盾构法施工中的测量技术分析

何衔

摘 要：地铁建设大多采用盾构法进行区间隧道施工，而盾构法对测量精度的要求较高，测量人员需结合现场情况，采用合适的测量方法提高测量精度，从而为盾构法施工提供技术保障。

关键词：城市轨道；地铁建设；盾构法；测量技术；

为缓解城市的交通压力，各大城市均在规划修建地铁，而地铁建设大多采用盾构法进行区间隧道施工，同时盾构法施工也越来越多的应用在公路、电力、供排水、通信等施工领域。而盾构法对测量精度的要求较高，测量人员需结合现场情况，采用合适的测量方法提高测量精度，从而为盾构法施工提供技术保障。本文主要对盾构施工中的测量有关内容进行全面分析和梳理：

一、关于盾构法施工测量的内容

在地铁建设开展前，测量人员需构建切实可行的平面及高程控制系统，确保测量成果的及时性和准确性。在明确测量方法、精度标准之后，测量实际工作大致可分为两部分：

第一，地面控制测量工作。在工程开始之前，业主移交控制点之后，测量人员需要对地面控制点的坐标进行复测，以评估移交控制点坐标的准确性是否满足施工需要。该测量成果必须经多级测量复核确认，并周期性的开展复测工作。地面控制测量分为平面控制测量和高程控制测量。平面控制测量有三角测量法、精密导线法和GPS定位法等测量方法，高程控制测量有常规水准测量法和三角高程测量法。实际施工测量常采用精密导线法和常规水准测量法复测确定测量控制点。

第二，联系测量工作。工程开始后，需将地面平面坐标系统和高程系统传递到地下施工区域以便指导地下施工，此项传递数据的工作称为联系测量。联系测量分为平面定向测量和高程传递测量。其中高程传递测量有钢尺传递法和测距仪传递法两种测量方法；定向测量有一井定向，二井定向和陀螺仪定向等测量方法。实际施工中常用钢尺传递法和二井定向传递地面坐标，在较长的隧道施工中，还要增加陀螺仪定向来验证联系测量成果。

（一）常用测量方法的特点

1、精密导线法：精密导线测量是指精度达到相邻点位的相对中误差不超过1：120 000的导线测量，一般指国家二等或二等以上的导线测量。精密导线有单附和导线形式、双附和导线形式或多边形闭合导线形等，该测量方法误差小，能很好地服务于施工需要。

2、钢尺传递法：是指利用垂直于地面的钢尺，来测定地面和地下两点之间的高差，然后根据地面点的高程来推算出地下点高程的方法，钢尺法测量作业受场地条件影响较小，且精度较高。

3、两井定向法：是指利用能通视的两个竖井，悬吊钢丝，分别在地面地下测定两钢丝的坐标，在井下用无定向导向进行计算，求出井下导线的坐标作为地下导向的起算边的测量方法。该方法精度较高，实际测量中，需注意两根钢丝之间的距离应尽可能长。

（二）各项检测的限差

1、地上导线点的坐标互差≤ ± 12mm；

2、地下导线点的坐标互差：在近井点附近≤ ± 16mm；在贯通面附近≤±25mm；

3、盾构法区间隧道长度超过1500m时，掘进超过1000m后互差≤ ± 20mm；

4、地上高程点高程的互差≤ ± 3mm；

5、盾构始发井地下高程点高程的互差≤ ± 5mm；

6、盾构法区间隧道长度超过1500m时，掘进超过1000m后较差≤ ± 10mm；

7、贯通前，高程较差≤ ± 10mm；

8、地下导线起始边（基线边）方位角的互差≤ ± 12″；

9、相邻高程点高差的互差≤ ± 3mm；

10、导线边的边长互差≤ ± 8mm；

11、经竖井悬吊钢尺传递高程的互差≤ ± 3mm；

12、围护结构中心、曲线要素直缓点、缓直点坐标较差≤ ± 10mm；

13、洞门环中心较差≤ ± 50mm。

二、盾构法施工中测量作业的特点

盾构法施工多在交通繁忙、建筑物稠密和地下管网密布的城市环境中建设，是一个系统性的工程，不仅造价昂贵，技术方面要求也较高。另外，在盾构法施工期间，工程本身和周围环境的安全和稳定对社会影响也十分巨大。因此服务于盾构法施工的工程测量有其特殊精度和方法方面的要求，概括起来有以下几点

