地鐵施工控制測(cè)量檢測(cè)技術(shù)方法

閆陽(yáng)陽(yáng)

摘要：本文從地鐵施工測(cè)量質(zhì)量指標(biāo)和檢測(cè)限差、地鐵施工控制測(cè)量檢測(cè)內(nèi)容和技術(shù)方法、控制測(cè)量檢測(cè)技術(shù)重難點(diǎn)和保障措施進(jìn)行了探討和分析，對(duì)城市軌道交通工程控制測(cè)量檢測(cè)工作具有重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：地鐵；控制測(cè)量；檢測(cè)內(nèi)容；技術(shù)方法

1 引言

地鐵控制測(cè)量的主要目的是保證隧道準(zhǔn)確貫通，確保線路分段工程及與其它線路銜接無(wú)誤并滿足設(shè)計(jì)限界要求，保證全線在統(tǒng)一坐標(biāo)系下高質(zhì)量完工[1]。地鐵土建施工工藝復(fù)雜、承包商多，測(cè)量水平參差不齊，這對(duì)地鐵控制測(cè)量提出了更高的要求[2]。本文根據(jù)深圳地鐵控制測(cè)量檢測(cè)項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)分析了控制測(cè)量檢測(cè)檢測(cè)內(nèi)容、技術(shù)要求、檢測(cè)指標(biāo)和重難點(diǎn)及保障措施。

2 地鐵施工測(cè)量質(zhì)量指標(biāo)和檢測(cè)限差

2.1地鐵施工測(cè)量質(zhì)量指標(biāo)

地鐵施工測(cè)量質(zhì)量管理目標(biāo)為：保證地鐵建成后線路平、縱斷面符合設(shè)計(jì)要求；建筑體、地下結(jié)構(gòu)及各種設(shè)備能準(zhǔn)確就位，保證建成一條高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的地鐵工程[3]。地鐵施工控制測(cè)量的基本質(zhì)量目標(biāo)包括：貫通后總誤差滿足表（2-1）的規(guī)定；隧道襯砌和車站建筑物不侵入結(jié)構(gòu)限界；裝修物、設(shè)備、管線不侵入規(guī)定限界；各設(shè)備竣工形體、建筑物滿足施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[4]。

2.2地鐵施工測(cè)量檢測(cè)限差

控制測(cè)量檢測(cè)成果的取值原則為：當(dāng)原測(cè)成果和檢測(cè)成果較差不大于2倍中誤差時(shí)，采用原測(cè)成果。根據(jù)隧道貫通總誤差要求，深圳市城市軌道交通施工測(cè)量檢測(cè)的各項(xiàng)限差如下：

地上導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)互差≦±12mm；地下導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)互差：當(dāng)貫通距離小于600m時(shí)≦±14mm、當(dāng)貫通距離大于600m時(shí)，坐標(biāo)互差≦±18mm；地下導(dǎo)線起始邊（基線邊）方位角的互差≦±12″；導(dǎo)線邊的邊長(zhǎng)互差≦±8mm；地上、地下高程點(diǎn)高程的互差≦±3mm，≦±5mm；相鄰高程點(diǎn)高差的互差≦±3mm；隧道中線點(diǎn)、高架橋墩臺(tái)中心坐標(biāo)的互差≦±6mm；豎井、橋墩等經(jīng)懸吊鋼尺傳遞高程的互差≦±3mm；嚴(yán)格控制影響隧道橫向貫通誤差的因素。

3 地鐵施工控制測(cè)量檢測(cè)內(nèi)容和技術(shù)方法

3.1地鐵施工控制測(cè)量檢測(cè)內(nèi)容

結(jié)合我公司深圳市城市軌道交通13號(hào)線工程控制測(cè)量檢測(cè)工程實(shí)踐，控制測(cè)量檢測(cè)工作的主要內(nèi)容包括：

1）接受業(yè)主委托；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行踏勘，收集原始資料；制定施工控制測(cè)量檢測(cè)技術(shù)方案，并報(bào)業(yè)主單位認(rèn)可；編制相關(guān)工作管理辦法和實(shí)施細(xì)則；

