淺談測(cè)量技術(shù)在地鐵盾構(gòu)施工中的應(yīng)用

陳軍福 李喜紅

關(guān)鍵詞：沉降觀測(cè);變形監(jiān)測(cè);平面控制;高程控制;盾構(gòu)姿態(tài);管環(huán)檢測(cè)

沉降觀測(cè)及控制測(cè)量的目的就是通過(guò)對(duì)路基沉降變形監(jiān)測(cè)、路基邊坡變形監(jiān)測(cè)、橋梁墩臺(tái)、涵洞、隧道基底沉降變形管理，監(jiān)控各項(xiàng)結(jié)構(gòu)物的變形量，通過(guò)對(duì)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)綜合分析評(píng)估，驗(yàn)證或調(diào)整設(shè)計(jì)措施，使各項(xiàng)結(jié)構(gòu)物的變形監(jiān)測(cè)值達(dá)到規(guī)定的要求。分析、推算出最終沉降量和工后沉降，合理確定軌道的開始鋪設(shè)時(shí)間，確保客運(yùn)專線軌道結(jié)構(gòu)鋪設(shè)質(zhì)量。

1.控制測(cè)量

1.1平面控制測(cè)量概述

地鐵施工領(lǐng)域里平面控制網(wǎng)分兩級(jí)布設(shè)，首級(jí)為GPS控制網(wǎng)，二級(jí)為精密導(dǎo)線網(wǎng)。施工前業(yè)主會(huì)提供一定數(shù)量的GPS點(diǎn)和精密導(dǎo)線點(diǎn)以滿足施工單位的需要。施工單位需要做的是在業(yè)主給定的平面控制點(diǎn)上加密地面精密導(dǎo)線點(diǎn)，然后是為了向洞內(nèi)投點(diǎn)定向而做聯(lián)系測(cè)量，最后是在洞內(nèi)為了保證隧道的掘進(jìn)而做施工控制導(dǎo)線測(cè)量。不管是地面精密導(dǎo)線還是洞內(nèi)施工控制導(dǎo)線都是精密導(dǎo)線測(cè)量，雖然邊長(zhǎng)不滿足四等導(dǎo)線的要求，但是基本上是采用四等導(dǎo)線的技術(shù)要求施測(cè)，其中具體技術(shù)要求在《地下鐵道、輕軌交通工程測(cè)量規(guī)范》都有規(guī)定。

1.2地面平面控制測(cè)量

在業(yè)主交接樁后，施工單位要馬上對(duì)所交樁位進(jìn)行復(fù)測(cè)。業(yè)主交樁數(shù)量有限，不一定能很好地滿足施工的需要，所以經(jīng)常要在業(yè)主所交樁的基礎(chǔ)上加密精密導(dǎo)線點(diǎn)，以方便施工。特別是在始發(fā)井附近，一定要保證有足夠數(shù)量的控制點(diǎn)，不少于3個(gè)。

1.3洞內(nèi)平面控制測(cè)量

洞內(nèi)施工控制導(dǎo)線一般采用支導(dǎo)線的形式向里傳遞。但是支導(dǎo)線沒(méi)有檢核條件，很容易出錯(cuò)，所以最好采用雙支導(dǎo)線的形式向前傳遞。然后在雙支導(dǎo)線的前面連接起來(lái)，構(gòu)成附合導(dǎo)線的形式，以便平定測(cè)量精度。洞內(nèi)施工控制導(dǎo)線一般采用在管片最大跨度附近安裝牽制對(duì)中托架，測(cè)量起來(lái)非常方便，且可以提高對(duì)中精度，還不影響洞內(nèi)運(yùn)輸。強(qiáng)制對(duì)中托架尺寸形狀要控制好，以便可以直接安裝在管片的螺栓上面，不需要電鉆打眼安裝。由于盾構(gòu)施工一般都是雙線隧道錯(cuò)開50環(huán)左右掘進(jìn)，如果錯(cuò)開環(huán)數(shù)很大，后面掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)由于推力很大，會(huì)對(duì)前面另一個(gè)洞的導(dǎo)線點(diǎn)產(chǎn)生影響。特別是在左右線間距較小巖層很軟時(shí)，影響很大，很容易導(dǎo)致測(cè)量出大錯(cuò)。還有就是如果在曲線隧道里，管片上的導(dǎo)線點(diǎn)間的邊角關(guān)系經(jīng)常受盾構(gòu)機(jī)的推力和地質(zhì)條件的影響，所以要經(jīng)常復(fù)測(cè)。

