摘要：暗挖法相比明挖法對(duì)控制測(cè)量技術(shù)具有更高要求，直接關(guān)系到地鐵暗挖施工質(zhì)量和安全?；诖?，本文以青島市地鐵1號(hào)線工程中山路站項(xiàng)目為例，對(duì)暗挖法地鐵施工控制測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了剖析。首先對(duì)中山路站工程概況進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹，然后重點(diǎn)對(duì)該站點(diǎn)施工控制測(cè)量技術(shù)及其測(cè)量施工進(jìn)行了研究，采用豎井+三角形的測(cè)量方法，關(guān)聯(lián)起地下和地上兩個(gè)部分，并對(duì)大量測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析得出沉降變化規(guī)律，為地鐵施工提供安全保障。

關(guān)鍵詞：暗挖法；地鐵施工；控制測(cè)量；研究

文章編號(hào)：2095-4085（2024）01-0067-03

0引言

暗挖法是較為常見的地鐵施工方式，相比明挖法對(duì)控制測(cè)量技術(shù)具有更高的要求。在暗挖法地鐵施工過(guò)程中精準(zhǔn)測(cè)量與反饋有助于合理控制施工沉降，避免塌方等事故發(fā)生。地鐵施工工程量巨大，并且對(duì)施工精度具有較高要求［1］。為了保障地鐵施工能夠完全匹配施工設(shè)計(jì)，通常采用周期性測(cè)量信息進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。在進(jìn)行控制測(cè)量時(shí)既要統(tǒng)籌全局，也要兼顧局部，要認(rèn)識(shí)到從地面到地下各個(gè)測(cè)量環(huán)節(jié)之間存在密切聯(lián)系，選擇科學(xué)的測(cè)量方法把地面坐標(biāo)、方位角以及高程等信息準(zhǔn)確傳遞到地下，并將其作為在地下開展控制測(cè)量的依據(jù)［2］。由于地鐵工程在施工過(guò)程中面臨非常復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，特別是在暗挖法模式下，地鐵施工面臨更多的困難和挑戰(zhàn)，這就需要在施工過(guò)程中進(jìn)行非常嚴(yán)格準(zhǔn)確的測(cè)量檢查和標(biāo)定，只有這樣才能夠?qū)Φ罔F施工過(guò)程中的沉降變形情況進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確分析，保障地鐵施工安全。

1工程概況

青島市地鐵1號(hào)線工程中山路站主體結(jié)構(gòu)位于膠州路和博山路交叉口到膠州路和聊城路交叉口之間，沿膠州路東西方向布置，為地下兩層島式車站。站位處膠州路路面起伏較大，西端地面標(biāo)高19.06m，車站東端地面標(biāo)高24.29m，地面提升高度5.5m左右。車站有效站臺(tái)中心里程K34+564.000，起訖里程K34+488.500～K34+694.100，總長(zhǎng)205.6m，凈寬18.5m，拱頂埋深13.4～18.74m，覆巖10.1～18.1m。中山路站結(jié)構(gòu)斷面采用單拱雙層車站的形式，為標(biāo)準(zhǔn)島式站臺(tái)車站。該處道路市政管線密集，車站采用暗挖法施工，絕大部分管線對(duì)施工影響較小。

2控制測(cè)量技術(shù)

在進(jìn)行測(cè)量之前需要嚴(yán)格按照豎井+三角形的測(cè)量方法，緊靠豎井短邊位置架設(shè)穩(wěn)定性和牢固性較好的鋼管，并在其上固定好鋼絲，要求鋼絲足夠平滑，并且不允許出現(xiàn)明顯彎折，鋼絲固定好之后應(yīng)該與井壁之間留有一定空隙，相鄰鋼絲之間的距離需要超過(guò)5mm。

