地鐵隧道工程盾構(gòu)施工的測量管理模式探討

高帥 劉瑞敏

摘 要：本文結(jié)合合肥市地鐵盾構(gòu)施工測量工作中遇到的具體問題和實(shí)際做法，總結(jié)出了合肥市地鐵盾構(gòu)施工建設(shè)各個階段測量工作的管理要點(diǎn)，并且提出了一種適用于合肥市地鐵盾構(gòu)施工的測量管理模式，以便為合肥市后續(xù)線路的建設(shè)提供標(biāo)準(zhǔn)，并且也能為其他地區(qū)和單位的地鐵盾構(gòu)施工測量管理提供一個有價值的管理參考模式。

關(guān)鍵詞：合肥地鐵；盾構(gòu)施工；管理模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.092

0 引言

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，城市人口不斷增加，城市交通擁堵問題越來越突出，因此發(fā)展城市公共交通、緩解緊張的交通運(yùn)輸壓力也日益成為各大城市迫切需要解決的問題。與其他交通形式相比，地鐵以運(yùn)量大、快速、準(zhǔn)時、節(jié)能、保及安全舒適等特點(diǎn)受到了各大中型城市的青睞，也逐漸成為城市展示經(jīng)濟(jì)實(shí)力、城市化建設(shè)程度以及高新技術(shù)應(yīng)用的重要標(biāo)志。

盾構(gòu)法施工是一種先進(jìn)的隧道施工技術(shù)，與其他施工技術(shù)相比較，盾構(gòu)施工引起的地表沉降最小，對施工現(xiàn)場周圍環(huán)境的影響也最小，是目前地鐵隧道施工中最安全有效也是應(yīng)用最廣泛的施工方法。本文結(jié)合合肥一號線地鐵隧道盾構(gòu)施工測量工作中遇到的具體問題和實(shí)際做法，總結(jié)出了合肥市地鐵盾構(gòu)施工建設(shè)各個階段測量工作的管理要點(diǎn)，提出了一種適用于合肥市地鐵盾構(gòu)施工的的測量管理模式，以便為合肥市后續(xù)線路的建設(shè)提供標(biāo)準(zhǔn)，并且也能為其他地區(qū)和單位的地鐵盾構(gòu)施工測量管理提供一個有價值的參考。

1 盾構(gòu)施工測量簡介

盾構(gòu)隧道施工測量是指為使盾構(gòu)掘進(jìn)施工和管片拼裝符合設(shè)計(jì)要求而進(jìn)行的測量工作。盾構(gòu)施工測量工作主要內(nèi)容包括地面控制測量、聯(lián)系測量、地下控制測量、掘進(jìn)施工測量和貫通測量等。

盾構(gòu)施工測量管理工作貫穿于整個地鐵盾構(gòu)施工各個階段的工作，按照地鐵盾構(gòu)施工的時間先后順序，可以將盾構(gòu)施工測量管理工作分為盾構(gòu)施工前的測量管理、盾構(gòu)施工中的測量管理和盾構(gòu)貫通后的測量管理。

2 盾構(gòu)施工前的測量管理

2.1 地面施工控制測量

地面施工控制測量是城市軌道交通工程所有測量工作的基礎(chǔ)和依據(jù)，是城市軌道交通工程全線線路與結(jié)構(gòu)貫通的保障。在盾構(gòu)施工前，業(yè)主單位委托專業(yè)的測繪單位（以下稱控制測量單位）對地面施工控制網(wǎng)進(jìn)行布設(shè)和測量，地面平面施工控制網(wǎng)的布設(shè)按照精密導(dǎo)線的相關(guān)技術(shù)要求執(zhí)行，地面高程施工控制網(wǎng)按照地鐵工程的線路形狀布設(shè)為二等水準(zhǔn)結(jié)點(diǎn)網(wǎng)和附合路線。地面施工控制網(wǎng)的布設(shè)和測量完成之后，業(yè)主組織專家對控制測量單位提交的地面控制網(wǎng)成果進(jìn)行驗(yàn)收，確保地面測量控制網(wǎng)的精度滿足相關(guān)的規(guī)范要求。

土建施工單位進(jìn)場施工時，業(yè)主組織控制測量單位向土建施工單位交樁。土建施工單位接樁后對地面施工控制網(wǎng)成果進(jìn)行復(fù)測，復(fù)核結(jié)果沒有問題后報監(jiān)理單位進(jìn)行復(fù)核，經(jīng)三方復(fù)核無誤之后，報業(yè)主備案。根據(jù)盾構(gòu)施工的需要，土建施工單位需進(jìn)行控制點(diǎn)加密、聯(lián)系測量等控制性的測量工作，獲得盾構(gòu)施工的地下控制點(diǎn)。為保證測量工作質(zhì)量，這些控制性的測量工作需報監(jiān)理單位、控制測量單位復(fù)核。

