地鐵盾構(gòu)法隧道貫通測量風(fēng)險分析與控制

羅石磊

摘 要：為了確定陀螺全站儀的可能性，陀螺全站儀的應(yīng)用是所討論的特定地鐵站的度量及應(yīng)用。研究結(jié)果表明：陀螺全站儀可以檢測到所有旋轉(zhuǎn)包括地球?qū)ψ赞D(zhuǎn)，然后找到正確的方向，從而限制了測量系統(tǒng)中系統(tǒng)問題的累積;該測量用于測量方法的目的是完善控制網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行精確測量地鐵隧道工程，確保地鐵工程的隧道暢通。

關(guān)鍵詞：地鐵盾構(gòu)法;隧道貫通;測量風(fēng)險分析;控制

0 引言

通過提高我國的社會經(jīng)濟(jì)實力，以及日益增強(qiáng)的綜合國力，國家將在我國大多數(shù)城市建立一個綜合的傳輸網(wǎng)絡(luò)和地下管道網(wǎng)絡(luò)。未來，隧道建設(shè)將越來越頻繁和高效。

1 引導(dǎo)隧道的測量概述

在盾構(gòu)隧道的建設(shè)中，當(dāng)收集連接的測量，地面控制的測量和地下控制的測量的測量出現(xiàn)誤差并不斷積累產(chǎn)生錯開時，將干擾現(xiàn)象稱為貫通誤差，而測量隧道技術(shù)主要是為了用于防止或減少錯誤。就貫通誤差而言，主要分為橫向貫通誤差和高程誤差。橫向貫通誤差是沿著線路的中心線的投影的長度，高程誤差是在高度處的投影的長度。在實際施工過程中，必須注意隧道干擾測量方案的設(shè)計，以確保交叉方向與交叉點(diǎn)之間的誤差符合設(shè)計規(guī)范的要求，并盡量減小誤差。

2 地鐵隧道貫通測量

由于礦山或分支的狹窄區(qū)域和大環(huán)境，難以使用多位置測量方法，常規(guī)的全站儀也受到更大的限制，將大大降低貫通隧道時測量方位方向的準(zhǔn)確性?？梢钥紤]一種測量地鐵邊緣的方法--加測陀螺邊，以控制地鐵隧道的測量誤差并改善隧道導(dǎo)體的方位角?？刂葡到y(tǒng)的目的是準(zhǔn)確確定真正的北向，減少系統(tǒng)誤差的累積，并準(zhǔn)確確定到達(dá)地鐵的地面旋轉(zhuǎn)，提高測量控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

3 工程實例應(yīng)用（青島地鐵隧道）

3.1 工程概況

青島地鐵1號線的總長度約為60公里。它是連接主城區(qū)和西海岸新城的主要線路，以及通往青島和新西海岸的新連接線。跨海通道的總長度約為8.1公里?？绾Ｓ蚣s3.5公里。該地鐵隧道目前是國內(nèi)最長的水下隧道。如何準(zhǔn)確地穿過長隧道是海段土建的主要任務(wù)。作為中國最早的跨海地鐵隧道，施工過程的主要任務(wù)是確保長距離隧道的準(zhǔn)確性。該項目將側(cè)重于GNSS穩(wěn)定性調(diào)查，精確的空間數(shù)據(jù)是通過精確的導(dǎo)線觀測和先進(jìn)的海洋平衡調(diào)查得出的。

3.2 高等級跨海水準(zhǔn)聯(lián)測

準(zhǔn)確測量海洋兩岸的海拔高度是確保連接海底隧道的海拔高度的一項重要任務(wù)。通過對膠州灣距離的聯(lián)合測量來減少誤差的收集。該項目以第一國家指標(biāo)作為基線，并測量該時期的比較指標(biāo)。通過海底潛艇連接青島大都市和黃島海底網(wǎng)絡(luò)的跨界網(wǎng)絡(luò)的海底網(wǎng)絡(luò)海底網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計考慮了許多選擇來優(yōu)化海底線路。提高了平整網(wǎng)絡(luò)的精度和觀測效率，為地鐵的建設(shè)提供了方便。高程控制網(wǎng)絡(luò)采用1985國家高程基準(zhǔn)，并根據(jù)國家二級標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計算。根據(jù)項目路布將水平網(wǎng)絡(luò)布置為線上的節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)，并且與水平交叉點(diǎn)存在多個重合點(diǎn)。該項目的重點(diǎn)是在正確的位置，高程點(diǎn)與精確線點(diǎn)重合。

3.3 作業(yè)過程

在跨界隧道南北的土建施工過程中，每公里開挖在正確的位置使用一個高精度的陀螺全站儀，而反向點(diǎn)則用于測量“真北”進(jìn)場。尋找適當(dāng)位置的已知定向邊緣傾斜邊緣，應(yīng)盡可能靠近平面投影位置，并在地面的已知邊緣測三個測回。然后，調(diào)查統(tǒng)計信息滿足陀螺方位角，用來計算要求驗證全站儀測得的導(dǎo)線結(jié)果。

4 現(xiàn)階段地下管線檔案工作中存在的主要問題

4.1 建設(shè)單位對地下管線檔案工作的關(guān)注不夠

建設(shè)單位沒有為地下管道檔案管理規(guī)定時間管理任務(wù)，也沒有對地下管道檔案部門的工作給予足夠的重視。地下管線的存檔數(shù)據(jù)未及時存檔，并且生成存檔的時間也被迫延時。地下管線檔案的管理工作在有限的時間內(nèi)沒有完成，這直接影響了監(jiān)測工作。