2.1地面測(cè)量

該地鐵項(xiàng)目在施工過(guò)程中采用首級(jí)GPS測(cè)量網(wǎng)控制測(cè)量精度，沿著地鐵線路方向布設(shè)1～2km長(zhǎng)的導(dǎo)線，并在GPS測(cè)量網(wǎng)絡(luò)控制下精準(zhǔn)布設(shè)二級(jí)地面精密導(dǎo)線，二級(jí)地面精密導(dǎo)線長(zhǎng)度控制在240～300m，需要注意的是在二級(jí)地面精密導(dǎo)線布設(shè)過(guò)程中應(yīng)該避開容易發(fā)生沉降的區(qū)域。為了保障GPS控制網(wǎng)以及地面導(dǎo)線精度，在具體作業(yè)時(shí)應(yīng)該在地鐵施工豎井、風(fēng)道豎井以及出入口位置上方均布設(shè)精密導(dǎo)線。基于國(guó)家一等和二等水準(zhǔn)點(diǎn)，在地面高程控制時(shí)將

1200m作為布設(shè)距離。同時(shí)在施工過(guò)程中為了保障限制距離在±9mm之內(nèi)，需要采用高精度水準(zhǔn)儀作為測(cè)量?jī)x。為了確保高程統(tǒng)一規(guī)范，在測(cè)量過(guò)程中應(yīng)該通過(guò)往返測(cè)量方式進(jìn)行測(cè)量。在對(duì)井點(diǎn)位置進(jìn)行測(cè)量時(shí)可以采用兩種方式：一是在進(jìn)行測(cè)量時(shí)讓近井點(diǎn)與懸掛鋼絲之間距離最小值等于鋼絲間隔距離的1.5倍；二是讓近井點(diǎn)和鋼絲之間的夾角小于1°。為了準(zhǔn)確得到近井點(diǎn)位置，需要架設(shè)和整平全站儀，首先對(duì)位置進(jìn)行目測(cè)，在此基礎(chǔ)上打開激光指示功能，對(duì)位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保相鄰鋼絲之間激光能夠順利通過(guò)，然后打開激光對(duì)中器，通過(guò)激光指示對(duì)近井點(diǎn)位置進(jìn)行確認(rèn)。在確認(rèn)無(wú)誤之后對(duì)井上近井點(diǎn)位置進(jìn)行測(cè)量，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境以及施工測(cè)量要求，將地面精密導(dǎo)線點(diǎn)與近井點(diǎn)構(gòu)建形成閉合導(dǎo)線之后再進(jìn)行測(cè)量，在對(duì)井下近井點(diǎn)位置進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量方法以及流程與井上近井點(diǎn)位置測(cè)量基本一致，但是地下埋設(shè)測(cè)量控制點(diǎn)數(shù)量應(yīng)該超過(guò)3個(gè)，并且地下導(dǎo)線需要超過(guò)2條從而獲得更多的導(dǎo)線邊方位角。

2.2暗挖控制測(cè)量

本項(xiàng)目在進(jìn)行暗挖控制測(cè)量時(shí)，選擇豎井聯(lián)系三角形測(cè)量方法（見圖1）。O1和O2分別為兩根鋼絲，A和D分別為地面控制點(diǎn)；B和C分別為地面三角形與O1、O2兩根鋼絲的交點(diǎn)；a、b和c分別為地面三角形的三條邊長(zhǎng)度；α、β和γ分別為地面三角形的三個(gè)內(nèi)角，與三條邊a、b和c相對(duì)應(yīng)；a1、b1和c1分別為地下三角形的三條邊長(zhǎng)度；α1、β1和γ1分別為地下三角形的三個(gè)內(nèi)角；B1和C1分別為地下三角形與O1、O2兩根鋼絲的交點(diǎn)；A1和D1分別為地下控制點(diǎn)；ω和ω1分別為地上和地下導(dǎo)線起始邊的方位角。豎井聯(lián)系三角形測(cè)量方法在具體實(shí)施過(guò)程中將2根鋼絲懸吊在豎井中，然后測(cè)量鋼絲與近井點(diǎn)之間的距離以及夾角。通過(guò)計(jì)算得到鋼絲的位置坐標(biāo)以及方位角，然后通過(guò)進(jìn)一步計(jì)算可以得到地下導(dǎo)線的位置坐標(biāo)以及方位角。通過(guò)上述計(jì)算可以將地鐵地上部分與地下部分聯(lián)系起來(lái)，形成一個(gè)系統(tǒng)的計(jì)算體系［3］。

