍照備查。

        3.2 施工中的測量

        3.2.1 地下測量控制

        盾構(gòu)施工的地下測量控制工作需要在隧道當(dāng)中建立相應(yīng)的測量控制網(wǎng),該控制網(wǎng)是各項(xiàng)盾構(gòu)測量工作的基礎(chǔ)。盾構(gòu)施工測量控制當(dāng)中包含了地下高程測量控制、地下平面測量控制。地下高程測量控制主要是通過聯(lián)系測量將傳遞至地下的水準(zhǔn)點(diǎn)作為地下高程的起算點(diǎn),然后通過水準(zhǔn)測量,沿隧道掘進(jìn)方向布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn),確定設(shè)備、隧道豎直方向關(guān)系、位置。地下高程測量控制主要采用二等水準(zhǔn)測量法,在隧道當(dāng)中間隔200m 的地板點(diǎn)或邊墻埋設(shè)高程控制點(diǎn),或利用地下導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)志作為高程控制點(diǎn)【3】。

        地下平面測量控制多采用交叉導(dǎo)線或支導(dǎo)線形式,其中,導(dǎo)線點(diǎn)多埋設(shè)在隧道結(jié)構(gòu)邊墻,然后在邊墻上設(shè)置觀測臺(tái),觀測臺(tái)同時(shí)具有強(qiáng)制儀器歸心的裝置。施工單位在安裝觀測臺(tái)時(shí),要嚴(yán)格依照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選材及操作,在安裝完成后要檢查觀測臺(tái)的平穩(wěn)性、可靠性。根據(jù)GB/T 50308—2017《城市軌道交通工程測量規(guī)范》中的要求,在隧道直線段每150m 位置設(shè)置導(dǎo)線控制點(diǎn)、曲線段每60m 以上位置設(shè)置導(dǎo)線控制點(diǎn)。導(dǎo)線控制點(diǎn)可以根據(jù)四等導(dǎo)線技術(shù)要求確定,在進(jìn)行延伸施工導(dǎo)線控制測量之前,要對(duì)該點(diǎn)位前的3 個(gè)導(dǎo)線控制點(diǎn)進(jìn)行檢測,確保無誤后才能進(jìn)行延伸。施工單位完成導(dǎo)線控制點(diǎn)的測量及確認(rèn)工作后,需要報(bào)送監(jiān)理單位進(jìn)行現(xiàn)場審核、復(fù)查,并聯(lián)系測量控制單位進(jìn)行復(fù)測,無問題的情況下出具復(fù)測報(bào)告,交由建設(shè)單位進(jìn)行備案。

        3.2.2 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)測量控制

        在盾構(gòu)機(jī)投入施工前,施工單位需要向建設(shè)單位進(jìn)行申報(bào),建設(shè)單位需要組織設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位、測量控制單位,會(huì)同施工單位驗(yàn)收盾構(gòu)機(jī)始發(fā)條件,以便掌握盾構(gòu)基座、反力架、預(yù)留洞門鋼圈等部分的測量結(jié)果,確保滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求,多方確認(rèn)無誤后才能簽署驗(yàn)收意見,然后由施工單位組織盾構(gòu)機(jī)始發(fā)。

        3.2.3 掘進(jìn)測量控制

        地鐵盾構(gòu)掘進(jìn)施工期間,每間隔一定施工距離,施工單位必須及時(shí)進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)實(shí)時(shí)姿態(tài)、盾構(gòu)管片姿態(tài)測量復(fù)核,所獲取的測量結(jié)果與盾構(gòu)掘進(jìn)軸線進(jìn)行比對(duì),掌握實(shí)際施工過程中存在的偏差,以便在后續(xù)盾構(gòu)施工中及時(shí)進(jìn)行糾偏。一般情況下,盾構(gòu)施工每推進(jìn)80 環(huán),就要對(duì)成形管片軸線進(jìn)行測量,并將測量結(jié)果進(jìn)行上報(bào),由測量控制單位、監(jiān)理單位進(jìn)行審查、備案。每推進(jìn)240 環(huán),測量控制單位要對(duì)隧道內(nèi)導(dǎo)向控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測,然后將測量結(jié)果上報(bào)給監(jiān)理單位、施工單位進(jìn)行復(fù)查,完成后由業(yè)主進(jìn)行備案。

        3.2.4 聯(lián)系測量控制

        實(shí)際盾構(gòu)施工過程中可以采用鋼尺導(dǎo)入法進(jìn)行高程傳遞,將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程傳遞到地下施工區(qū)域。在此期間要進(jìn)行3 次高程傳遞,與豎井同步進(jìn)行定位,傳遞測量過程中要保證互差滿足限差標(biāo)準(zhǔn)要求。鋼尺導(dǎo)入法具體操作如下:將鋼尺懸在支架上,零端掛重錘垂至井下,重錘重量要滿足檢定拉力要求。

        根據(jù)二等水準(zhǔn)測量技術(shù)將地面高程傳遞到近井水準(zhǔn)點(diǎn),然后對(duì)地上、地下2 臺(tái)水準(zhǔn)儀進(jìn)行讀取,獲取地上、地下水準(zhǔn)儀的水準(zhǔn)尺讀數(shù)、鋼尺讀數(shù),反復(fù)進(jìn)行3 次獨(dú)立測量,不同測回過程中要及時(shí)調(diào)整儀器高度,3 次獨(dú)立測量高差要保持在3mm 之內(nèi)。觀測過程中還要對(duì)地上、地下測量區(qū)域的溫度進(jìn)行檢測,相應(yīng)的高差數(shù)據(jù)要結(jié)合溫度、尺長等參數(shù)進(jìn)行修正。

        對(duì)于豎井的定向工作目的是為了將地上、地下的平面直角坐標(biāo)系進(jìn)行統(tǒng)一。在地鐵隧道貫通之前要開展3 次以上的聯(lián)系測量工作,確定地下起始點(diǎn)、起始邊在地面平面直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、方位角等參數(shù),在地鐵隧道當(dāng)中建立支導(dǎo)線,地下起始邊、方位角的誤差會(huì)隨與各點(diǎn)距離增加而增大。

        兩井定向法通過增大2 根鋼絲間距投向誤差,提高起始邊方位角的測量精度。

        3.3 貫通后的測量控制

        地鐵盾構(gòu)施工完成隧道貫通工作后,現(xiàn)場土建施工單位要及時(shí)進(jìn)行對(duì)施工中線、限界、貫通情況的測量,并針對(duì)測量結(jié)果與設(shè)計(jì)要求進(jìn)行對(duì)比、分析,自行檢查合格后報(bào)送相關(guān)監(jiān)理單位進(jìn)行審查、復(fù)核,確認(rèn)無誤后,安排測量控制單位進(jìn)行復(fù)測,確保盾構(gòu)施工能夠滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及設(shè)計(jì)要求,經(jīng)正式審查無誤后安排測量控制單位出具復(fù)測報(bào)告,然后向建設(shè)方備案。

        4 結(jié)語

        地鐵工程中盾構(gòu)施工測量對(duì)實(shí)際建設(shè)具有非常大的影響,必須結(jié)合施工區(qū)域的具體環(huán)境、特點(diǎn),在不同階段做好盾構(gòu)測量工作,建立有效的復(fù)核制度,對(duì)盾構(gòu)施工測量成果進(jìn)行監(jiān)督、核驗(yàn),確保真實(shí)、準(zhǔn)確、可靠,為地鐵盾構(gòu)施工提供強(qiáng)有力保障。

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