地鐵施工中精密工程的控制測量復測技術

李振興

（中鐵十九局集團軌道交通工程有限公司，北京 101300）

1 工程概況

洛陽市牡丹廣場地鐵站位于西苑路牡丹廣場下方，為明挖兩層島式（雙島）車站，地下一層為站廳層及商業區，地下二層為站臺層、汽車庫及1、3 號線區間。車站東端規劃1、3 號線盾構接收井，西端規劃1 號線盾構接收井，商業小里程端南側規劃1 號線變電所，車站北端規劃3 號線盾構接收井。

2 精密工程的控制測量復測技術設計

2.1 精密工程控制網的設計

按基巖點、埋深水準點、加密水準點布設，各自埋深分別為300～400 m、30～50 m、3～5 m，各點位均安排在線路施工所產生的影響范圍之外，以免在施工擾動作用下而影響使用。

考慮到軌道鋪設的穩定性要求，提高加密水準點高程的精度，即2 mm/km。對于埋深水準點上的加密水準路線，應當著重考慮最弱點誤差：

式中 m——水準測量在高差觀測中的誤差，mm/km

L——與水準路線附和的長度，km

確定數據，結合式（1）展開計算。根據工程條件，假定埋深水準點間的路線長度為5～6 km，此時得到的精度計算結果為0.84～0.92 mm，需要按照國家二等水準測量的精度檢測，此時能夠有效保證加密最弱點的精度，即優于2 mm/km。除此之外，還考慮到各深埋水準點，按一級水準測量的標準實測其高程，與此同時完成對基巖水準點的復核，保證精度。

結合上述分析，基巖點按照每30 km 一個的方式布設，深埋水準點則調整為5 km 的間隔。對比分析全線工程量，可以得知基巖點、深埋水準點的數量分別為5 個、25 個。按首級GPS網、次級GPS 基礎網、GPS 加密網以及精密導線網布設精密工程的平面控制網，首級CPS 網結構如圖1 所示。

圖1 首級CPS 網結構

觀測墩設置在基巖點和深埋水準點上，并形成強制歸心標志。各部分的設置要求以及方法有所差異，為滿足控制網的安全性要求，首級、次級GPS 網為獨立閉合環。按照1.5～2 km的間隔有序設置GPS 加密網點，此方式下所需布設的數量約為100 個，一方面需要滿足加密布線以及施工的要求，另一方面則提高彼此間的通視水平，以便更為有效地開展工作。

局部可能存在困難地段，為保證GPS 加密網點的應用效果，在既有配置方式的基礎上增設方向輔助點。待加密GPS 網成型后，于該處布設線路導線，點數約500 個，平均邊長控制在180～200 m，具體根據實際情況在該區間內做靈活的調整，使導線得到有效的使用。布設點位時充分考慮到便捷性的要求，埋設標準與加密GPS 點相同[1]。

2.2 確定地鐵施工中精密工程貫通測量誤差

隧道結構限界裕量為每側100 mm，其包含多種類型的誤差，如施工期間產生的誤差、測量產生的誤差。施工初期應當有效控制各部分誤差，支護鋼格柵安裝允許誤差為±30 mm，此外隧道變形、橫向均要得到控制，否則會由于誤差偏大而影響噴射混凝土的平整度。按照式（2）計算，得到貫通測量誤差允許值M4，其結果為±88.3 mm。

式中 M——誤差允許范圍，mm

M1——地面控制測量誤差，mm

M2——豎井連續測量誤差，mm

M3——地下控制導線測量誤差，mm

M4——隧道橫向貫通誤差，mm

依據上述相關要求，并綜合考慮業內應用較為廣泛的不等精度分配方法，確定后續的工作思路，以便更為有效地操作。經分析，認為貫通誤差定義至關重要，將其視為軌道交通平面測量中不容或缺的流程。此時，要求地面控制測量的誤差在±5 mm，豎井連續測量誤差±20 mm，隧道橫向貫通誤差±43.8 mm（小于±44.2 mm）。

3 地鐵車站施工測量

3.1 項目工程測量特點

施工測量是反映具體施工精度的關鍵途徑，也是地鐵工程質量控制的主要方法之一。需要準確定位，在此前提下方可確保前后工點實現平順連接，有利于工序間的緊密銜接。從地鐵工程實際情況來看，基坑深度達到17 m 以上，存在較多的井下聯系測量工作，復雜度較高，因此有效提高施工測量精度勢在必行[2]。

