地鐵盾構(gòu)施工測(cè)量技術(shù)

楊輝

摘要：隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活的質(zhì)量逐漸提高，人們出行的數(shù)量也在不斷的增加，這造成了城市交通的壓力越來(lái)越大，城市中地鐵建設(shè)十分重要，城市軌道交通網(wǎng)絡(luò)逐漸成為在日常生活中不可或缺的一部分，本文對(duì)地鐵盾構(gòu)法施工以及測(cè)量技術(shù)等方面的問(wèn)題進(jìn)行了分析和思考。

關(guān)鍵詞：地鐵施工；盾構(gòu)法；施工技術(shù)

引言

隨著我國(guó)城市現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城市地鐵發(fā)展業(yè)已成為城市建設(shè)中一項(xiàng)不可或缺的重要組成部分。但由于城市空間的局限，導(dǎo)致地鐵大部分工程都在地面以下，因此對(duì)施工過(guò)程技術(shù)要求更高。作為地鐵工程中的關(guān)鍵部分，隧道施工目前普遍采用技術(shù)相對(duì)比較成熟的盾構(gòu)法進(jìn)行，且隨著地鐵工程的不斷發(fā)展，盾構(gòu)工法修筑地鐵隧道已在國(guó)內(nèi)廣泛使用。但往往由于施工場(chǎng)地受城市道路、建筑物等限制，地鐵車站需分段開(kāi)挖施工，導(dǎo)致指導(dǎo)盾構(gòu)掘進(jìn)的地下近井定向邊的距離較短，增大控制風(fēng)險(xiǎn)，甚至出現(xiàn)質(zhì)量事故的情況。

1地鐵盾構(gòu)隧道施工分析

從本質(zhì)上來(lái)看，地鐵盾構(gòu)隧道施工本身就是一種為了提高工程施工與施工水平而實(shí)施的監(jiān)控活動(dòng)。一般來(lái)說(shuō)，地鐵的使用壽命較長(zhǎng)，地鐵工程不僅是城市交通建設(shè)門面之一，也是關(guān)乎到國(guó)計(jì)民生政府重點(diǎn)工程之一。基于此，施工單位在進(jìn)行實(shí)際施工的過(guò)程中，一定要對(duì)工程施工進(jìn)行嚴(yán)格把控，在整個(gè)施工期間都需要樹(shù)立良好的“精品意識(shí)”。就當(dāng)前實(shí)際狀況來(lái)看，地鐵盾構(gòu)隧道施工的關(guān)鍵點(diǎn)主要包括三大部分：

①管片生產(chǎn)；管片生產(chǎn)的精確度必須要達(dá)到相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)之上，同時(shí)也需要提高混凝土的抗?jié)B性能以及抗壓強(qiáng)度，盾構(gòu)管片是盾構(gòu)法隧道施工的永久襯砌結(jié)構(gòu)，其自身直接決定了整個(gè)隧道工程施工的以及后期投入使用過(guò)程的安全性。②盾構(gòu)施工掘進(jìn)與管片拼裝；對(duì)盾構(gòu)施工掘進(jìn)與管片安裝的實(shí)施嚴(yán)格把控，能夠?yàn)樘岣咚淼拦こ淌┕ひ约疤岣呤┕ば实於己玫幕A(chǔ)，其施工的優(yōu)良與否很大程度取決于盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制、管片選型的合理性以及管片拼裝手業(yè)務(wù)能力與水平。③防水工程；大多數(shù)地鐵盾構(gòu)隧道施工期間，都不可避免會(huì)穿過(guò)含水較高的地層，因此完善防水工程是延長(zhǎng)隧道使用壽命以及確保地鐵內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其相關(guān)附屬設(shè)備正常使用的基礎(chǔ)，換而言之，嚴(yán)格控制地鐵防水工程落實(shí)的等同于保障地鐵運(yùn)行的安全性。