2）代表業(yè)主交接樁，接收設(shè)計(jì)單位移交給地鐵公司的地鐵施工控制網(wǎng)、樁點(diǎn)及其它測(cè)量資料，負(fù)責(zé)工程實(shí)施中各個(gè)階段的交接樁工作。檢測(cè)并維護(hù)首級(jí)平面控制網(wǎng)、二等水準(zhǔn)網(wǎng)、沿線精密導(dǎo)線網(wǎng)、精密水準(zhǔn)網(wǎng)，確保施工測(cè)量控制網(wǎng)的準(zhǔn)確性和完整性；制定和統(tǒng)一全線測(cè)量作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，保證各分段工程的銜接，確保全線在統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)下進(jìn)行施工；

3）對(duì)各承包商的測(cè)量技術(shù)方案進(jìn)行審核，對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行檢測(cè)；對(duì)各承包商的地面加密控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)全線施工單位傳遞或引測(cè)的隧道洞內(nèi)控制點(diǎn)、中線控制點(diǎn)、精密導(dǎo)線點(diǎn)、精密水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)。

4）在地鐵暗挖段進(jìn)行豎井聯(lián)系測(cè)量檢測(cè)，確保從豎井傳遞的平面坐標(biāo)、高程成果的正確性；進(jìn)行地下精密導(dǎo)線、精密水準(zhǔn)的檢測(cè)，并跟蹤至適當(dāng)長(zhǎng)度。

5）暗挖段的貫通測(cè)量；全線中線竣工測(cè)量；凈空斷面測(cè)量；鋪軌控制基標(biāo)（CPIII）測(cè)量、檢測(cè)；限界測(cè)量等。

3.2地鐵施工控制測(cè)量檢測(cè)流程

承包商各分項(xiàng)測(cè)量工作獨(dú)立完成，如施工測(cè)量方案編制、加密控制網(wǎng)布設(shè)、豎井聯(lián)系測(cè)量、隧道內(nèi)加密控制點(diǎn)測(cè)量、貫通測(cè)量、斷面測(cè)量、鋪軌控制測(cè)量等，由項(xiàng)目部審核后報(bào)送測(cè)量監(jiān)理工程師；測(cè)量監(jiān)理工程師負(fù)責(zé)審核承包商的測(cè)量技術(shù)方案、測(cè)量成果等，不符合要求可責(zé)令承包商返工，滿足要求后由總監(jiān)理工程師簽字報(bào)送控制測(cè)量檢測(cè)單位；控制測(cè)量檢測(cè)單位收到監(jiān)理部審核承包商的成果后將進(jìn)行復(fù)審，如承包商的成果滿足有關(guān)要求，檢測(cè)單位將在最短的時(shí)間內(nèi)安排檢測(cè)，并將檢測(cè)成果返回監(jiān)理部，監(jiān)理部將檢測(cè)結(jié)果返回給承包商。

3.2地鐵施工控制測(cè)量檢測(cè)技術(shù)方法

3.2.1 地面控制測(cè)量檢測(cè)

在地鐵線路施工前，由設(shè)計(jì)院在地鐵沿線布設(shè)二等衛(wèi)星定位控制網(wǎng)，三等精密導(dǎo)線網(wǎng)和II等水準(zhǔn)網(wǎng)，為地鐵施工提供精確測(cè)量數(shù)據(jù)。在接收到業(yè)主單位委托后，對(duì)設(shè)計(jì)院布設(shè)的地面控制網(wǎng)進(jìn)行首次檢測(cè)，在檢測(cè)前應(yīng)對(duì)原測(cè)成果進(jìn)行全面的檢查和分析，對(duì)起算成果數(shù)量、聯(lián)測(cè)情況、網(wǎng)型合理性進(jìn)行檢查。工程建設(shè)過(guò)程中應(yīng)1年～2年復(fù)測(cè)1次，并根據(jù)控制點(diǎn)穩(wěn)定程度改變檢測(cè)頻次。

