地铁施工控制测量技术分析
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摘要：随着社会经济的不断发展施工控制测量工作在城市地铁施工中占有重要地位，根据不同的施工工法及现场条件选择合适的控制测量方法非常重要。本文介绍了几种常见的控制测量方法在不同施工条件下的运用，希望对相关人士有所帮助。
关键词：地铁施工;控制测量;技术分析
前言：
施工测量的主要任务是将图纸上的设计内容放样到实地上。对于地铁工程来说主要是保证对向开挖的隧道能按照规定的精度贯通，并使各建筑物按照设计的位置修建。放样过程中仪器所安置的方向、距离都是依据控制网计算出来的。因此在施工放样之前需建立具有一定精度的施工控制网，根据不同的施工方法总结出常用的控制测量方法很有必要。
1地铁测量的控制因素
地铁施工主要包括地铁车站和地铁区间两部分，车站及明挖区间施工测量主要是利用地面控制点直接对车站的各关键部位、区间的控制中线进行放样，所引起的测量误差主要是地面控制点的精度。而地铁暗挖区间施工往往是要通过已施工好的车站、竖井、盾构井，或通过地面钻孔把地面（井上）控制点的坐标、方位及高程传递到地下（井下），从而将地面和地下控制网统一为同一坐标系统，作为地下导线的起算坐标、起始方位角和起始高程基准，依此指导和控制地下区间隧道开挖并保证正确贯通。因此，地铁暗挖区间施工产生的测量误差除地面控制点的因素外，还包括井上与井下联系测量误差以及区间隧道施工控制测量误差。故地面控制测量、联系测量及区间隧道施工控制测量是地铁施工测量的三个关键因素，也是直接影响地铁贯通精度的关键控制点。
2地铁施工控制测量技术分析
2.1地上控制测量技术的应用分析
地上控制测量技术主要是控制点的移交及命名和车站地面控制点测设。首先，本工程接收到的首级平面控制点共计6个GPS点，控制点均在大型建筑楼顶观测标。除楼顶GPS点位其余均采用平面高程共点形式。为了保证控制点的管理和使用应按照使用范围进行命名，竖井施工范围内的平面控制点均以SJ3*进行命名，车站平面点均以CZ3*进行命名，隧道及地下平面点均以D**进行命名、高程点均用G**来命名以及平面高程公用点采用平面点点号。点位被破坏后旧点号停止使用，当点号区间不能满足施工需要时向第三方测量单位申请新点号。其次，车站地面控制点测设。为了保证控制点坐标能顺利传导至隧道和站场内，结合现场施工场地规划拟在洪山站和竖井区域分别布设3个进洞加密近井点，点位采用高程与平面共点方式布设。其中，竖井近井点其中一个埋设于竖井角落路面上另外两个布设于竖井围墙内，出入门附近路面上确保点位能与围墙外高级控制点通视，点位埋设方法与首级平面控制点相同。近井点按精密导线测量网测量技术要求施测起始于已知边DX八74、DX八75，附合于DX八76、DX八77最短边长度不小于50米，近井点中误差应小于10mm。车站近井点埋设于车站两端另外一个布设于湖北省城管局3号家属楼上，确保点位能与围墙外高级控制点通视点位埋设方法为强制对中墩。
2.2联系测量技术的应用分析
在竖井始发前做地面和地下的联系测量。首先，竖井平面联系测量在盾构机吊装孔处做“一井定向联系测量”在左右线侧墙上安装带强制归心盘的三角架制成的预埋钢板点，各导入二个平面坐标点共4个导线点构成两条始发边尽量拉大始发基线边距离。联系测量中在竖井两端准备支架通过转向滑轮把绞车上的鋼丝下垂至竖井底部，在底部悬挂20公斤的重锤并将其浸没于稳定液内，以及在竖井口和竖井底钢丝上粘贴反射片并静置30分钟。控制点与远端钢丝的距离与两个钢丝的间距比不应大于1.5，用一井定向联系测量传递坐标方位角时仪器架设在SJ31上，后视SJ32检查SJ33选择经过小角的路线，最后，采用徕卡TS30型全站仪进行角度观测。