2.盾構(gòu)施工中的測(cè)量

2.1地下控制測(cè)量

地鐵盾構(gòu)施工的地下控制測(cè)量是在隧道內(nèi)建立施工測(cè)量控制網(wǎng)，該控制網(wǎng)是地下隧道掘進(jìn)等測(cè)量工作的基礎(chǔ)。地下盾構(gòu)施工控制測(cè)量包括地下平面控制測(cè)量和高程控制控制測(cè)量

（1）地下平面控制測(cè)量。合肥地鐵盾構(gòu)施工平面控制測(cè)量多采用布設(shè)支導(dǎo)線或交叉導(dǎo)線的形式，導(dǎo)線點(diǎn)一般埋設(shè)在隧道結(jié)構(gòu)邊墻上，主要埋設(shè)方式為：在邊墻上設(shè)置具有強(qiáng)制儀器歸心裝置的觀測(cè)臺(tái)。土建施工單位在安裝這種觀測(cè)臺(tái)時(shí)，無(wú)論是材料的選擇還是安裝過(guò)程中都要嚴(yán)格按照規(guī)范要求操作，安裝完成后一定確保觀測(cè)臺(tái)平穩(wěn)可靠，可以用作導(dǎo)線的觀測(cè)傳遞。按照《城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范》要求，直線段約150m布設(shè)一個(gè)控制導(dǎo)線點(diǎn)，曲線段控制導(dǎo)線點(diǎn)（包括曲線要素上的控制點(diǎn)）布設(shè)間距不少于60m。導(dǎo)線點(diǎn)按照四等導(dǎo)線的技術(shù)要求施測(cè)，每次延伸施工控制導(dǎo)線測(cè)量前，對(duì)已有的施工控制導(dǎo)線前3個(gè)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)無(wú)誤后再向前延伸。土建施工單位完成導(dǎo)線點(diǎn)的測(cè)量確認(rèn)沒(méi)有問(wèn)題之后報(bào)送監(jiān)理單位復(fù)核，監(jiān)理單位復(fù)核無(wú)誤之后報(bào)送控制測(cè)量單位復(fù)測(cè)，復(fù)測(cè)沒(méi)有問(wèn)題，由控制測(cè)量單位出具復(fù)測(cè)報(bào)告，并報(bào)業(yè)主備案。

（2）地下高程控制測(cè)量。地下高程控制測(cè)量是以通過(guò)聯(lián)系測(cè)量傳遞至地下的水準(zhǔn)點(diǎn)為高程起算數(shù)據(jù)，采用水準(zhǔn)測(cè)量的方法，沿著掘進(jìn)隧道布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并確定隧道、設(shè)備在豎直方向上的位置和關(guān)系的工作。高程控制測(cè)量采用二等水準(zhǔn)測(cè)量的方法施測(cè)，每間隔200m，就在隧道地板點(diǎn)或者邊墻上埋設(shè)一個(gè)高程控制點(diǎn)，也可以利用地下導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)志作為高程控制點(diǎn)。

2.2盾構(gòu)機(jī)始發(fā)測(cè)量

盾構(gòu)機(jī)始發(fā)之前，應(yīng)土建施工單位申報(bào)，業(yè)主組織設(shè)計(jì)單位、土建施工單位、監(jiān)理單位和控制測(cè)量單位等盾構(gòu)施工參與單位對(duì)土建施工單位的盾構(gòu)始發(fā)條件進(jìn)行驗(yàn)收。會(huì)上對(duì)土建施工單位已完成的盾構(gòu)基座、反力架和預(yù)留洞門鋼圈等測(cè)量成果進(jìn)行驗(yàn)收，沒(méi)有問(wèn)題時(shí)簽署驗(yàn)收意見(jiàn)，同意土建施工單位盾構(gòu)始發(fā)。

