關于地鐵盾構區(qū)間施工測量技術分析

摘要：本文以廣州市軌道交通二十一號線工程為例，對盾構區(qū)間施工法以及施工施工測量技術進行研究。

關鍵詞：地鐵；盾構區(qū)間；盾構；施工；測量技術

1、工程概述

本標段工程為廣州市軌道交通二十一號線工程【施工14標】土建工程中，鎮(zhèn)龍南站～鎮(zhèn)龍站區(qū)間線路出鎮(zhèn)龍南站后，沿廣汕公路由西往東前行，途經美佳綜合超市綜合市場、擬建廣汕公路跨線橋（廣汕公路與九龍大道路口）、廣州寶麗雅復合材料有限公司、增城市優(yōu)氏工藝品有限公司后進入鎮(zhèn)龍站。區(qū)間設置3座聯(lián)絡通道和1座廢水泵房。

2、地鐵盾構區(qū)間施工中所遇到的問題

廣州地區(qū)的地鐵盾構施工中很有可能會遇到花崗巖風化層，不僅會對施工進程產生影響，而且還會影響到地質安全。這些孤石的分布、尺寸以及強度都具有一定的隨機性，如果使用盾構機掘進是很困難的，由此很難控制盾構機的姿態(tài)，刀具會嚴重磨損，刀座和刀盤都會因此產生變形。如果刀具所處底層為不良環(huán)境的時候，諸如隧道地質環(huán)境非常差，花崗巖產生嚴重的風化現(xiàn)象，或者管線比較密集，在進倉的時候要換刀卻非常困難。當盾構機掘進的過程中，在花崗巖體中會產生很大的振動，此時就很難控制刀盤的壓力，就必然會對地面的環(huán)境造成不利。在盾構掘進的過程中，還有可能產生塌方、噴涌的現(xiàn)象，甚至會導致刀盤卡住或者產生嚴重的磨損，這就必然會導致施工的成本增加，地鐵的施工進度也會受到影響。所以，盾構機掘進的過程中，就需要盾構機能夠探測到地層中的異物，并對異物做好預處理工作，以保證施工順利展開。

3、盾構機掘進施工

3.1端頭降水

為確保盾構機到達接收時處于無水或少水狀態(tài)下安全到達，需在盾構接收前將水位降至底板水位線以下0.5m，以防止接收時發(fā)生涌水、涌砂等情況。

3.2渣土改良

根據線路管片排環(huán)圖，盾構將在646、647環(huán)下穿Φ2200mm污水管，為保證盾構順利通過污水管，盾構掘進至640環(huán)時采用以膨潤土為主、泡沫為輔的改良方法。膨潤土泥漿配合比為水∶鈉基膨潤土=100∶30，膨化時間不低于4小時。通過膨潤土加泡沫輔助渣土改良，確保渣土的改良效果，刀盤周邊土體相對穩(wěn)定。

3.3控制出渣量

盾構下穿污水管段掘進的過程中，要對出土量嚴格控制，嚴禁多出土，控制地層損失率達到最小。環(huán)寬1.5m的每環(huán)出土量控制為55±2立方米，同時每車出土量為15立方米，要與相應的推進距離進行對比。

4、區(qū)間測量技術

地鐵盾構區(qū)間施工中，針對孤石的探測中，需要考慮到兩個方面的條件，其一，探測的孤石與相鄰介質之間存在物性差異，還要考慮到被探測無的規(guī)模，包括電的干擾、磁的干擾以及振動的干擾等等。在探測的過程中，要能夠將孤石從干擾環(huán)境中探測出來。其中需要重點解決的問題就是地質問題，這就需要選擇合適的測量技術，將地質問題充分地反映出來，以獲得原始的數據資料，為后續(xù)的數據處理工具提供解釋依據。在進行盾構掘進測量的過程中，由于在隧址區(qū)內包含有高強度孤石體，需要進行爆破破碎，要求破碎后的石塊在30厘米以內，以使孤石能順利通過盾構機的刀盤開口。具體的盾構掘進測量如下。

