地鐵盾構法隧道貫通測量風險分析與控制

羅石磊

摘 要：為了確定陀螺全站儀的可能性，陀螺全站儀的應用是所討論的特定地鐵站的度量及應用。研究結果表明：陀螺全站儀可以檢測到所有旋轉包括地球對自轉，然后找到正確的方向，從而限制了測量系統中系統問題的累積;該測量用于測量方法的目的是完善控制網絡，并進行精確測量地鐵隧道工程，確保地鐵工程的隧道暢通。

關鍵詞：地鐵盾構法;隧道貫通;測量風險分析;控制

0 引言

通過提高我國的社會經濟實力，以及日益增強的綜合國力，國家將在我國大多數城市建立一個綜合的傳輸網絡和地下管道網絡。未來，隧道建設將越來越頻繁和高效。

1 引導隧道的測量概述

在盾構隧道的建設中，當收集連接的測量，地面控制的測量和地下控制的測量的測量出現誤差并不斷積累產生錯開時，將干擾現象稱為貫通誤差，而測量隧道技術主要是為了用于防止或減少錯誤。就貫通誤差而言，主要分為橫向貫通誤差和高程誤差。橫向貫通誤差是沿著線路的中心線的投影的長度，高程誤差是在高度處的投影的長度。在實際施工過程中，必須注意隧道干擾測量方案的設計，以確保交叉方向與交叉點之間的誤差符合設計規范的要求，并盡量減小誤差。

2 地鐵隧道貫通測量

由于礦山或分支的狹窄區域和大環境，難以使用多位置測量方法，常規的全站儀也受到更大的限制，將大大降低貫通隧道時測量方位方向的準確性。可以考慮一種測量地鐵邊緣的方法--加測陀螺邊，以控制地鐵隧道的測量誤差并改善隧道導體的方位角。控制系統的目的是準確確定真正的北向，減少系統誤差的累積，并準確確定到達地鐵的地面旋轉，提高測量控制系統的準確性。

3 工程實例應用（青島地鐵隧道）

3.1 工程概況

青島地鐵1號線的總長度約為60公里。它是連接主城區和西海岸新城的主要線路，以及通往青島和新西海岸的新連接線。跨海通道的總長度約為8.1公里。跨海域約3.5公里。該地鐵隧道目前是國內最長的水下隧道。如何準確地穿過長隧道是海段土建的主要任務。作為中國最早的跨海地鐵隧道，施工過程的主要任務是確保長距離隧道的準確性。該項目將側重于GNSS穩定性調查，精確的空間數據是通過精確的導線觀測和先進的海洋平衡調查得出的。

3.2 高等級跨海水準聯測

準確測量海洋兩岸的海拔高度是確保連接海底隧道的海拔高度的一項重要任務。通過對膠州灣距離的聯合測量來減少誤差的收集。該項目以第一國家指標作為基線，并測量該時期的比較指標。通過海底潛艇連接青島大都市和黃島海底網絡的跨界網絡的海底網絡海底網絡的設計考慮了許多選擇來優化海底線路。提高了平整網絡的精度和觀測效率，為地鐵的建設提供了方便。高程控制網絡采用1985國家高程基準，并根據國家二級標準進行計算。根據項目路布將水平網絡布置為線上的節點網絡，并且與水平交叉點存在多個重合點。該項目的重點是在正確的位置，高程點與精確線點重合。

3.3 作業過程

在跨界隧道南北的土建施工過程中，每公里開挖在正確的位置使用一個高精度的陀螺全站儀，而反向點則用于測量“真北”進場。尋找適當位置的已知定向邊緣傾斜邊緣，應盡可能靠近平面投影位置，并在地面的已知邊緣測三個測回。然后，調查統計信息滿足陀螺方位角，用來計算要求驗證全站儀測得的導線結果。

4 現階段地下管線檔案工作中存在的主要問題

4.1 建設單位對地下管線檔案工作的關注不夠

建設單位沒有為地下管道檔案管理規定時間管理任務，也沒有對地下管道檔案部門的工作給予足夠的重視。地下管線的存檔數據未及時存檔，并且生成存檔的時間也被迫延時。地下管線檔案的管理工作在有限的時間內沒有完成，這直接影響了監測工作。