1）地面平面控制測(cè)量

城市軌道交通平面控制網(wǎng)分三級(jí)布設(shè)，一等網(wǎng)為全市軌道交通平面控制網(wǎng)，采用靜態(tài)測(cè)量方法一次全面布設(shè)；二等網(wǎng)為線路控制網(wǎng)，采用靜態(tài)測(cè)量方法分期布設(shè)；三等網(wǎng)為線路加密控制網(wǎng)，采用精密導(dǎo)線測(cè)量方法。二等線路控制網(wǎng)具有滿足各自線路建設(shè)運(yùn)營(yíng)的功能，應(yīng)采用至少3個(gè)一等全市軌道交通控制點(diǎn)作為約束點(diǎn)，并應(yīng)沿線路布設(shè)。在隧道出入口、車站、豎井和車輛段附近設(shè)置控制點(diǎn)，在線路銜接或換乘處布設(shè)2個(gè)以上的重合點(diǎn)。三等線路加密控制網(wǎng)沿線路兩側(cè)布設(shè)，采用附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線或結(jié)點(diǎn)導(dǎo)線網(wǎng)形式。

2）地面高程控制測(cè)量

城市軌道交通地面高程控制測(cè)量采用II等水準(zhǔn)測(cè)量方法，水準(zhǔn)路線布設(shè)成附合路線、閉合路線或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。II等水準(zhǔn)網(wǎng)點(diǎn)間平均距離宜小于2km，豎井、車站及車輛段附近的水準(zhǔn)點(diǎn)不宜少于2個(gè)。

3.2.2 施工加密控制點(diǎn)測(cè)量檢測(cè)

施工加密控制點(diǎn)是土建承包商在二等衛(wèi)星定位控制網(wǎng)、三等精密導(dǎo)線網(wǎng)和II等水準(zhǔn)網(wǎng)基礎(chǔ)上，布設(shè)在車站、豎井及車輛段等附近的能夠滿足施工放樣要求的控制點(diǎn)。加密控制點(diǎn)測(cè)量檢測(cè)技術(shù)要求同地面控制測(cè)量。

3.2.3 聯(lián)系測(cè)量檢測(cè)

聯(lián)系測(cè)量的目的是將地面控制點(diǎn)坐標(biāo)、方位及高程傳遞到車站底板，以指導(dǎo)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)、隧道開挖等。聯(lián)系測(cè)量是施工控制測(cè)量工作的重中之重，也是要求最高、難度最大的重點(diǎn)工作。聯(lián)系測(cè)量包括地面近井導(dǎo)線測(cè)量、近井水準(zhǔn)測(cè)量及通過(guò)斜井、豎井、鉆孔、平峒的定向測(cè)量和高程傳遞測(cè)量。在隧道貫通前，聯(lián)系測(cè)量工作應(yīng)至少進(jìn)行3次，當(dāng)單向掘進(jìn)隧道距離大于1.5km時(shí)，應(yīng)采用高精度聯(lián)系測(cè)量方法或增加聯(lián)系測(cè)量次數(shù)，提高定向精度。

平面聯(lián)系測(cè)量檢測(cè)可根據(jù)不同的情況采用陀螺全站儀加鉛垂儀組合定向、一井定向、兩井定向、投點(diǎn)定向和導(dǎo)線直接傳遞等；高程聯(lián)系測(cè)量可采用電磁波測(cè)距三角高程法、懸掛鋼尺法、電磁波測(cè)距法和水準(zhǔn)測(cè)量法等。平面聯(lián)系測(cè)量精度的好壞對(duì)隧道掘進(jìn)的影響最大，對(duì)地下定向邊方位角的檢測(cè)應(yīng)按照檢測(cè)限差嚴(yán)格執(zhí)行。

3.2.4 地下控制測(cè)量、貫通測(cè)量

地下控制測(cè)量包括地下平面控制測(cè)量和地下高程控制測(cè)量，起算點(diǎn)為聯(lián)系測(cè)量成果。地下控制測(cè)量的技術(shù)要求同地面控制測(cè)量，在隧道貫通前與聯(lián)系測(cè)量同步進(jìn)行，當(dāng)單向隧道掘進(jìn)長(zhǎng)度超過(guò)1500m時(shí)，應(yīng)采用陀螺儀定向法增加約束條件以滿足隧道貫通要求。相鄰車站間或相鄰豎井間隧道貫通后，地下控制點(diǎn)間構(gòu)成附合線路，進(jìn)行隧道貫通測(cè)量。