5 隧道斷面檢測的實際應(yīng)用方法

5.1 激光斷面儀

根據(jù)檢查原則協(xié)議文件和相關(guān)技術(shù)要求，總監(jiān)辦公室選擇了ZTSD-4激光輪廓來檢查大龍山頭隧道的斷面和襯砌斷面。此儀器采用極坐標(biāo)法，具有特定的物理方向（例如水平方向）為初始方向，矢量直徑（距離）以及儀器旋轉(zhuǎn)中心與實際中心點(diǎn)之間的距離。實際開挖輪廓線以給定時間（角度和距離）給出的順序進(jìn)行測量。夾角在矢量的半徑和起始方向之間，并且連接此矢量半徑的端點(diǎn)以實現(xiàn)開挖輪廓線。與計算軟件協(xié)作，自動完成開挖輪廓線和設(shè)計開挖輪廓線的空間三維匹配（將測量區(qū)域與標(biāo)準(zhǔn)截面進(jìn)行比較），并在每次測量之間添加出流值。點(diǎn)和相應(yīng)的設(shè)計開挖形狀（距離，面積）通過在特定時間測量隧道軸線上的多個截面，可以測量實際開挖方量，進(jìn)一步開挖方量和開挖不足方量。

5.2 陀螺全站儀定向測量

設(shè)計過程是監(jiān)視地鐵隧道開挖中的測量誤差，并確保在指定的位置可以方便地訪問隧道，陀螺儀站用于制定和實施隧道的三個階段的鉆孔測量計劃。正確調(diào)整定向方位角。在測量隧道穿透之前，先對隧道的整個回轉(zhuǎn)中心進(jìn)行陀螺儀側(cè)面測試，并使用陀螺全站儀確定整個測站的中心。確認(rèn)了整個站的轉(zhuǎn)接角的測量。當(dāng)陀螺轉(zhuǎn)子在沒有外力的情況下高速旋轉(zhuǎn)時，由于慣性或穩(wěn)定的軸，陀螺站的整個旋轉(zhuǎn)軸是穩(wěn)定的。當(dāng)陀螺儀轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)并且外圈軸（或內(nèi)圈軸）使用外部扭矩時，工具繞著內(nèi)圈軸（或外圈軸）旋轉(zhuǎn)，并且朝外扭矩方向旋轉(zhuǎn)的角度為90°。這是前提條件。陀螺全站儀稱為通用站方向測量，它充分利用控制軸和壓力特性來確定控制屏幕邊緣的方位角，然后獲得真實的控制方位角。屏完成定向過程所需的時間約為15分鐘，此外，整個陀螺儀臺站能夠自動確定測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)和方位角，而無需進(jìn)行進(jìn)一步的計算，該儀表還比較適用于小型振動環(huán)境。

5.3 斷面監(jiān)測方法

（1）將切割工具放在測量部分的區(qū)域，放置工具。（2）設(shè)置輸入?yún)?shù)，測量高度，測設(shè)角度，溫度和氣壓水平以及其他技術(shù)參數(shù)。定向于平坦或縱向曲線的隧道。（3）確定測試位置并使用掃描儀組件并且記錄數(shù)據(jù)（此過程設(shè)備可以自動完成）。（4）在該部分的某個點(diǎn)之外找到實際開挖輪廓線和設(shè)計的開挖輪廓線的三維圖圖形以及提取的超欠挖數(shù)值。

5.4 應(yīng)急救援

在工業(yè)生產(chǎn)線的建設(shè)過程中，為了控制重大事故、事件，突發(fā)事件或緊急情況以及對工作環(huán)境健康的潛在環(huán)境損害，竭力保障職業(yè)健康安全管理和環(huán)境保護(hù)，并為防止或減少潛在伴隨的環(huán)境影響以及在健康和安全方面進(jìn)行應(yīng)急準(zhǔn)備。工作將事故和事故造成的損失程度降至最低，并制定切實可行的應(yīng)急計劃。經(jīng)過鐵路部門和當(dāng)?shù)匕踩芾肀O(jiān)督部門進(jìn)行審查備案，列出且配備必要的應(yīng)急物資。

5.5 陀螺定向測量

從陀螺儀定向結(jié)果與橫向測量的方位角之間的差異值可以看出，在確保測量條件的準(zhǔn)確性條件下，陀螺儀定向測量結(jié)果是安全可靠的。符合描述性意圖的精確度。本次隧道貫通處的測量條件良好，觀測結(jié)果準(zhǔn)確可靠真實，陀螺全站儀定向一般具有很高的精確度，總的來說，在完整性方面是一致的，適度地滿足了要求。為了提高隧道貫通的測量精度，必須要根據(jù)陀螺全站儀定向的測量結(jié)果來改善和校正測量過程及結(jié)果，最終實現(xiàn)對地鐵隧道區(qū)域的通暢。

6 結(jié)束語

對于盾構(gòu)隧道貫通測量技術(shù)而言，其技術(shù)準(zhǔn)度要求較高，必須要利用有效的測量才能有效保證其施工效果。依據(jù)盾構(gòu)隧道施工工法而進(jìn)行施工，通過精準(zhǔn)的貫通測量技術(shù)應(yīng)用，尤其是對于隧道貫通誤差的控制，是實現(xiàn)工程的技術(shù)要求與全面貫通的根本保證。使用盾構(gòu)隧道測量技術(shù)時，對技術(shù)精度的要求非常高，必須采取良好有效的措施以確保其對施工產(chǎn)生積極影響。根據(jù)盾構(gòu)隧道的施工方法，實施適當(dāng)?shù)亩ㄏ驕y量技術(shù)，尤其是控制隧道貫通方向的誤差，是滿足項目技術(shù)要求和項目整體完整貫通的重要保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]畢繼鑫，田林亞，張洋，等.地鐵盾構(gòu)法隧道貫通測量風(fēng)險分析與控制[J].都市快軌交通，2019，32（5）：102-108.