5 隧道斷面檢測的實際應用方法

5.1 激光斷面儀

根據檢查原則協議文件和相關技術要求，總監辦公室選擇了ZTSD-4激光輪廓來檢查大龍山頭隧道的斷面和襯砌斷面。此儀器采用極坐標法，具有特定的物理方向（例如水平方向）為初始方向，矢量直徑（距離）以及儀器旋轉中心與實際中心點之間的距離。實際開挖輪廓線以給定時間（角度和距離）給出的順序進行測量。夾角在矢量的半徑和起始方向之間，并且連接此矢量半徑的端點以實現開挖輪廓線。與計算軟件協作，自動完成開挖輪廓線和設計開挖輪廓線的空間三維匹配（將測量區域與標準截面進行比較），并在每次測量之間添加出流值。點和相應的設計開挖形狀（距離，面積）通過在特定時間測量隧道軸線上的多個截面，可以測量實際開挖方量，進一步開挖方量和開挖不足方量。

5.2 陀螺全站儀定向測量

設計過程是監視地鐵隧道開挖中的測量誤差，并確保在指定的位置可以方便地訪問隧道，陀螺儀站用于制定和實施隧道的三個階段的鉆孔測量計劃。正確調整定向方位角。在測量隧道穿透之前，先對隧道的整個回轉中心進行陀螺儀側面測試，并使用陀螺全站儀確定整個測站的中心。確認了整個站的轉接角的測量。當陀螺轉子在沒有外力的情況下高速旋轉時，由于慣性或穩定的軸，陀螺站的整個旋轉軸是穩定的。當陀螺儀轉子高速旋轉并且外圈軸（或內圈軸）使用外部扭矩時，工具繞著內圈軸（或外圈軸）旋轉，并且朝外扭矩方向旋轉的角度為90°。這是前提條件。陀螺全站儀稱為通用站方向測量，它充分利用控制軸和壓力特性來確定控制屏幕邊緣的方位角，然后獲得真實的控制方位角。屏完成定向過程所需的時間約為15分鐘，此外，整個陀螺儀臺站能夠自動確定測量點的三維坐標和方位角，而無需進行進一步的計算，該儀表還比較適用于小型振動環境。

5.3 斷面監測方法

（1）將切割工具放在測量部分的區域，放置工具。（2）設置輸入參數，測量高度，測設角度，溫度和氣壓水平以及其他技術參數。定向于平坦或縱向曲線的隧道。（3）確定測試位置并使用掃描儀組件并且記錄數據（此過程設備可以自動完成）。（4）在該部分的某個點之外找到實際開挖輪廓線和設計的開挖輪廓線的三維圖圖形以及提取的超欠挖數值。

5.4 應急救援

在工業生產線的建設過程中，為了控制重大事故、事件，突發事件或緊急情況以及對工作環境健康的潛在環境損害，竭力保障職業健康安全管理和環境保護，并為防止或減少潛在伴隨的環境影響以及在健康和安全方面進行應急準備。工作將事故和事故造成的損失程度降至最低，并制定切實可行的應急計劃。經過鐵路部門和當地安全管理監督部門進行審查備案，列出且配備必要的應急物資。

5.5 陀螺定向測量

從陀螺儀定向結果與橫向測量的方位角之間的差異值可以看出，在確保測量條件的準確性條件下，陀螺儀定向測量結果是安全可靠的。符合描述性意圖的精確度。本次隧道貫通處的測量條件良好，觀測結果準確可靠真實，陀螺全站儀定向一般具有很高的精確度，總的來說，在完整性方面是一致的，適度地滿足了要求。為了提高隧道貫通的測量精度，必須要根據陀螺全站儀定向的測量結果來改善和校正測量過程及結果，最終實現對地鐵隧道區域的通暢。

6 結束語

對于盾構隧道貫通測量技術而言，其技術準度要求較高，必須要利用有效的測量才能有效保證其施工效果。依據盾構隧道施工工法而進行施工，通過精準的貫通測量技術應用，尤其是對于隧道貫通誤差的控制，是實現工程的技術要求與全面貫通的根本保證。使用盾構隧道測量技術時，對技術精度的要求非常高，必須采取良好有效的措施以確保其對施工產生積極影響。根據盾構隧道的施工方法，實施適當的定向測量技術，尤其是控制隧道貫通方向的誤差，是滿足項目技術要求和項目整體完整貫通的重要保障。

參考文獻：

[1]畢繼鑫，田林亞，張洋，等.地鐵盾構法隧道貫通測量風險分析與控制[J].都市快軌交通，2019，32（5）：102-108.