【摘要】針對在城市地鐵隧道建設(shè)中越來越常用的盾構(gòu)掘進技術(shù)，結(jié)合項目實際情況，對其隧道盾構(gòu)掘進施工過程中的施工測量進行深入分析，提出施工測量過程中需要注意的要點，旨在為類似項目的隧道盾構(gòu)掘進施工測量提供技術(shù)參考，使施工測量發(fā)揮出應(yīng)有的作用效果。

【關(guān)鍵詞】城市地鐵;地鐵盾構(gòu)掘進;施工測量

如今，城市地鐵工程建設(shè)正快速發(fā)展，多數(shù)地鐵都采用盾構(gòu)進行掘進。為保證盾構(gòu)掘進施工質(zhì)量，滿足設(shè)計和規(guī)范的要求，在施工中必須認真做好測量工作，為實際的盾構(gòu)掘進提供可靠參考依據(jù)，防止偏差的產(chǎn)生。

1、項目概況

中鐵十四局集團有限公司承建的長株潭城際鐵路綜合Ⅱ標(biāo)位于長沙市，線路自長沙站南端引出，跨人民中路后，以隧道方式穿京廣鐵路、東二環(huán)，于勞動?xùn)|路下方設(shè)樹木嶺地下車站;出站后繼續(xù)以隧道方式沿樹木嶺路南行，至香樟路口設(shè)香樟路站，出站后線路沿圭塘河南行至圭塘，爾后下穿圭塘河繼續(xù)向南下穿湘府中路設(shè)湘府路地下車站，爾后下穿湖南省植物園和紅星村后于長沙汽車南站下方設(shè)汽車南站地下車站，出站后線路轉(zhuǎn)向西南沿老G107行進，過南繞城高速后線路出洞，隧道長12640m（含4座地下車站）建筑長12800m。

2、施工測量

2.1參數(shù)錄入與姿態(tài)復(fù)核

將盾構(gòu)機拼裝好后，應(yīng)對其自動導(dǎo)向系統(tǒng)實施各項參數(shù)的錄入，將參數(shù)錄入好后，對自動計算得出的線路坐標(biāo)與通過人工計算得出的坐標(biāo)實施對比，經(jīng)對比確認無誤后，即可使用錄入的參數(shù)。盾構(gòu)機掘進開始前，還要對其姿態(tài)作必要的復(fù)核，以廠家提供的參照點為依據(jù)，通過反算確定盾構(gòu)機姿態(tài)，然后標(biāo)示參照點，為掘進時的姿態(tài)動態(tài)復(fù)核提供方便。經(jīng)檢查確認盾構(gòu)機實際姿態(tài)與人工復(fù)核姿態(tài)完全相同時，才可以正式開始掘進。當(dāng)盾構(gòu)即將穿越構(gòu)筑物時，應(yīng)對洞內(nèi)的導(dǎo)線及吊架控制點等進行嚴(yán)格檢查與校正[1]。

2.2系統(tǒng)移站

對自動導(dǎo)向系統(tǒng)進行移站之前，應(yīng)先檢查確定洞內(nèi)導(dǎo)線點是否穩(wěn)定，每次移站都要做好檢查。經(jīng)計算確定吊架上控制點以后，在自動導(dǎo)向系統(tǒng)中進行測站參數(shù)的設(shè)置，對移站之前和之后的盾構(gòu)姿態(tài)進行核對，若姿態(tài)相差較大，已經(jīng)超出限值，則應(yīng)找出原因，并采用有效措施加以解決，然后才可繼續(xù)掘進。在每次移站過程中，都要認真填寫盾構(gòu)姿態(tài)檢查記錄，同時要由現(xiàn)場管理人員進行簽認。

若全站儀激光束能沿垂直方向射入到激光靶屏幕上，則說明入射光有效，然而，在激光靶中，感光屏幕角度存在一定限制，其中，旋轉(zhuǎn)角為±40°，上下傾角為±5°，左右傾角為±15°?；诖?，激光全站儀所在位置和激光靶之間的距離不能過長，當(dāng)為曲線段時，通常以50-80m為宜，當(dāng)為直線段時，通常以120-200m為宜，具體數(shù)值可根據(jù)反射激光強度及激光斑點大小確定[2]。

2.3吊架控制點檢查

盾構(gòu)開挖時，其刀盤開挖直徑往往比管片的外徑略大，此時會產(chǎn)生一定空隙，需通過壁后注漿來有效填充，但砂漿達到凝固需要一定的時間，加之掘進過程中產(chǎn)生的振動等因素，管片要達到穩(wěn)定需很長時間。對此，對吊架控制點進行定期檢查是十分重要且必要的。

定期維護導(dǎo)向系統(tǒng)，保證系統(tǒng)能夠始終保持在正常運行狀態(tài)，使全站儀和目標(biāo)棱鏡之間能夠正常通視，避免人員或者是其它物體對棱鏡造成遮擋。對數(shù)據(jù)傳輸電纜進行定期檢查，確保所有數(shù)據(jù)都能得以正常傳輸。在日常工作中，及時清除全站儀及棱鏡上的雜物與灰塵，使全站儀可以正常觀測。另外，還要做好托架與電纜線的實時巡視，防止刮擦及碰撞等問題的發(fā)生[3]。

