王 虎

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司，北京市 100000）

1 引言

在地鐵施工時，施工測量和反饋在避免施工沉降和塌方上有重要意義。因地鐵項目施工范圍較大，測量施工不僅需要考慮全局，又要兼具局部，且在地面和地下中的各個測量環(huán)節(jié)均有所聯(lián)系，除去一般的施工放樣和貫通之外，還需兼顧變形控制，其中的豎井聯(lián)系測量即出于對現(xiàn)場條件的考慮，通過合適方法將地面點坐標、方位角以及高程傳遞至地下以當作地下控制測量依據(jù)的測量方式［1］。因地鐵施工時常遇到較為復雜多變的地質水文環(huán)境，對于施工質量而言，施工測量的檢查和標定是其基礎和前提，復雜的施工環(huán)境對其有較高的要求，特別是有較高的測量精度和頻率要求，在具體測量過程中，必須用心做好施工測量，整理好成果，確保地鐵施工安全。

2 工程概況

以樟嵐站地鐵隧道施工為研究對象，其所用施工方法為頂管法。地鐵B出口過街通道下穿福泉快速路，總長約63.4m，頂進時管節(jié)頂部覆土約4.1~6.5m，后期回填后管節(jié)覆土約7.4~10.2m，通道縱坡約-3.76%。施工時采用多方復測的模式確保測量安全。因距離地面較近，故在具體施工時需測量地面沉降，在復測沉降點時需按照相關測量規(guī)范執(zhí)行。按照施工進度開展地表沉降測量，并在計算機測量管理系統(tǒng)中存儲各沉降點，以確保測量精確性。確保地鐵施工可以按照設計要求進行貫通的要素在于地面測量、聯(lián)系測量、井下測量，因此為確保地鐵的施工安全必須對這些因素進行分析研究。

3 控制測量

在開展測量之前需先按照豎井的尺寸以及施工設計的平面三角形尺寸，在豎井短邊處設置穩(wěn)定性能較好的鋼管，并在鋼管上綁扎好鋼絲［2-3］。具體施工時應保障鋼絲平滑度滿足要求，且未有彎折出現(xiàn)，在架設完鋼絲后需預留一定與井壁間的空隙，且兩根鋼絲應有大于5mm的間距。最后將鋼絲固定好，再在井下鋼絲下端用重錘進行懸掛。

3.1 地面測量

該隧道使用首級GPS測量網(wǎng)進行控制測量，隧道沿著路線布設有1-2Km的導線長。通過GPS控制網(wǎng)絡進行二級地面精密導線的布設，所布設導線有約240-300m的長度，在地面精密導線的具體鋪設時應繞開容易出現(xiàn)沉降的路段。為確保GPS控制網(wǎng)和地面精密導線保持在1200m的距離內，在鋪設時可通過合適的方法在地鐵施工豎井、風道豎井和出入口上布置精密導線。地面高程控制以1200m作為布設設計距離，該距離的構建主要依靠國家一等和二等水準點。為確保將限制距離控制在±9mm以下，施工時的測量儀器需使用高精度水準儀。為對高程進行統(tǒng)一，在測量時需要使用往返測量的方式進行施工?；趯υ撍淼栏鞫纯谒疁矢叱厅c的考慮，各個洞口水準基點數(shù)應保持在3個及以上。需特別指出的是，可通過如下兩種方式對井點位置進行測量：一是確保近井點與懸掛的鋼絲距離的最小值與鋼絲間距的1.5倍相等，二是近井點和鋼絲間角度控制在小于1°。近井點可通過以下方法進行確定：架設和整平全站儀，目測基本位置，打開激光指示功能，調整位置確保兩鋼絲中間有激光穿過，打開激光對中器，基于激光指示點標記近井點［4］。對井上近井點位置進行測量，可以結合施工現(xiàn)場的具體條件基于相關測量要求后使地面精密導線點和近井點形成閉合導線或者附合導線之后再測量，嚴密平差以標記近井點的坐標和導線邊方位角。對井下近井點位置進行測量時的方法基本相似，但地下埋設測量控制點應大于3個，且有大于2條的地下導線邊方位角。在如下圖1所示的測量方法中，O1到A到O2的定向角應保持在小于1°的情況，且a應該盡量保持較大值，b/c則需要在1.5以下，O1、O2和A應形成三角形。在和A方向相同的隧道中設置固定點A′，并確保A′、A兩點和兩根鋼絲距離等關系一致。在隧道內按照先前要求和兩根鋼絲的位置進行三個導線點的設置。重錘穩(wěn)定后在井上下各設置一臺全站儀，以便于同步觀測。井上測站為A，后視為B，井下測站為A′，后視為O1。通過全圓法開展方向觀測，以光電測距方法測量邊長，并對鋼絲間距離進行測量，測量邊長的次數(shù)應至少有3次及以上，且相互間的差值應在1mm以下。