在對(duì)地下導(dǎo)向進(jìn)行測(cè)量時(shí)將一級(jí)導(dǎo)線精度作為其測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。為了保障測(cè)量的準(zhǔn)確性和可靠性，在地鐵暗挖過(guò)程中每當(dāng)挖至關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，均需要對(duì)地下導(dǎo)向進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)重復(fù)觀測(cè)保障測(cè)量精度，為暗挖施工提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持。通常暗挖至全長(zhǎng)的30%、全長(zhǎng)的60%以及貫通前的80m均為暗挖施工關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。同時(shí)在施工導(dǎo)線施工延伸之前，有必要對(duì)3至5個(gè)已有的導(dǎo)線點(diǎn)再次進(jìn)行測(cè)量，有助于保障測(cè)量的可靠性［4］。

2.3施工放樣測(cè)量

選擇采用極坐標(biāo)法進(jìn)行施工放樣測(cè)量，將同步線、高程里程樁號(hào)以及設(shè)計(jì)中心線作為施工放樣測(cè)量的控制線。在進(jìn)行測(cè)量時(shí)首先安裝激光指向儀，注意其位置必須在地鐵中心線上，其主要作用為在挖掘過(guò)程中對(duì)上下部結(jié)構(gòu)的開挖高程進(jìn)行控制。為了確保挖掘精度，需要在施工過(guò)程中對(duì)激光指向儀的坡度和中線進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.4高程控制測(cè)量

在對(duì)地鐵豎井高程進(jìn)行測(cè)量之前，按照施工設(shè)計(jì)需要首先開展臨近水準(zhǔn)測(cè)量，然后在進(jìn)行豎井高程測(cè)量。目前關(guān)于豎井高程測(cè)量有多種方法，在實(shí)際操作中多選擇由上到下的高程傳遞測(cè)量方法（見圖2）。A點(diǎn)和B點(diǎn)分別為井上和井下高程點(diǎn)；a1和a2分別為井上和井下水準(zhǔn)儀距離前點(diǎn)距離；b1和b2分別為井上和井下水準(zhǔn)儀距離后點(diǎn)的距離。在具體測(cè)量過(guò)程中可以通過(guò)長(zhǎng)鋼尺導(dǎo)入到井內(nèi)來(lái)完成豎井高程測(cè)量以及坐標(biāo)同步傳遞。

3測(cè)量施工

3.1基坑開挖施工測(cè)量

地鐵基坑開挖分層分段開挖，在基坑開挖過(guò)程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)會(huì)因?yàn)橥馏w卸載而產(chǎn)生豎向和橫向變形，基坑開挖前將各橫軸線測(cè)放于第一道支撐頂面，放樣誤差控制在10mm以內(nèi)，以控制下部支撐的平面位置，支撐兩端高程差不小于20mm。當(dāng)基坑挖至距離設(shè)計(jì)坑底高程30cm位置時(shí)，改用人工配合機(jī)械修挖、平整坑底，進(jìn)行墊層施工。

3.2豎井施工測(cè)量

豎井施工前，按設(shè)計(jì)圖紙采用極坐標(biāo)法在地面放樣，定出十字線及護(hù)樁，以便控制豎井下挖方向。利用豎井附近設(shè)置的高程點(diǎn)，控制豎井下挖深度，隨時(shí)檢查核實(shí)豎井十字線準(zhǔn)確位置、下挖深度以及各部尺寸，確保豎井的設(shè)計(jì)位置。

3.3風(fēng)道施工測(cè)量

風(fēng)道施工測(cè)量利用豎井的十字線，采用串線法控制風(fēng)道中線開挖前將隧道中線投影在施工掌子面上，用鋼尺、水準(zhǔn)儀配合定出拱頂及斷面的高程、位置。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)尺寸。采用支距法將斷面輪廓線劃在掌子面上作為施工依據(jù)。采用串線法長(zhǎng)度超過(guò)要求時(shí)，使用全站儀測(cè)設(shè)風(fēng)道中線。嚴(yán)格控制中線方向、高程及各部尺寸，使風(fēng)道準(zhǔn)確到達(dá)設(shè)計(jì)位置。