盾構(gòu)姿態(tài)測量時，各測量項目的允許誤差為：（1）靶平面方向偏差測量，其測量誤差不能超過±5mm;（2）靶平面高程偏差測量，其測量誤差不能超過±5mm;（3）靶平面里程偏差測量，其測量誤差不能超過±10mm;（4）兩條軸線之間的平面夾角測量，其測量誤差不能超過±1mm/m;（5）縱向坡度測量，其測量誤差不能超過±1mm/m;（6）橫向旋轉(zhuǎn)角測量，其測量誤差不能超過±1mm/m[4]。

盾構(gòu)刀盤所在位置實測誤差根據(jù)以上要求考慮靶平面和刀盤中心之間的距離，刀盤所在位置的誤差可采用以下計算公式確定：

（1）

式（1）中， C表示刀盤所在位置的誤差，單位：mm;A表示靶平面所在位置的實際誤差，單位：mm;L表示靶平面和刀盤中心之間的里程差，單位：m;θ表示軸線夾角的實測誤差，單位：mm/m。

在采用自動導(dǎo)向系統(tǒng)進行檢查的基礎(chǔ)上，還應(yīng)制定采用人工來測量確定盾構(gòu)實際位置的方法，將其作為一個備用系統(tǒng)來使用。采用人工進行測量的過程中，起始數(shù)據(jù)可從目前已經(jīng)保持在穩(wěn)定狀態(tài)的控制點中選用，此外也可從系統(tǒng)已知數(shù)據(jù)當(dāng)中選擇。需要注意的是，采用人工測量的方法時，需要認真檢查所有已知數(shù)據(jù)，其測量結(jié)果的誤差要控制在以上要求的 倍以內(nèi)[5]。

按照一定時間間隔采用人工對盾構(gòu)實際姿態(tài)予以測量，同時和導(dǎo)向系統(tǒng)給出的結(jié)果相比較，這兩者的誤差不能超過以上要求的 倍，若不滿足要求，則要以人工測量結(jié)果為依據(jù)對導(dǎo)向系統(tǒng)中所有原始數(shù)值實施修正。

2.4管片測量

將管片安裝好以后，應(yīng)立即對其位置進行檢查和測量，此時進行的檢測實際上是對導(dǎo)向系統(tǒng)所給出的姿態(tài)進行的復(fù)核，能為同步注漿與二次注漿等提供可靠的指導(dǎo)和參考依據(jù)，若管片的偏差相對較大，則可通過對注漿壓力的適當(dāng)調(diào)整來糾正偏差。對于檢測間隔，一般確定為每掘進10-15環(huán)進行一次，在每次測量過程中都要有3-5環(huán)的搭接。如果管片實際姿態(tài)和導(dǎo)向系統(tǒng)所提供的姿態(tài)存在很大差別，則要采用人工對全站儀及后視棱鏡實際坐標(biāo)進行復(fù)測，確定盾構(gòu)機的實際姿態(tài)，以此確定產(chǎn)生偏差的主要原因，以免隧道的實際軸線和設(shè)計要求的軸線存在太大偏差。如果連續(xù)兩個搭接環(huán)的實際偏差都很大，則要增加一定搭接環(huán)數(shù)，適當(dāng)增加檢測頻率，將管片的實際姿態(tài)及時反饋至現(xiàn)場工作人員，采用如圖1、2所示的方法對反射片所在位置的三維坐標(biāo)進行測量，再通過計算確定隧道中心實際坐標(biāo)與設(shè)計要求的坐標(biāo)，至此即可確定管片的姿態(tài)[6]。

結(jié)語：

綜上所述，在隧道盾構(gòu)掘進施工中，必須嚴(yán)格按照超前策劃、方案先行、資源合理配置、勤測量、多監(jiān)測、及時反饋測量信息等基本原則做好測量，以此為實際的盾構(gòu)掘進施工提供參考指導(dǎo)，使隧道能夠安全且準(zhǔn)確的實現(xiàn)貫通，將貫通誤差限制在3cm甚至更小的程度，同時使管片的線型定位達到要求。

參考文獻：

[1]紀(jì)萬坤，胡永利，靳羽西.貫通測量在濟南地鐵盾構(gòu)施工中的應(yīng)用[J].勘察科學(xué)技術(shù)，2019，11（02）：53-56+154.

[2]徐輝.城市地鐵盾構(gòu)施工測量若干問題的探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2019，11（05）：17-18+111.

[3]劉慶年.城市地鐵施工測量技術(shù)與方法研究[J].南方農(nóng)機，2017，48（04）：71-72.

[4]唐德平，張樹紅，楊文斌.城市地鐵盾構(gòu)施工測量技術(shù)[J].水利水電施工，2016，10（05）：104-111+122.

[5]潘巍.地鐵盾構(gòu)區(qū)間施工測量技術(shù)研究[J].科技展望，2015，25（08）：128-129+254.

[6]王建華，王玉振.后方交會法在地鐵盾構(gòu)控制測量中的應(yīng)用[J].都市快軌交通，2014，27（04）：97-100.

作者簡介：

李治國（ 1978.10-），男，主要從事工作工程測量方面。