如何做好地铁盾构洞内控制测量分析

如何做好地铁盾构洞内控制测量分析

作者：刘军

来源：《中国新技术新产品》2016年第13期

摘 要：地下控制网是盾构掘进、管片施工、设备安装等任务最基础性的工作，建立和完善高精度控制网的重要性不言而喻。基于此，本文首先对测量人员与仪器设备进行分析，对洞外控制网复测进行研究，对联系测量以及地下控制测量进行探讨，又提出盾构施工测量方式，以期对于地铁盾构洞内控制测量的提升，起到一定的促进作用。 关键词：地铁；盾构；控制网；测量 中图分类号：U231 文献标识码：A 一、测量人员与仪器设备

测试人员是做好测量工作的重中之重，测量设备当然也很重要，但是如果没有高素质、责任心很强的工作人员使用，一旦产生测量事故，则再精良的设备也毫无意义。从另外一个角度分析，测量设备的精度稍微差些，利用正确的方法及技术，尽量降低系统误差产生的影响，最后得出的结果也符合要求，最多是工作效率降低。比如说，落后的仪器设备在贯通隧道方面发挥着重要作用。因此，笔者建议高素质测量人员与精密测量设备一样重要，二者相互结合，将会事半功倍。 1.1 测量人员

每一个工程项目必须要配备足够的人员，首先要有独立资料核算人员两名，其他人等视具体情况而定。测量资料必须要有两人以上进行平行计算及复核，决不可让制度流于表面，许多工程项目的人员配置存在不足的情况，资料与数据计算均由他人负责，为了应付检查而做了许多表面工作，而不是真正的复核计算。众所周知，测量人员的素质、责任心对于项目的重要性不言而喻，一个人做事具有其独特的惯性思维，必须要由另外一个人进行复核，才能确保不会出现事故。 1.2 仪器设备

控制测量必须要涉及到以下设备，包括GPS、全站仪、水准仪等，这些设备都是属于强制检测的范围之内，必须要在一定周期内进行检查，确保无问题才可投入到使用中。对仪器鉴定来说，并非有合格证就可以投入使用，可能存在其他情况。针对检定合格的GPS接收机，对其检定结果不用进行其他处理而直接应用。针对检定合格的水准仪等，根据规范要求进行应用，包括在站前后视距差进行控制、测段前后视距累计差进行控制等，在一定程度上消除了部分误差，测量所得的外业数据无需进行调整也可以满足需求。对于检定合格的全站仪、钢尺与以上其他设备存在一定区别，必须要根据检定结果的系数进行稍微调整后才可得到正确的结

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果。一般来说，钢尺应用于竖井高程的测量，必须悬挂和检定时一致的重锤，如果井深大于50m还可以用钢尺自重张力进行调整才可以获取正确结果。 二、洞外控制网复测

洞外GPS、导线、控制网等才是地下控制测量的关键，其准确性、精度会对最后隧道贯通误差产生直接的影响，因此联系测量与地下导线测量阶段开始之前要先开始洞外控制外的复测，以此对控制点的稳定性进行确定，并判断是不是达到了精度要求。因为规范中对于控制网复测及原本设计结果中较差限差并未进行明确，具体规范可以参考表1、表2。

在规范中确定的技术指标大多数情况指的是设计院建立和完善控制网必须要达到的要求标准，也可以说是在复测过程中本身需要达到的标准，在复测成果和设计成果较差在一定范围内算合限，以此认定设计院点稳定。此外，在规范中实际上和高铁测量规范有一定差别，并未做明确规定。对于前期各项指标以及提报的数据资料进行分析，复测结果体现在资料中的高程测量成果大体上按照1等于±6或者2等于±8，以此对设计数据稳定性进行判别，从而获取准确数据。GPS、导线的复测结果反而有些不准确，较差的数值都可以表达为满足规范要求。 三、联系测量以及地下控制测量

联系测量主要包含以下几个方面的内容，首先是地面进井导线进行测量，以及近井水准进行测量；利用竖井、斜井、平洞以及钻孔的定向测量及传递高程进行测量；还有就是地下近井导线测量及近井水准进行测量。实际上，地面、地下近井导线测量及近井水准测量并未存在其他差别，根据导线及水准测量方式实现。本文着重讨论定向测量及传递高程测量等问题。 （1）联系三角形定向测量

联系三角形大多应用于竖井定向，因为定向边非常短，大多在几米到十几米范围内，而且测量过程中条件要求非常严格，必须要求联系三角形的夹角、边长比例符合相关条件。作业过程比较复杂而又繁琐，最后得出的定向精度却不是很理想，导致使用范围存在很大的限制。 （2）投点定向测量

当盾构始发位于车站，以及条件允许可以在地面钻孔，当定向边长大于60m时最常见的方法。如果选择钢丝投点的方式，定向测量的方法类似于无定导线传递坐标；如果选择投点仪投点，定向测量类似于一般精密导线传递坐标，而且精度可以较好地控制，其测量条件和联系三角形相比较来说比较宽松，而且定向边长不短，测量所需的投入较少，这也是现阶段施工企业应用最为广泛的一种方法。

地下控制测量与地面精密导线实际上和水准测量在根本上来说差别不大，选择的作业方法也大体一致，在规范中也有非常细致的说明。笔者主要针对地下控制导线的特殊性进行说明，包括以下几点：

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首先，地下导线的进度要根据施工过程的进度不断推进，而和地面控制网有明显差别，并不是一次建成。

其次，地下导线实际上就是一条支导线，在导线的前端没有已知点进行约束，其误差容易被成比例放射状扩大，为尽可能降低对点误差及误差积累，在洞内导线点适合选择强制对中标志，边长在通视条件下要尽量调大，平均175m时处于最佳长度，测量时尤其要注意对其进行复核，已避免产生错误。

最后，如果隧道长度大于1500m，则除了上文提起的钻孔投测坐标点以及加测陀螺方位角，还必须要把控制导线进行网状布设，一方面能够强化自身测量进行检核，另一方面能够利用严密平差对测量成果质量进行改善。 四、盾构施工测量

（1）始发前盾构机最初始的位置及姿态对于准确掘进产生一定程度的影响，因此要准确测定。针对具备导向系统的盾构机，也必须要通过人工测量的方式实现检核测量的过程，最后对自动导向系统的结果和人工测量结果进行对比，二者结果一致才可以进行下一步掘进施工。 （2）应用于自动导向系统挂篮上的控制点也必须要根据控制导线的测量方式进行测设，避免出现直接测坐标的方式。

（3）盾构掘进过程中必须要在一定的距离内，利用人工测量的方式对盾构姿态及衬砌环状况开展检核测量，最后对盾构机的掘进参数进行修正和调整。

（4）最后，洞内施工控制点及导向系统应用的控制点，在原则上是不允许使用暂时性转点，防止出现转点之上再有转点的情况。 结语

总而言之，建立和完善高精度的地下控制网是确保地铁盾构区间根据规范完成隧道贯通的必要条件，其中所要求的高精度必须要结合测量人员、设备以及正确的测量方法，三者缺一不可，此外还需要有科学的管理复核制度，努力维护一个最佳的测量条件，避免出现测量失误，促进测量精度的提升。 参考文献

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