2.2 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的復(fù)核

工程準(zhǔn)備開工時，應(yīng)進(jìn)行圖紙會審。圖紙會審時，測量人員應(yīng)根據(jù)圖紙對盾構(gòu)掘進(jìn)軸線（隧道中線）三維坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算，自檢合格之后報監(jiān)理單位及控制測量單位復(fù)核，經(jīng)多方確認(rèn)的盾構(gòu)軸線坐標(biāo)數(shù)據(jù)由相關(guān)方各執(zhí)一份，作為以后施工過程軸線偏位檢查的重要依據(jù)。

2.3 盾構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的錄入驗(yàn)收

盾構(gòu)施工隧道中線坐標(biāo)進(jìn)行計(jì)算完成之后，土建施工單位要將計(jì)算得到的數(shù)據(jù)錄入到盾構(gòu)機(jī)，這個過程要求業(yè)主、土建施工單位、監(jiān)理單位和控制測量單位共同參與，驗(yàn)收無誤后要求各方簽字確認(rèn)，并且拍照留存。

3 盾構(gòu)施工中的測量管理

3.1 地下控制測量

地鐵盾構(gòu)施工的地下控制測量是在隧道內(nèi)建立施工測量控制網(wǎng)，該控制網(wǎng)是地下隧道掘進(jìn)等測量工作的基礎(chǔ)。地下盾構(gòu)施工控制測量包括地下平面控制測量和高程控制控制測量。

（1）地下平面控制測量。合肥地鐵盾構(gòu)施工平面控制測量多采用布設(shè)支導(dǎo)線或交叉導(dǎo)線的形式，導(dǎo)線點(diǎn)一般埋設(shè)在隧道結(jié)構(gòu)邊墻上，主要埋設(shè)方式為：在邊墻上設(shè)置具有強(qiáng)制儀器歸心裝置的觀測臺。土建施工單位在安裝這種觀測臺時，無論是材料的選擇還是安裝過程中都要嚴(yán)格按照規(guī)范要求操作，安裝完成后一定確保觀測臺平穩(wěn)可靠，可以用作導(dǎo)線的觀測傳遞。按照《城市軌道交通工程測量規(guī)范》要求，直線段約150m布設(shè)一個控制導(dǎo)線點(diǎn)，曲線段控制導(dǎo)線點(diǎn)（包括曲線要素上的控制點(diǎn)）布設(shè)間距不少于60m。導(dǎo)線點(diǎn)按照四等導(dǎo)線的技術(shù)要求施測，每次延伸施工控制導(dǎo)線測量前，對已有的施工控制導(dǎo)線前3個點(diǎn)進(jìn)行檢測無誤后再向前延伸。土建施工單位完成導(dǎo)線點(diǎn)的測量確認(rèn)沒有問題之后報送監(jiān)理單位復(fù)核，監(jiān)理單位復(fù)核無誤之后報送控制測量單位復(fù)測，復(fù)測沒有問題，由控制測量單位出具復(fù)測報告，并報業(yè)主備案。

（2）地下高程控制測量。地下高程控制測量是以通過聯(lián)系測量傳遞至地下的水準(zhǔn)點(diǎn)為高程起算數(shù)據(jù)，采用水準(zhǔn)測量的方法，沿著掘進(jìn)隧道布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，并確定隧道、設(shè)備在豎直方向上的位置和關(guān)系的工作。高程控制測量采用二等水準(zhǔn)測量的方法施測，每間隔200m，就在隧道地板點(diǎn)或者邊墻上埋設(shè)一個高程控制點(diǎn)，也可以利用地下導(dǎo)線點(diǎn)標(biāo)志作為高程控制點(diǎn)。

3.2 盾構(gòu)機(jī)始發(fā)測量

盾構(gòu)機(jī)始發(fā)之前，應(yīng)土建施工單位申報，業(yè)主組織設(shè)計(jì)單位、土建施工單位、監(jiān)理單位和控制測量單位等盾構(gòu)施工參與單位對土建施工單位的盾構(gòu)始發(fā)條件進(jìn)行驗(yàn)收。會上對土建施工單位已完成的盾構(gòu)基座、反力架和預(yù)留洞門鋼圈等測量成果進(jìn)行驗(yàn)收，沒有問題時簽署驗(yàn)收意見，同意土建施工單位盾構(gòu)始發(fā)。

3.3 盾構(gòu)掘進(jìn)中的測量

在盾構(gòu)掘進(jìn)過程中，在每掘進(jìn)一定的距離之后土建施工單位要及時對盾構(gòu)機(jī)實(shí)時姿態(tài)進(jìn)行人測量復(fù)核，同時也對拼裝完成的盾構(gòu)管片姿態(tài)進(jìn)行測量，通過測量數(shù)據(jù)了解盾構(gòu)掘進(jìn)軸線的偏差情況，為后續(xù)盾構(gòu)施工提供參考。盾構(gòu)施工過程中每推進(jìn)80環(huán)，施工單位對成形管片軸線進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果報監(jiān)理單位和控制測量單位審核、備案；每推進(jìn)240環(huán)，控制測量單位對盾構(gòu)隧道內(nèi)的導(dǎo)向控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核測量，測量結(jié)果提交土建施工單位和監(jiān)理單位進(jìn)行復(fù)核，并報業(yè)主單位備案。