注意在竖井底将仪器架设在预埋钢板点点上测量竖井底反射片操作方法与地上相同。根据沈阳地铁一号线青年大街站与中街站两个暗挖车站采用的竖井联系三角形定向测量的数据以及广州地铁、北京地铁等采用此方法的测量数据按式推算得出，联系三角形边长测量误差应小于±8mm，角度测量误差应小于±4mm，投点误差应小于±2mm。对于联系三角形定向投点无论是采用激光垂准仪还是采用悬吊重锤法，误差控制在2mm之内是比较容易达到的，但由于三角形的边长很短只有联系三角形的布设满足。才有可能控制角度测量误差在±4mm之内[1]。另采用联系三角形定向时井下定向边没有检核条件故每次联系三角形定向均应独立进行3次，取3次的平均值作为一次定向成果。联系三角形定向受施工场地影响操作繁杂且作业时间长且容易出错。但其施测成本较低，距竖井口50m之内隧道掘进时采用该方法进行定向经济可行。其次，车站平面联系测量。在车站接收盾构前同样做地面和地下的联系测量，在车站两端盾构机吊装孔处做“导线直接传递测量”，在左线侧墙上安装带强制归心盘的三角架制成的预埋钢板点导入两个个平面坐标点，共2个导线点构成一条始发边。导线直接传递测量按照精密导线测量有关技术要求进行，将CZ31、CZ32作为起始边先测对向基坑底控制点D02，然后经由D01附合至导线边CZ33、CZ32。导线直接传递测量应独立测量两次地下定向边方位角互差应小于12，平均值中误差应小于±8。除此之外，高程联系测量。由于本工程为地下工程为确保施工的准确性，因此在施工期间须进行高程联系测量应将地面的高程传至车站底板上独立水准点，在进行高程联系测量前先对车站基坑附近的高程点进行复测，当高程差与设计差小于1mm时进行联测，否则进行整网高程复测。
2.3区间隧道施工控制测量
暗挖区间隧道施工控制测量主要包括地下施工导线和地下控制导线测量，导线的起算数据是直接从地面通过联系测量传递到地下的近井点和定向边。在隧道开挖初期且距竖井口50m之内，可用施工导线控制隧道掘进方向施工导线一般平均边长在30m。在当隧道掘进达到150m时应进行第二次定向测量且定向边长可达到120m左右，地下应开始布设地下施工控制导线，地下控制导线应布设成二条交叉导线形式且控制导线边应为150m左右，并按精密导线要求测设以及导线的起算边应为第二次定向边[2]。地下施工导线和控制导线应随隧道的掘进而及时向前延伸，由于地下隧道为一个不稳定的载体对设置在隧道中的控制点影响比较大，因此每次延伸施工控制导线测量前应对前3个导线点进行检测。倘若检测点有变动则应选择已有稳定的控制导线点进行导线延伸测量。暗挖区间隧道长度大于2000m时在距贯通面200m处应采用钻孔投点定向或加测陀螺方位角等方法，以提高地下控制导线的测量精度。隧道施工控制测量误差主要表现为地下控制导线测量误差，而地下导线也按精密导线进行测设，根据对精密导线误差分析，最弱点位中误差不大于20mm。考虑隧道内施工环境恶劣测量干扰较大以及导线边长较短等因素，地下精密导线点位中误差的限差可放大到地面上精密导线点位中误差的2倍。
结束：
综上所述，地铁施工控制测量技术主要包含三个关键环节及其误差分析，其中平面联系测量是直接影响隧道贯通精度的一个极其重要环节。为此，笔者认为应根据城市情况、地铁施工方法、隧道内施工环境及地质情况等多种因素而选择合理的联系测量方法，才能确保联系测量产生的测量误差满足规定要求，从而为地下控制导线提供合格的起算点坐标和定向边方位。
参考文献：
[1]孙艳明.地铁施工控制测量技术分析[J].四川水泥，2019（03）：151.
[2]黄淼.地铁施工控制测量技术分析[J].绿色环保建材，2018（03）：142-143.
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