3.2 施工測量控制

3.2.1 接樁與復測

勘測部門交樁、復測樁點、客觀匯總結果，并上報給監理單位，以便判斷實際情況。導線網、高程網的精度均達標時（指的是達到四等導線測量、二等水準測量的要求），則清晰標識測量樁點。

3.2.2 基坑趨近導線控制測量

導線采用的是閉合導線，基坑趨近導線附合在導線點（必須確保其具有足夠高的精度）上；所布設的各個進井點與GPS 點保持良好的通視條件，以便測量工作的順利開展。布設時基坑趨近導線長度≤350 m，近井點的點位中誤差在±10 mm 內，任何一方面的誤差超出要求后，均要采取控制措施。

3.2.3 地面與井下聯系測量

用鉛垂儀向井下投點；在基坑內懸掛鋼尺，利用此方法實現高程聯系測量，地上、地下同步讀數，傳遞高程。

3.2.4 高程控制測量

在施工現場適配精密水準儀和鋼尺，由專業人員操作，通過對各工具的聯合應用，將地面高程點引至井下；隨后，啟用光電測距儀予以核對，實現井下地面貫通。經過檢查后，若高程精密度達標，則在豎井內設至少2 個水準點，以此為基準，以便后續高效開挖掌子面以及施工地鐵工程的相關結構，確保結構位置的準確性。施工環境復雜，應當定期復測水準點，以免因偏差過大而影響正常施工[3]。

3.2.5 施工放樣測量用極坐標法施測，有效開展控制測量工作，具體要點為：

（1）導線建立及控制限差。以設計交付的測量樁點為依據，組織地面控制測量，同時對其予以復測，提高測量樁點所處位置的準確性。遇到設計提供樁點與設計要求存在差異的情況時，則根據導線點和水準點的布設情況做適當的加密處理，但必須保證加密點與原有部分的測量等級保持一致，否則反而會影響正常測量。

（2）地下控制導線網建立。經井下聯系測量后，將坐標控制點和高程點分別倒入結構底板、中板處。隨工程進程的推進，需延伸施工導線時，提前檢測該導線前的3 個導線點，保證各部分均無誤。地下導線點設置為導線鎖的方式，結合實際情況盡可能創造良好的檢核條件，以提高導線點的精度。

（3）導線復核。于地面上用鉆機鉆進施工，得到合適尺寸、合適數量的測量孔，用于車站平面控制測量，必要時適當增加測量孔點的數量，以加強復核。

3.2.6 高程控制網的建立（地面、地下兩部分）

（1）地面高程網的建立。水準基點的埋設要穩固可靠，不可在施工中出現受損、偏位等異常狀況。按二等水準測量要求復核水準控制點，實測結果的誤差在許可范圍內并且經過平差處理后，進一步在結構四周測設水準基點，其作用在于給高程控制及變形觀測提供基準，以便準確掌握高程、變形兩個方面的具體情況。

（2）地下高程網的建立。高程傳遞測量采用在豎井內懸掛鋼尺的方法進行。采用長鋼卷尺導入法，以便將高程傳遞至基坑，在此過程中同步完成坐標傳遞操作。協調好時間，先作趨近水準，再作基坑高程傳遞，若現場條件允許，也可以采取從洞口向下傳遞高程的方法，其效率較高。

3.2.7 竣工測量

車站結構施工成型后，開始對導線點做嚴密平差處理；按照規范，將適量的永久控制點埋設在底板的指定位置，數量方面為每條線路設4 個點，可根據需求分別埋設坐標點和高程點。此外也可以采取坐標點和高程點共用的方法，靈活性較強。在進行永久控制點測量時，必須與貫通測量工作同步推進，同時嚴密平差。此外，在車站側墻未施工部位做已襯砌地段的線路中線的歸化改正，在此過程中各相鄰控制點坐標的縱、橫向中誤差均要得到有效的控制，其中縱向為±10 mm，橫向為±5 mm，若超出則及時采取調整措施。

4 結語

綜上所述，精密工程的控制測量復測是地鐵工程中極為重要的工作內容，其對于提高工程施工精度、保證地鐵整體穩定使用均具有重要作用。通過地鐵精密工程控制網的布設，明確精密工程貫通測量誤差，同時考慮到控制測量復測流程，按照規范有序完成控制測量復測工作。從實際應用效果看，所采取的控制測量復測技術應用效果較好，具有較高的精度，有利于地鐵施工進程的順利推進，也有利于保證地鐵工程的施工質量，綜合應用效果較為良好。