3.4 建立盾構(gòu)軸線偏位情況巡視制度

盾構(gòu)巡視主要包括盾構(gòu)施工現(xiàn)場巡視和合肥軌道盾構(gòu)測量監(jiān)控平臺巡視。

（1）盾構(gòu)施工現(xiàn)場巡視。土建施工單位對盾構(gòu)機(jī)操作人員進(jìn)行必要的操作培訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)偏盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)方向與設(shè)計(jì)線路方向存在較大偏差時應(yīng)及時上報。駐地監(jiān)理負(fù)責(zé)跟蹤盾構(gòu)掘進(jìn)過程中的導(dǎo)向系統(tǒng)數(shù)據(jù)，做到每日巡視，控制測量單位不定時巡視，并進(jìn)行現(xiàn)場拍照留檔。當(dāng)導(dǎo)向系統(tǒng)顯示實(shí)際隧道中心線偏離值達(dá)到或超出報警值時，施工單位按照要求必須停工并通知業(yè)主單位及控制測量單位。

（2）盾構(gòu)監(jiān)控平臺巡視。為實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)施工的信息化管理，便于對盾構(gòu)施工掘進(jìn)等信息有一個全面、及時、準(zhǔn)確的掌握，同時也為了對盾構(gòu)施工進(jìn)行科學(xué)高效地指導(dǎo)，專門建立了“合肥軌道盾構(gòu)測量監(jiān)控平臺”，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)導(dǎo)向系統(tǒng)的實(shí)時網(wǎng)上監(jiān)控，如圖1所示。當(dāng)實(shí)際隧道中心線偏離值達(dá)到或超出±50mm時，系統(tǒng)將會進(jìn)行黃色預(yù)警提示，收到預(yù)警提示后土建施工單位應(yīng)該及時調(diào)整盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)和掘進(jìn)方向等；當(dāng)偏離值達(dá)到或超出±80mm時，系統(tǒng)將會進(jìn)行橙色預(yù)警提示，監(jiān)理單位收到預(yù)警后及時組織土建施工單位進(jìn)行糾偏；當(dāng)偏離值達(dá)到或超出±100mm時，系統(tǒng)將會進(jìn)行紅色預(yù)警提示，收到預(yù)警提示后土建施工單位必須立即停止施工，業(yè)主對施工單位下發(fā)《合肥地鐵盾構(gòu)施工測量技術(shù)聯(lián)系單》，并組織設(shè)計(jì)單位、土建施工單位等其他盾構(gòu)施工參與單位及時組織專家查找原因并確定解決方案。

3.5 建立健全周、月報制度

建立健全周、月報制度，定期召開周例會和月例會，設(shè)計(jì)單位、土建施工單位、監(jiān)理單位和控制測量單位以及其他參與地鐵施工建設(shè)和管理的單位都按時參加。會上各單位匯報本周和本月已完成的主要測量工作內(nèi)容、存在的問題和下期的主要測量工作計(jì)劃，業(yè)主通過會議除了對整體盾構(gòu)施工情況進(jìn)行掌握和把控之外，還要對各單位確實(shí)存在的問題進(jìn)行幫助協(xié)調(diào)解決，為合肥市地鐵盾構(gòu)施工測量工作提供有力的制度保障。

4 盾構(gòu)貫通后的測量管理

盾構(gòu)施工貫通后，土建施工單位應(yīng)及時對已完成盾構(gòu)施工的隧道進(jìn)行貫通測量、施工中線測量和限界測量，測量成果自檢合格之后報監(jiān)理單位復(fù)核，復(fù)核無誤后由控制測量單位對測量成果進(jìn)行復(fù)測，沒有問題后由控制測量單位出具復(fù)測報告并報業(yè)主備案。

5 結(jié)語

地鐵盾構(gòu)施工測量的統(tǒng)一、集中管理對地鐵的盾構(gòu)施工建設(shè)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文在總結(jié)學(xué)習(xí)北京、上海等大城市地鐵盾構(gòu)施工測量管理工作的基礎(chǔ)上，提出了一種適用于合肥市地鐵盾構(gòu)施工的測量管理模式，各部門應(yīng)高度重視對測量工作的管理，土建施工單位必須建立行之有效的多級復(fù)核制度，嚴(yán)格盾構(gòu)施工測量成果的監(jiān)督和檢核制度，多層次管理，多方法復(fù)核，確保盾構(gòu)施工測量成果的真實(shí)可靠，為地鐵盾構(gòu)施工建設(shè)的順利實(shí)施及圓滿完成提供強(qiáng)有力的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB50308—2008.城市軌道交通工程測量規(guī)范[S].