摘要：暗挖法相比明挖法對控制測量技術(shù)具有更高要求，直接關(guān)系到地鐵暗挖施工質(zhì)量和安全?；诖耍疚囊郧鄭u市地鐵1號線工程中山路站項目為例，對暗挖法地鐵施工控制測量技術(shù)進(jìn)行了剖析。首先對中山路站工程概況進(jìn)行了簡要介紹，然后重點對該站點施工控制測量技術(shù)及其測量施工進(jìn)行了研究，采用豎井+三角形的測量方法，關(guān)聯(lián)起地下和地上兩個部分，并對大量測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析得出沉降變化規(guī)律，為地鐵施工提供安全保障。

關(guān)鍵詞：暗挖法；地鐵施工；控制測量；研究

文章編號：2095-4085（2024）01-0067-03

0引言

暗挖法是較為常見的地鐵施工方式，相比明挖法對控制測量技術(shù)具有更高的要求。在暗挖法地鐵施工過程中精準(zhǔn)測量與反饋有助于合理控制施工沉降，避免塌方等事故發(fā)生。地鐵施工工程量巨大，并且對施工精度具有較高要求［1］。為了保障地鐵施工能夠完全匹配施工設(shè)計，通常采用周期性測量信息進(jìn)行科學(xué)計算。在進(jìn)行控制測量時既要統(tǒng)籌全局，也要兼顧局部，要認(rèn)識到從地面到地下各個測量環(huán)節(jié)之間存在密切聯(lián)系，選擇科學(xué)的測量方法把地面坐標(biāo)、方位角以及高程等信息準(zhǔn)確傳遞到地下，并將其作為在地下開展控制測量的依據(jù)［2］。由于地鐵工程在施工過程中面臨非常復(fù)雜的水文地質(zhì)條件，特別是在暗挖法模式下，地鐵施工面臨更多的困難和挑戰(zhàn)，這就需要在施工過程中進(jìn)行非常嚴(yán)格準(zhǔn)確的測量檢查和標(biāo)定，只有這樣才能夠?qū)Φ罔F施工過程中的沉降變形情況進(jìn)行科學(xué)準(zhǔn)確分析，保障地鐵施工安全。

1工程概況

青島市地鐵1號線工程中山路站主體結(jié)構(gòu)位于膠州路和博山路交叉口到膠州路和聊城路交叉口之間，沿膠州路東西方向布置，為地下兩層島式車站。站位處膠州路路面起伏較大，西端地面標(biāo)高19.06m，車站東端地面標(biāo)高24.29m，地面提升高度5.5m左右。車站有效站臺中心里程K34+564.000，起訖里程K34+488.500～K34+694.100，總長205.6m，凈寬18.5m，拱頂埋深13.4～18.74m，覆巖10.1～18.1m。中山路站結(jié)構(gòu)斷面采用單拱雙層車站的形式，為標(biāo)準(zhǔn)島式站臺車站。該處道路市政管線密集，車站采用暗挖法施工，絕大部分管線對施工影響較小。

2控制測量技術(shù)

在進(jìn)行測量之前需要嚴(yán)格按照豎井+三角形的測量方法，緊靠豎井短邊位置架設(shè)穩(wěn)定性和牢固性較好的鋼管，并在其上固定好鋼絲，要求鋼絲足夠平滑，并且不允許出現(xiàn)明顯彎折，鋼絲固定好之后應(yīng)該與井壁之間留有一定空隙，相鄰鋼絲之間的距離需要超過5mm。

2.1地面測量

該地鐵項目在施工過程中采用首級GPS測量網(wǎng)控制測量精度，沿著地鐵線路方向布設(shè)1～2km長的導(dǎo)線，并在GPS測量網(wǎng)絡(luò)控制下精準(zhǔn)布設(shè)二級地面精密導(dǎo)線，二級地面精密導(dǎo)線長度控制在240～300m，需要注意的是在二級地面精密導(dǎo)線布設(shè)過程中應(yīng)該避開容易發(fā)生沉降的區(qū)域。為了保障GPS控制網(wǎng)以及地面導(dǎo)線精度，在具體作業(yè)時應(yīng)該在地鐵施工豎井、風(fēng)道豎井以及出入口位置上方均布設(shè)精密導(dǎo)線?；趪乙坏群投人疁?zhǔn)點，在地面高程控制時將