4.1盾構姿態(tài)測量

盾構掘進是自動測量與人工測量相結合。人工測量盾構姿態(tài)采用平桿法測量，將平桿架設于盾構機鉸接處后0.6m且用平水尺調至水平，測出前桿的中點F以及左、右定向點W、E的三維坐標，然后向后平移平桿一定距離，測出此時中點B的三維坐標，根據W、E點坐標算出平桿的方位角αwe，再根據αwe推算前胴體方位角α，由以上各值就可計算出盾構機姿態(tài)參數前、后參考點的坐標，絕對仰俯角（縱向坡度），最后，把前、后參考點的坐標與設計值進行對比，得前后參考點的垂直和水平偏差，并由此推算出主機趨勢。

4.2管片姿態(tài)測量

采用平桿法測量，把平桿橫向水平架設于管片邊緣處，測量出平桿中心點的三維坐標，然后把實測坐標與設計坐標對比，得出此時的水平偏差和垂直偏差，從而計算出徑向偏差。

4.3兩井定向測量

在地鐵盾構區(qū)間的兩井定向測量技術中，采用兩井定向測量技術，通過子啊兩盾構井中分別懸掛一根Ф0.3毫米的鋼絲，掛重錘10千克，重錘桶內廢機油比較穩(wěn)定，錘不可以與桶壁之間接觸。利用地面上最近的導線點，采用導線測量測定兩吊錘線的平面坐標值。在井下，將已布設的始發(fā)基線邊控制點與盾構井中的吊錘線聯(lián)測，就可以將地面坐標系中的坐標與方向角傳遞到地下去，采用計算方式就可以獲得地下導線各點的坐標與導線邊的方向角。在進行測量作業(yè)過程，各技術參數應滿足細則的要求。

4.4盾構機施工測量

在地鐵盾構區(qū)間的盾構機施工測量中，配套下井之前，根據設計圖紙所提供的數據，在始發(fā)井前沿確定兩個中線點、在鋼環(huán)上定一個點、始發(fā)井后沿確定一個中線點，采用懸掛線繩吊垂線的方法確定中線。在作業(yè)的現(xiàn)場依據聯(lián)系測量的導線點成果，進行盾構機中線和墊層標高的放樣，在盾構機定位過程中，測量人員實時跟蹤測量，復核定位。以保證盾構機始發(fā)，水平位置偏差不超過20毫米，中心高程位置偏差不超過20毫米。

5、施工測量誤差控制

為了保證地鐵工程施工的精確性，就需要對孤石準確定位，做到測量成果準確無誤，本工程在測量的過程中堅持采用三級復核方法，配備測量經驗豐富的工程技術人員和先進精密的測量儀器，并嚴格按照規(guī)范要求進行自檢復核，從而確保成果的正確性，將測量成果報分公司，由分公司對項目經理部的地面、地下控制網進行復測，對重要的施工放樣部位進行復測。再由分公司向總公司進行測量成果的報送，由總公司再進一步復測；按照要求，對控制點進行圍欄保護，定期進行檢查，按照規(guī)范要求進行復測。

具體的復測中，主要的內容包括仔細計算施工放線數據，并由另一工程師復核。施工放線的過程中，要嚴格堅持換手復核制，對所有的控制點和水準點在進行加密或往底板投點時都要先復核后利用的原則。地下測量點派專人負責保護。嚴格按照地鐵公司測量管理辦法組織測量工作。施工現(xiàn)場測量點如發(fā)現(xiàn)兩次復核誤差超限，立即停止施工，進行復測直到結果滿足施工要求。

測量工作堅持復核制度，確保外業(yè)點位正確，內業(yè)資料必須由一人計算后另一人進行復核，并且要對測量在崗人員實行崗位負責制，同時要加強對儀器的管理工作。

6、結束語：

綜上所述，地鐵施工中，盾構區(qū)間施工測量技術是較為常用的技術，對于城市軌道交通的發(fā)展起到了促進作用。通過對廣州市軌道交通二十一號線工程的實際測量技術進行分析，認識到應用這些測量方法對施工的各個階段進行測量，可以提高施工效率，并保證施工安全。

參考文獻：

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[2]李開軍.基于某案例的地鐵盾構施工測量技術研究[J].科技資訊，2017（01）：61—62.