（1）测量精度高。为了合理节约工程投资，设计单位给出的隧道建筑限界裕量较小，同时为保证全线准确贯通、轨道平顺、设备安装的准确，故对测量精度提出了高要求。平面导线应布设成附合导线，当使用加密点时，必须利用第三个已知点检查其几何关系，以确定其可靠性。

（2）测量内容多。除了要进行控制测量和联系测量，还要成型管片复测及盾构机姿态复测等工作。测量作业人员需合理安排人力，及时完成各项测量任务，及时上报测量成果。

（3）作业环境恶劣。地面测量因作业环境多为建筑物稠密的城市环境；联系测量、地下测量中，作业环境差（粉尘污染、能见度差），空间有限，多余观测条件较少；地面、地下控制测量都经常存在短边的情况，加之沿线的地表沉降变形影响测量点位的稳定，所有这些都给测量成果精度的提高帶来很大困难。

三、盾构法施工中测量作业的注意事项

（一）严格执行交接桩制度

1、建设单位测量主管部门应向土建承包商和驻地监理单位提供首级控制网—GPS点、精密导线点、水准点点位和资料。

2、交接桩由相关建设单位组织，业主测量队、驻地监理及承包商参加，各方签署交接桩记录。

3、承包商接桩后，必须对控制网进行复测和对桩点进行保护。复测情况及处理措施报告须经监理工程师审核批准后上报给建设单位审定。

4、工程完工后，土建承包商必须向建设单位移交经业主测量队检测过的足够数量的轨行区底板控制点，工程才能进行验收。

（二）编制上报本工程的测量方案

承包商在本工点开工前，应编制本工程的测量方案，并经驻地监理审查后报建设单位测量主管部门批准执行。按批准的测量方案进行测量作业，并切实保护好现场测量标志。方案包含，但不限于以下内容：

1、技术部分合理，有针对性、可操作性，测量方案的重点应保证工程的空间位置正确，保证与相邻工程的正确贯通；

2、明确人员组织架构及架构内主要人员职称证书的复印件；

3、须明确自身的质保措施，建立行之有效的多级复核制度；

4、拟投入使用的测量仪器的检定证书的复印件。

（三）盾构施工测量的有关管理流程

1、交接桩；

2、施工单位应对所接的控制桩进行复测，复测资料需报建设单位测量主管部门审核；

3、开工前的施工测量方案申报；

4、承包商可根据现场实际情况，选择是否对建设单位测量主管部门移交地面控制点进行加密，如进行了加密，则必须经业主测量队检测合格；

5、施工期间施工测量方案落实；

6、与相邻工点的贯通测量；

7、与相邻工点的控制点联测；

8、用联测后的控制点成果进行断面测量；

9、工程验收前移交联测后的控制点给业主。

（四）盾构施工应该测量检核的施工内容

1、地面加密控制网测量（含平面及高程）；

2、始发井或吊出井洞门环中心；

3、始发前联系测量的起算边及地下水准；

4、在隧道掘进至200m处时开展联系测量，本次联系测量的地下导线边必须作为永久基线边，加以妥善保护；

5、在隧道掘进至400m处时开展联系测量，之后每掘进400m开展一次联系测量；

6、在隧道掘进至距离贯通面200m处时开展贯通前聯系测量：；

8、若单向掘进长度超过1500m，每掘进800m均须加测陀螺定向；

9、隧道贯通测量；

10、地下导线联测；

11、断面测量。

结束语

总而言之，盾构法施工正因有安全性高、不受天气影响、环境危害较小等特点，正被越来越多的土建工程所青睐，而盾构机的导向系统必须有控制测量的支持才能运作。为了保证盾构隧道的顺利贯通，测量工作作为基础工作必须得到重视。

参考文献

[1] 张彬.城市地铁建设中的测量技术分析[J].江西建材，2017（4）：226，229.

[2]官小翔.关于城市地铁隧道结构断面测量技术探讨[J].建筑工程技术与设计，2016（31）：324.

（作者单位：广州轨道交通建设监理有限公司）