1200m作為布設(shè)距離。同時在施工過程中為了保障限制距離在±9mm之內(nèi)，需要采用高精度水準(zhǔn)儀作為測量儀。為了確保高程統(tǒng)一規(guī)范，在測量過程中應(yīng)該通過往返測量方式進(jìn)行測量。在對井點位置進(jìn)行測量時可以采用兩種方式：一是在進(jìn)行測量時讓近井點與懸掛鋼絲之間距離最小值等于鋼絲間隔距離的1.5倍；二是讓近井點和鋼絲之間的夾角小于1°。為了準(zhǔn)確得到近井點位置，需要架設(shè)和整平全站儀，首先對位置進(jìn)行目測，在此基礎(chǔ)上打開激光指示功能，對位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保相鄰鋼絲之間激光能夠順利通過，然后打開激光對中器，通過激光指示對近井點位置進(jìn)行確認(rèn)。在確認(rèn)無誤之后對井上近井點位置進(jìn)行測量，結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境以及施工測量要求，將地面精密導(dǎo)線點與近井點構(gòu)建形成閉合導(dǎo)線之后再進(jìn)行測量，在對井下近井點位置進(jìn)行測量時，測量方法以及流程與井上近井點位置測量基本一致，但是地下埋設(shè)測量控制點數(shù)量應(yīng)該超過3個，并且地下導(dǎo)線需要超過2條從而獲得更多的導(dǎo)線邊方位角。

2.2暗挖控制測量

本項目在進(jìn)行暗挖控制測量時，選擇豎井聯(lián)系三角形測量方法（見圖1）。O1和O2分別為兩根鋼絲，A和D分別為地面控制點；B和C分別為地面三角形與O1、O2兩根鋼絲的交點；a、b和c分別為地面三角形的三條邊長度；α、β和γ分別為地面三角形的三個內(nèi)角，與三條邊a、b和c相對應(yīng)；a1、b1和c1分別為地下三角形的三條邊長度；α1、β1和γ1分別為地下三角形的三個內(nèi)角；B1和C1分別為地下三角形與O1、O2兩根鋼絲的交點；A1和D1分別為地下控制點；ω和ω1分別為地上和地下導(dǎo)線起始邊的方位角。豎井聯(lián)系三角形測量方法在具體實施過程中將2根鋼絲懸吊在豎井中，然后測量鋼絲與近井點之間的距離以及夾角。通過計算得到鋼絲的位置坐標(biāo)以及方位角，然后通過進(jìn)一步計算可以得到地下導(dǎo)線的位置坐標(biāo)以及方位角。通過上述計算可以將地鐵地上部分與地下部分聯(lián)系起來，形成一個系統(tǒng)的計算體系［3］。

在對地下導(dǎo)向進(jìn)行測量時將一級導(dǎo)線精度作為其測量標(biāo)準(zhǔn)。為了保障測量的準(zhǔn)確性和可靠性，在地鐵暗挖過程中每當(dāng)挖至關(guān)鍵節(jié)點，均需要對地下導(dǎo)向進(jìn)行測量，通過重復(fù)觀測保障測量精度，為暗挖施工提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)支持。通常暗挖至全長的30%、全長的60%以及貫通前的80m均為暗挖施工關(guān)鍵節(jié)點。同時在施工導(dǎo)線施工延伸之前，有必要對3至5個已有的導(dǎo)線點再次進(jìn)行測量，有助于保障測量的可靠性［4］。

2.3施工放樣測量

選擇采用極坐標(biāo)法進(jìn)行施工放樣測量，將同步線、高程里程樁號以及設(shè)計中心線作為施工放樣測量的控制線。在進(jìn)行測量時首先安裝激光指向儀，注意其位置必須在地鐵中心線上，其主要作用為在挖掘過程中對上下部結(jié)構(gòu)的開挖高程進(jìn)行控制。為了確保挖掘精度，需要在施工過程中對激光指向儀的坡度和中線進(jìn)行校準(zhǔn)。

2.4高程控制測量

在對地鐵豎井高程進(jìn)行測量之前，按照施工設(shè)計需要首先開展臨近水準(zhǔn)測量，然后在進(jìn)行豎井高程測量。目前關(guān)于豎井高程測量有多種方法，在實際操作中多選擇由上到下的高程傳遞測量方法（見圖2）。A點和B點分別為井上和井下高程點；a1和a2分別為井上和井下水準(zhǔn)儀距離前點距離；b1和b2分別為井上和井下水準(zhǔn)儀距離后點的距離。在具體測量過程中可以通過長鋼尺導(dǎo)入到井內(nèi)來完成豎井高程測量以及坐標(biāo)同步傳遞。

3測量施工

3.1基坑開挖施工測量

地鐵基坑開挖分層分段開挖，在基坑開挖過程中，圍護(hù)結(jié)構(gòu)會因為土體卸載而產(chǎn)生豎向和橫向變形，基坑開挖前將各橫軸線測放于第一道支撐頂面，放樣誤差控制在10mm以內(nèi)，以控制下部支撐的平面位置，支撐兩端高程差不小于20mm。當(dāng)基坑挖至距離設(shè)計坑底高程30cm位置時，改用人工配合機(jī)械修挖、平整坑底，進(jìn)行墊層施工。