3.2 暗挖控制測量

使用豎井和三角形相聯(lián)系的方法控制該項目的暗挖測量施工，具體如下圖1所示。其中，O1和O2表示鋼絲；A、D表示地面控制點；B、C表示鋼索和三角形的聯(lián)系點；a、b、c表示三角形各邊邊長；α、β、γ表示方位角；ω表示方位角。注：沒有下標的表示地面上圖形，有下標的表示地面下圖形。

圖1 聯(lián)系三角形測量示意圖

通過在豎井中垂吊兩根鋼絲的方式對鋼絲繩和近井點夾角和距離進行測量，再對地下導線方位角和坐標進行推算。綜合所得到的計算成果，即可將該地鐵施工的地上和地下部門有效的聯(lián)系到一起，形成閉環(huán)。

一般使用一級導線精度作為地下導線測量的標準精度要求［5］。在隧道施工到全長的30%、60%以及隧道距離貫通80m時需復測地下導線。在延伸施工導線之前，需先檢測前4個左右的既有導線點，以保障施工的安全性。

3.3 施工放樣測量

使用極坐標法進行測量施工放樣，以同步線、高程等作為控制線［6］。為對隧道上下部結構施工時的高程進行控制需在隧道中心線的位置安裝激光指向儀，并在施工時對指向儀坡度和中線進行及時校準。

3.4 高程控制測量

在測量地鐵豎井高程之前，需先做好臨近水準測量［7］。當前有多種測量豎井高程的方法，多數(shù)測量方式采用從井上至井下傳遞高程，具體操作如下圖2所示。其中，A表示井上的高程控制點；B表示井下的高程控制點；a表示水準儀和前面控制點的距離；b表示水準儀和后面控制點的距離。為同步豎井高程和坐標傳遞工作，可將控制點導入到井內。

圖2 豎井高程傳遞示意圖

4 測量實施方案

4.1 暗挖區(qū)間測點布設

該項目的地面沉降測量布置如下圖3所示。在有著較大地質變化的位置布設測量控制點，施工時具體包括對其地表和拱頂沉降情況、底板隆起以及凈空收斂等的測量。當?shù)刭|出現(xiàn)改變時應加密縱斷面邊坡和平面轉角位置的測量控制點。在地鐵暗挖區(qū)間中，對傾斜沉降測量控制點以及地面建筑沉降控制點都有一定要求，需確保所布設的該類型控制點有5處及以上。

圖3 隧道測點布置示意圖（單位：cm）

4.2 測量實施方法

應遵守相關規(guī)范測量地表和地面的沉降情況。在測量管線沉降時應結合有關規(guī)定和項目建設情況保護管線，將現(xiàn)場測得的地表、建筑物、管線等沉降情況數(shù)據(jù)輸入測量系統(tǒng)即可得到相應的變化曲線［8］。

4.3 測量數(shù)據(jù)分析與信息反饋

基于所測得的實時數(shù)據(jù)，對其進行整理之后即可得出位移-時間變化曲線圖和應力應變-時間函數(shù)圖。為確保所得測設結果有足夠的準確性，應及時收集并整理好施工時的測量數(shù)據(jù)。根據(jù)所得的測量數(shù)據(jù)變化情況開展回歸分析，再基于測量管理等級即可對應力變化情況進行預測，并向參建方反饋所得到的結果，即可實現(xiàn)對地鐵施工質量的有效把控。

回歸函數(shù)計算公式為：

U=a0+b0/lg（1+t）

U=a0{2［1+（1+b0t0）-2［1/（1+b0t）］］}

式中：U表示隧道變形值；a0、b0表示回歸系數(shù)；t0表示時間；t表示埋設測點之后的時間。

4.4 測量質量控制

為確保測量點的布設位置足夠準確，需基于現(xiàn)場勘查結果合理選取測試儀器的類型和數(shù)量。在架設或預埋儀器時需檢查儀器位置及穩(wěn)定性等，確保施工時可正常使用。儀器除了在測量施工時需進行數(shù)據(jù)的記錄和傳輸之外，還需及時校準并做好維護。此外，需根據(jù)現(xiàn)場具體情況開展測量工作，應盡可能在白天采集測量數(shù)據(jù)。

5 結語

為確保地鐵施工質量，避免出現(xiàn)施工事故，在地鐵施工時應確保測量工作足夠精確。本文基于樟嵐站在復雜環(huán)境下施工的需求，分析了地鐵項目在暗挖施工時的測量技術。首先對地鐵施工時的測量必要性進行分析。其次，根據(jù)所得測量數(shù)據(jù)，對沉降變形曲線進行分析，有效彌補理論缺陷。最后，分析測量所得結果和回歸函數(shù)，預測地鐵施工時變形和應力可能出現(xiàn)的情況，以便于制訂針對性策略開展施工控制。