2.3盾構(gòu)掘進(jìn)中的測(cè)量

在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，在每掘進(jìn)一定的距離之后土建施工單位要及時(shí)對(duì)盾構(gòu)機(jī)實(shí)時(shí)姿態(tài)進(jìn)行人測(cè)量復(fù)核，同時(shí)也對(duì)拼裝完成的盾構(gòu)管片姿態(tài)進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)測(cè)量數(shù)據(jù)了解盾構(gòu)掘進(jìn)軸線的偏差情況，為后續(xù)盾構(gòu)施工提供參考。盾構(gòu)施工過(guò)程中每推進(jìn)80環(huán)，施工單位對(duì)成形管片軸線進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果報(bào)監(jiān)理單位和控制測(cè)量單位審核、備案；每推進(jìn)240環(huán)，控制測(cè)量單位對(duì)盾構(gòu)隧道內(nèi)的導(dǎo)向控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核測(cè)量，測(cè)量結(jié)果提交土建施工單位和監(jiān)理單位進(jìn)行復(fù)核，并報(bào)業(yè)主單位備案。

2.4聯(lián)系測(cè)量

2.4.1高程傳遞

高程傳遞是采用鋼尺導(dǎo)入法，將地面水準(zhǔn)點(diǎn)高程傳遞到地下的水準(zhǔn)點(diǎn)。高程傳遞應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行3次，并與豎井定向同步，互差應(yīng)滿足限差要求。鋼尺導(dǎo)入法是傳統(tǒng)的豎井傳遞高程方法（如圖1所示）。將鋼尺懸掛在支架上，在尺的零端掛一重錘并垂于井下，其重量應(yīng)為檢定時(shí)的拉力。地面高程按二等水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求傳遞到近井水準(zhǔn)點(diǎn)A，（如圖2）在地上和地下安置兩臺(tái)水準(zhǔn)儀同時(shí)讀數(shù)，即地上、地下水準(zhǔn)儀分別讀取A點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)a和鋼尺讀數(shù)m及B點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)b和鋼尺讀數(shù)n（獨(dú)立觀測(cè)3測(cè)回，每測(cè)回變動(dòng)儀器高度），3個(gè)測(cè)回的高差應(yīng)小于3mm。觀測(cè)時(shí)應(yīng)量取地上地下的溫度，測(cè)定的高差應(yīng)進(jìn)行溫度改正和尺長(zhǎng)改正。

2.4.2豎井定向

豎井定向是為了統(tǒng)一地上、地下平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)。隧道貫通前的聯(lián)系測(cè)量工作不應(yīng)少于3次，宜在隧道掘進(jìn)到100m、300m以及距貫通面100～200m時(shí)，分別進(jìn)行一次測(cè)量，目的是確定地下起始點(diǎn)和起始邊在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的平面坐標(biāo)和方位角。在隧道內(nèi)須建立支導(dǎo)線，起始邊的方位角誤差對(duì)隧道各導(dǎo)線點(diǎn)的影響隨各點(diǎn)與起始點(diǎn)的距離成正比增大。兩井定向法通過(guò)增大兩根鋼絲的距離來(lái)減小鋼絲的投向誤差，并提高起始邊的方位角精度。

結(jié)語(yǔ)

地鐵盾構(gòu)施工測(cè)量的統(tǒng)一、集中管理對(duì)地鐵的盾構(gòu)施工建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在總結(jié)學(xué)習(xí)北京、上海等大城市地鐵盾構(gòu)施工測(cè)量管理工作的基礎(chǔ)上，提出了一種適用于合肥市地鐵盾構(gòu)施工的測(cè)量管理模式，各部門應(yīng)高度重視對(duì)測(cè)量工作的管理，土建施工單位必須建立行之有效的多級(jí)復(fù)核制度，嚴(yán)格盾構(gòu)施工測(cè)量成果的監(jiān)督和檢核制度，多層次管理，多方法復(fù)核，確保盾構(gòu)施工測(cè)量成果的真實(shí)可靠，為地鐵盾構(gòu)施工建設(shè)的順利實(shí)施及圓滿完成提供強(qiáng)有力的保障。

參考文獻(xiàn)

[1]北京城建勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司.城市軌道交通工程測(cè)量規(guī)范：GB/T50308-2017[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2017.

[2]中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì).工程測(cè)量規(guī)范：GB50026-2007[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2008.

[3]傅常慶.淺析地鐵泥水盾構(gòu)施工[J].科技資訊，2016（18）：72-73.

（作者單位：濟(jì)南軌道交通集團(tuán)工程研究咨詢有限公司）