3.2豎井施工測量

豎井施工前，按設(shè)計圖紙采用極坐標(biāo)法在地面放樣，定出十字線及護(hù)樁，以便控制豎井下挖方向。利用豎井附近設(shè)置的高程點，控制豎井下挖深度，隨時檢查核實豎井十字線準(zhǔn)確位置、下挖深度以及各部尺寸，確保豎井的設(shè)計位置。

3.3風(fēng)道施工測量

風(fēng)道施工測量利用豎井的十字線，采用串線法控制風(fēng)道中線開挖前將隧道中線投影在施工掌子面上，用鋼尺、水準(zhǔn)儀配合定出拱頂及斷面的高程、位置。嚴(yán)格按設(shè)計尺寸。采用支距法將斷面輪廓線劃在掌子面上作為施工依據(jù)。采用串線法長度超過要求時，使用全站儀測設(shè)風(fēng)道中線。嚴(yán)格控制中線方向、高程及各部尺寸，使風(fēng)道準(zhǔn)確到達(dá)設(shè)計位置。

3.4暗挖車站開挖施工測量

由豎井風(fēng)道進(jìn)入車站進(jìn)行暗挖，基于已經(jīng)布設(shè)在風(fēng)道內(nèi)的精密導(dǎo)線點以及精密水準(zhǔn)點進(jìn)行施工，為了確保施工準(zhǔn)確性，必須對精密導(dǎo)線點以及精密水準(zhǔn)點進(jìn)行復(fù)查，在確認(rèn)無誤之后才能夠進(jìn)行使用。同時需要對暗挖車站中線、里程、高程等信息進(jìn)行核對，然后在施工掌子面上定出施工中線，通過水準(zhǔn)儀以及鋼尺等儀器明確開挖斷面高程，采用支距法在施工掌子面上標(biāo)出設(shè)計橫斷面輪廓，為開完施工提供指導(dǎo)。

3.5車站結(jié)構(gòu)施工測量

車站結(jié)構(gòu)施工主要包括車站主體結(jié)構(gòu)施工和附屬結(jié)構(gòu)施工，車站主體結(jié)構(gòu)由底板、柱、側(cè)墻、梁、中板及頂板等組成，主體結(jié)構(gòu)以外的土建結(jié)構(gòu)一般都劃分為附屬結(jié)構(gòu)，例如：出入口、聯(lián)絡(luò)通道、風(fēng)道等，對于主體結(jié)構(gòu)而言，其測量精度要求更高。

3.6測量數(shù)據(jù)分析與反饋

在獲得實時測量數(shù)據(jù)之后應(yīng)該及時對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，獲得形變隨時間變化曲線以及應(yīng)力隨時間變化曲線。為了提高數(shù)據(jù)利用效率，在數(shù)據(jù)測量早期便應(yīng)該對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，并利用回歸分析等方式來分析數(shù)據(jù)變化規(guī)律。然后結(jié)合監(jiān)控測量管理等級對可能的應(yīng)力最大值以及應(yīng)力變化特點進(jìn)行預(yù)測評估，并將數(shù)據(jù)分析結(jié)果及時向施工方和監(jiān)理方等進(jìn)行反饋，確保地鐵施工項目的安全順利實施［5-6］。

3.7測量質(zhì)量控制

為了保障測量質(zhì)量，合理選擇測量儀器的類型和數(shù)量，科學(xué)布設(shè)測量點，在進(jìn)行測量之前首先需要對地鐵項目施工現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)認(rèn)真踏勘。同時在進(jìn)行測量時要對儀器架設(shè)以及埋設(shè)位置、穩(wěn)定性等進(jìn)行檢查，確保儀器能夠穩(wěn)定準(zhǔn)確進(jìn)行測量，并且不會對挖掘施工產(chǎn)生影響。在進(jìn)行數(shù)據(jù)測量過程中，除了保障數(shù)據(jù)記錄以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性之外，還應(yīng)該定期對各種測量儀器進(jìn)行檢查和維護(hù)，特別是對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)。地鐵項目現(xiàn)場施工環(huán)境復(fù)雜，很多因素均可能對儀器穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此需要定期對儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保儀器一直處于良好的工作狀態(tài)。

4結(jié)語

綜上所述，測量工作是地鐵項目施工中不可或缺的重要環(huán)節(jié)，準(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果有助于保障地鐵項目順利實施，避免安全事故發(fā)生。本文基于青島市地鐵1號線工程中山路站復(fù)雜環(huán)境下的施工要求，對暗挖過程中控制測量技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)闡述。在具體測量過程中測量工作人員嚴(yán)格遵循各項操作規(guī)范，合理選擇測量儀器，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行及時整理分析，充分發(fā)揮控制測量在地鐵暗挖施工過程中的重要作用。依據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)，分析測量所得結(jié)果和回歸函數(shù)，預(yù)測地鐵施工時變形和應(yīng)力可能出現(xiàn)的情況，及時調(diào)整施工方案和設(shè)計參數(shù)，有效保證施工安全性，控制了施工對周邊環(huán)境的影響。

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