地鐵施工測量安全問題分析

徐少華

摘要：由于地鐵工程施工測量安全風(fēng)險大，和對安全的認(rèn)識不客觀、管理體系不科學(xué)等因素，導(dǎo)致地鐵施工重大安全事故頻頻發(fā)生，給社會造成了惡劣的影響和帶來了重大的經(jīng)濟損失。本文主要介紹了地鐵施工測量安全問題以及相關(guān)技術(shù)研究分析。

關(guān)鍵詞：地鐵施工；測量；技術(shù)

引言

近些年，地鐵工程發(fā)展迅速，但是，由于地鐵施工測量中發(fā)生的安全問題日益加劇。2007年3月，南京地鐵在施工過程中燃?xì)夤軘嗔眩鹑細(xì)庖绯霾l(fā)生爆炸引發(fā)大火；同年北京地鐵施工也致死6人；經(jīng)濟損失上最嚴(yán)重的應(yīng)屬上海地鐵四號線事故，該事故導(dǎo)致逾六億元人民幣的損失。事實上，在隧道的施工過程中，幾乎每條隧道都有傷亡現(xiàn)象發(fā)生。因此，隨著現(xiàn)代化城市地鐵建設(shè)逐漸加快，地鐵施工測量安全不得不成為值得深入研究的問題。

1.地鐵施工測量中的問題現(xiàn)狀

隨著各大中城市地鐵建設(shè)的快速發(fā)展，施工測量安全問題越來越受到重視，就地鐵隧道貫通測量技術(shù)而言，大多數(shù)研究仍然是針對于某一測量環(huán)節(jié)的研究，在地面控制測量中采用GPS的研究，聯(lián)系測量中采用激光投點儀，地下導(dǎo)線采用雙支導(dǎo)線，在理論方面，停留在采用不同的平差模型平差條件的研究，雖然，有些施工標(biāo)段，對于比較長的區(qū)間在地下導(dǎo)線加測陀螺方位邊進(jìn)行復(fù)合檢驗，也只是導(dǎo)線邊方位與陀螺方位的簡單比較，缺乏更深的研究，對于隧道貫通，誤差來源于地面控制測量、聯(lián)系測量和地下導(dǎo)線測量的誤差積累，大多數(shù)在做貫通誤差預(yù)計的時候同時考慮三個方面的誤差，但在實際測量過程中很少有人把這三個環(huán)節(jié)的誤差綜合起來分析研究。

2.地鐵施工測量方法的技術(shù)改進(jìn)

地鐵施工測量安全的技術(shù)主要指地鐵隧道的貫通測量技術(shù)，安全貫通保證了施工測量的安全，為了確保城市地鐵隧道能夠安全貫通所進(jìn)行的測量工作主要包括地面控制測量、聯(lián)系測量和井下控制測量。

2.1地面控制測量

地鐵地面控制測量所布設(shè)的網(wǎng)通常稱作三網(wǎng)，它是城市地鐵施工的基本控制網(wǎng)，包括GPS網(wǎng)、精密導(dǎo)線網(wǎng)、精密水準(zhǔn)網(wǎng)，GPS網(wǎng)一般在城市獨立坐標(biāo)系下建立C級GPS控制網(wǎng)，沿地鐵線路每4公里布設(shè)一對GPS點；精密導(dǎo)線網(wǎng)是在每對GPS點之間布設(shè)平均邊長350米的精密導(dǎo)線點構(gòu)成導(dǎo)線網(wǎng)；精密水準(zhǔn)網(wǎng)是沿地鐵線路布設(shè)二等水準(zhǔn)點構(gòu)成水準(zhǔn)網(wǎng)，在地鐵施工前，首先要建立三網(wǎng)，為地鐵施工建立測量和施工基準(zhǔn)，隨著施工工作的進(jìn)行，隧道施工會對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響，有可能破壞之前布設(shè)的GPS點、導(dǎo)線點和水準(zhǔn)點，為了保證其可靠性，需要對三網(wǎng)進(jìn)行定期全面復(fù)測工作，將復(fù)測成果與建網(wǎng)成果進(jìn)行對比，如果其變化滿足施工要求可繼續(xù)使用，如果三網(wǎng)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)變化超過了施工要求，則需要及時采取其他測量措施。