4 控制測(cè)量檢測(cè)技術(shù)重、難點(diǎn)和保障措施

4.1施工控制測(cè)量檢測(cè)技術(shù)重、難點(diǎn)

1）軌道交通項(xiàng)目平面及高程控制網(wǎng)一般沿線路布設(shè)，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，受施工及其它影響，會(huì)出現(xiàn)控制點(diǎn)被破壞的情況，所以對(duì)于控制點(diǎn)的保護(hù)和及時(shí)恢復(fù)是城市軌道交通控制測(cè)量檢測(cè)的重點(diǎn)；

2）精密導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)距精度的高低，對(duì)相鄰點(diǎn)的相對(duì)點(diǎn)位中誤差影響很大，如何提高精密導(dǎo)線網(wǎng)的測(cè)距精度，是城市軌道交通控制測(cè)量檢測(cè)任務(wù)的重點(diǎn)；

3）城市軌道交通工程通常按標(biāo)段施工，且開工時(shí)間、施工方法不同，又分別由不同的承包商施工，各承包商的測(cè)量管理水平、測(cè)量人員水平參差不齊，如何讓各承包商依照規(guī)范要求在相同的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下作業(yè)，是城市軌道交通控制測(cè)量檢測(cè)任務(wù)的難點(diǎn)；

4）對(duì)于長(zhǎng)大區(qū)間如何保證聯(lián)系測(cè)量的精度以及隧道內(nèi)加密控制點(diǎn)的精度，確保區(qū)間順利貫通，是城市軌道交通控制測(cè)量檢測(cè)的重點(diǎn)也是難點(diǎn)。

4.2控制測(cè)量檢測(cè)技術(shù)保障措施

1）建立控制點(diǎn)巡視專項(xiàng)記錄，定期對(duì)全線控制點(diǎn)進(jìn)行巡視，發(fā)現(xiàn)破壞后立即進(jìn)行維護(hù)，將維護(hù)成果及時(shí)上報(bào)至業(yè)主，并將維護(hù)成果向承包商進(jìn)行交樁；

2）為了提高精密導(dǎo)線網(wǎng)測(cè)距、測(cè)角精度，在精密導(dǎo)線網(wǎng)檢測(cè)過(guò)程中投入高精度測(cè)量機(jī)器人，選擇適合觀測(cè)的時(shí)段進(jìn)行精密導(dǎo)線網(wǎng)的檢測(cè)，測(cè)量時(shí)精確測(cè)定溫度、氣壓及濕度值，進(jìn)行改正，并采用三腳聯(lián)架法進(jìn)行精密導(dǎo)線網(wǎng)的檢測(cè)；

3）建立完善的技術(shù)交底工作，統(tǒng)一作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。施工開始前，對(duì)標(biāo)段項(xiàng)目管理人員和施工人員進(jìn)行交底，確保各承包商按標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)，制定統(tǒng)一的報(bào)審表；

4）對(duì)于長(zhǎng)大區(qū)間，在進(jìn)行洞內(nèi)平面控制點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，采用閉合導(dǎo)線、雙支導(dǎo)線或彼此相連的帶狀導(dǎo)線環(huán)（網(wǎng)）等方式提高點(diǎn)位精度，或者采用陀螺經(jīng)緯儀定向，調(diào)整盾構(gòu)掘進(jìn)方向，滿足要求時(shí)，取平均值作為指導(dǎo)施工的依據(jù)。進(jìn)行洞內(nèi)高程控制點(diǎn)檢測(cè)時(shí)，采用II等水準(zhǔn)的方法，起算于地下近井水準(zhǔn)點(diǎn)且至少聯(lián)測(cè)兩個(gè)已知點(diǎn)作檢核。滿足要求時(shí)，取逐次平均值作為指導(dǎo)施工的依據(jù)。

5 結(jié)語(yǔ)

施工控制測(cè)量檢測(cè)工作是保證各工區(qū)順利銜接重要工作，是地鐵能否順利貫通并建成高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)工程的重要工作。總結(jié)地鐵施工控制測(cè)量檢測(cè)技術(shù)方法、工作流程、關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)提高控制測(cè)量檢測(cè)工作具有重要意義。

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（作者單位：機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司）