2.高程控制測(cè)量

2.1高程控制測(cè)量概述

高程控制測(cè)量主要包括地面精密水準(zhǔn)測(cè)量和高程傳遞測(cè)量及洞內(nèi)精密水準(zhǔn)測(cè)量，烏魯木齊市地鐵領(lǐng)域里的精密水準(zhǔn)測(cè)量都是國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量。不管是地面還是洞內(nèi)都采用的是國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量。

2.2洞內(nèi)高程控制測(cè)量

洞內(nèi)由于軌道上鋼枕太多，軌道下的泥水經(jīng)常蓋到鋼枕上來(lái)了，立尺很不方便，用水準(zhǔn)儀配銦鋼尺測(cè)量非常麻煩。而采用全站儀三角高程測(cè)高差的辦法傳遞高程就很方便。見圖1。當(dāng)然此時(shí)一定要保證前后視的棱鏡高要不變，由于不需要量?jī)x器高，而是通過(guò)測(cè)量前后兩個(gè)點(diǎn)的高差來(lái)傳遞高程，所以往返觀測(cè)取平均值精度可以滿足施工的需要。這在水上樂(lè)園區(qū)間左、右線都得到證實(shí)，水上樂(lè)園區(qū)間約1.5公里，高程貫通誤差左線是8mm、右線在11mm左右。

3.管環(huán)姿態(tài)計(jì)算

管環(huán)測(cè)量時(shí)，把管環(huán)檢測(cè)外業(yè)數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)在全站儀的內(nèi)存里。回到辦公室后，通過(guò)徠卡測(cè)量軟件（Leica Survey-Office），將全站儀里面的管環(huán)測(cè)量外業(yè)數(shù)據(jù)下載，然后將其復(fù)制到EXCLE表格中編輯成CAD認(rèn)識(shí)的三維坐標(biāo)，然后將三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)復(fù)制到記事本程序里面保存，文件的后綴名必須是.SCR，如“管環(huán)檢測(cè)外業(yè)數(shù)據(jù).SCR”。這樣就把管環(huán)檢測(cè)的外業(yè)數(shù)據(jù)編輯成了CAD的畫點(diǎn)腳本文件。通過(guò)CAD的腳本功能，就很方便地在CAD里面把點(diǎn)畫出來(lái)。

打開AutoCAD，在模型狀態(tài)下（一定要關(guān)閉“對(duì)象捕捉”命令），打開菜單欄的“工具（T）”選項(xiàng)，在下拉子菜單中選擇“運(yùn)行腳本（R…）”，或者在命令行中輸入“.SCR”，兩種方式都是運(yùn)行腳本，AutoCAD便查找腳本文件。操作者找到要調(diào)用的腳本文件“管環(huán)檢測(cè)外業(yè)數(shù)據(jù).SCR”后，直接打開它。AutoCAD便自動(dòng)把點(diǎn)畫出來(lái)了。如下圖2。

點(diǎn)位畫出來(lái)后，就可以在CAD里通過(guò)查詢命令直接量出管環(huán)的水平和垂直姿態(tài)了。通過(guò)以上管環(huán)的測(cè)量和計(jì)算方法，解決了管環(huán)檢測(cè)數(shù)據(jù)量大，計(jì)算難，測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。大大提高管環(huán)檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確度。

4.結(jié)束語(yǔ)

由于盾構(gòu)機(jī)的VMT導(dǎo)向系統(tǒng)必須有控制測(cè)量的支持才能運(yùn)作，所以控制測(cè)量還是盾構(gòu)隧道測(cè)量的基礎(chǔ)。為了保證隧道的順利貫通，我們首先要做好控制測(cè)量，然后就是保證導(dǎo)向系統(tǒng)的正常運(yùn)行，定期對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行人工檢測(cè)，保證導(dǎo)向系統(tǒng)的正確可靠。加強(qiáng)管環(huán)姿態(tài)檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管環(huán)的位移趨勢(shì)，防止管環(huán)安裝超限。加強(qiáng)管環(huán)姿態(tài)的檢測(cè)同時(shí)也是對(duì)導(dǎo)向系統(tǒng)的復(fù)核。由于筆者才疏學(xué)淺，文中難免有不周全之處，懇請(qǐng)各位提出批評(píng)與建議。