2.2聯(lián)系測量

聯(lián)系測量是將地面的平面坐標(biāo)和高程引入井下，使井上下具有相同的坐標(biāo)系統(tǒng)，在地鐵修建過程中，當(dāng)車站始發(fā)井施工完成后，要及時將地面的平面坐標(biāo)及高程傳遞到始發(fā)井井下，以便指導(dǎo)盾構(gòu)施工掘進(jìn)，傳遞到井下的平面坐標(biāo)和高程是地鐵盾構(gòu)施工的起算數(shù)據(jù)，成果的正確與否、精度高低直接關(guān)系到隧道的掘進(jìn)方向，關(guān)系著施工的安全，因此，一般施工方施測完成后，由業(yè)主測量隊獨立進(jìn)行復(fù)測，確保聯(lián)系測量成果的正確性，在城市軌道交通工程中聯(lián)系測量主要是通過定向測量和傳遞高程測量來完成的，目前，定向測量主要用陀螺經(jīng)緯儀與鉛垂儀組合法、聯(lián)系三角形法、兩井定向、導(dǎo)線直接傳遞法和透點定向法，傳遞高程測量主要用懸掛鋼尺法、光電測距三角高程法和水準(zhǔn)測量法，聯(lián)系測量以地面近井點為依據(jù)，確定出了井下近井導(dǎo)線起算邊的坐標(biāo)方位角和起算點的坐標(biāo)，井下導(dǎo)線邊的坐標(biāo)方位角誤差將使地下導(dǎo)線各邊的方位角偏向同一個誤差值，由此引起導(dǎo)線各點的點位誤差將隨導(dǎo)線延長而增大，因此，怎樣控制或減弱此誤差的傳播，直接影響到施工測量的安全。

2.3井下導(dǎo)線的延伸及復(fù)測

盾構(gòu)每向前推進(jìn)100m，井下延伸導(dǎo)線隨之向前跟進(jìn)，這就需要對跟進(jìn)導(dǎo)線及時進(jìn)行觀測，更新推進(jìn)后的導(dǎo)線數(shù)據(jù)，傳入盾構(gòu)指向系統(tǒng)，指導(dǎo)盾構(gòu)沿設(shè)計方向掘進(jìn)，由于隧道條件的限制，隧道內(nèi)導(dǎo)線只能布設(shè)成支導(dǎo)線或雙支導(dǎo)線，這樣，所有地面控制測量誤差、聯(lián)系測量誤差、井下導(dǎo)線的測量誤差都將積累在隧道導(dǎo)線的最弱邊上，而導(dǎo)線的最弱邊始終是盾構(gòu)指向系統(tǒng)的起始邊，因此，井下這條邊的精度直接關(guān)系著盾構(gòu)的貫通安全，是地鐵測量安全工作的核心所在。

3.地鐵安全監(jiān)測內(nèi)容

城市地鐵在施工期間對地鐵結(jié)構(gòu)工程及施工沿線周圍重要的地下、地面建筑物、重要管線、地面道路的變形實施監(jiān)測，為施工提供及時、可靠的信息，用以評定地鐵結(jié)構(gòu)工程在施工期間的安全性及施工對周邊環(huán)境的影響，并對可能發(fā)生的危及環(huán)境安全的隱患或事故及時、準(zhǔn)確的預(yù)報，以便及時采取有效措施，避免事故的發(fā)生。

城市地鐵施工建設(shè)過程中由于對地下原有土層、巖石應(yīng)力的破壞，為了達(dá)到新的平衡，被開挖隧道周邊的土層、巖層會發(fā)生一定的移動，同時地下水平衡也發(fā)生變化，這樣會對周邊的建筑物、構(gòu)筑物造成一定的影響，為了安全施工、預(yù)防災(zāi)害的發(fā)生，根據(jù)地鐵工程的要求，需要做大量的監(jiān)測任務(wù)，監(jiān)測的內(nèi)容有：建筑物的沉降、傾斜、裂縫觀測及成因分析；地下水位監(jiān)測：沿線重要設(shè)施，如橋梁、立交橋、人行天橋、鐵路、高壓鐵塔、電視塔等沉降和傾斜監(jiān)測；道路及地表沉降觀測；地下管線沉降監(jiān)測；車站基坑圍護結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測；礦山法施工隧道拱頂下沉和收斂監(jiān)測；地裂縫監(jiān)測。

結(jié)束語

本文提出了地鐵施工測量中存在的一些問題，包括測量技術(shù)問題和檢測技術(shù)問題，并提出了一些技術(shù)改進(jìn)方法，希望能為設(shè)計者和施工者提供一些技術(shù)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

1.城市軌道交通研究編輯部.我國城市軌道交通發(fā)展過程中的若干問題[J].城市軌道交通研究，2010

2.劉曉光，王瑩，趙楊.我國城市軌道交通建設(shè)的歷程、問題與對策[J].中國國情國力，2010