3.4暗挖車站開挖施工測(cè)量

由豎井風(fēng)道進(jìn)入車站進(jìn)行暗挖，基于已經(jīng)布設(shè)在風(fēng)道內(nèi)的精密導(dǎo)線點(diǎn)以及精密水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行施工，為了確保施工準(zhǔn)確性，必須對(duì)精密導(dǎo)線點(diǎn)以及精密水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)查，在確認(rèn)無(wú)誤之后才能夠進(jìn)行使用。同時(shí)需要對(duì)暗挖車站中線、里程、高程等信息進(jìn)行核對(duì)，然后在施工掌子面上定出施工中線，通過(guò)水準(zhǔn)儀以及鋼尺等儀器明確開挖斷面高程，采用支距法在施工掌子面上標(biāo)出設(shè)計(jì)橫斷面輪廓，為開完施工提供指導(dǎo)。

3.5車站結(jié)構(gòu)施工測(cè)量

車站結(jié)構(gòu)施工主要包括車站主體結(jié)構(gòu)施工和附屬結(jié)構(gòu)施工，車站主體結(jié)構(gòu)由底板、柱、側(cè)墻、梁、中板及頂板等組成，主體結(jié)構(gòu)以外的土建結(jié)構(gòu)一般都劃分為附屬結(jié)構(gòu)，例如：出入口、聯(lián)絡(luò)通道、風(fēng)道等，對(duì)于主體結(jié)構(gòu)而言，其測(cè)量精度要求更高。

3.6測(cè)量數(shù)據(jù)分析與反饋

在獲得實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)之后應(yīng)該及時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，獲得形變隨時(shí)間變化曲線以及應(yīng)力隨時(shí)間變化曲線。為了提高數(shù)據(jù)利用效率，在數(shù)據(jù)測(cè)量早期便應(yīng)該對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并利用回歸分析等方式來(lái)分析數(shù)據(jù)變化規(guī)律。然后結(jié)合監(jiān)控測(cè)量管理等級(jí)對(duì)可能的應(yīng)力最大值以及應(yīng)力變化特點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估，并將數(shù)據(jù)分析結(jié)果及時(shí)向施工方和監(jiān)理方等進(jìn)行反饋，確保地鐵施工項(xiàng)目的安全順利實(shí)施［5-6］。

3.7測(cè)量質(zhì)量控制

為了保障測(cè)量質(zhì)量，合理選擇測(cè)量?jī)x器的類型和數(shù)量，科學(xué)布設(shè)測(cè)量點(diǎn)，在進(jìn)行測(cè)量之前首先需要對(duì)地鐵項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真踏勘。同時(shí)在進(jìn)行測(cè)量時(shí)要對(duì)儀器架設(shè)以及埋設(shè)位置、穩(wěn)定性等進(jìn)行檢查，確保儀器能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)量，并且不會(huì)對(duì)挖掘施工產(chǎn)生影響。在進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量過(guò)程中，除了保障數(shù)據(jù)記錄以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性之外，還應(yīng)該定期對(duì)各種測(cè)量?jī)x器進(jìn)行檢查和維護(hù)，特別是對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。地鐵項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境復(fù)雜，很多因素均可能對(duì)儀器穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此需要定期對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保儀器一直處于良好的工作狀態(tài)。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，測(cè)量工作是地鐵項(xiàng)目施工中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確可靠的測(cè)量結(jié)果有助于保障地鐵項(xiàng)目順利實(shí)施，避免安全事故發(fā)生。本文基于青島市地鐵1號(hào)線工程中山路站復(fù)雜環(huán)境下的施工要求，對(duì)暗挖過(guò)程中控制測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。在具體測(cè)量過(guò)程中測(cè)量工作人員嚴(yán)格遵循各項(xiàng)操作規(guī)范，合理選擇測(cè)量?jī)x器，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)整理分析，充分發(fā)揮控制測(cè)量在地鐵暗挖施工過(guò)程中的重要作用。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)，分析測(cè)量所得結(jié)果和回歸函數(shù)，預(yù)測(cè)地鐵施工時(shí)變形和應(yīng)力可能出現(xiàn)的情況，及時(shí)調(diào)整施工方案和設(shè)計(jì)參數(shù)，有效保證施工安全性，控制了施工對(duì)周邊環(huán)境的影響。

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