浅谈地铁隧道盾构贯通测量误差的控制

浅谈地铁隧道盾构贯通测量误差的控制

发表时间：2017-07-31T14:25:34.800Z 来源：《防护工程》2017年第8期作者：方磊

[导读] 第一，隧道盾构贯通测量能够标定出地下建筑的设计中心以及高程。

中铁六院隧道院测绘分院天津 300000

摘要:在对地铁隧道盾构贯通测量的时候，必须要控制测量的误差，这不仅是地铁施工测量中的难点，更是地铁隧道施工能够顺利完成的保证。本文通过对隧道盾构贯通测量进行描述，对贯通测量误差产生的来源进行分析，提出了一些控制测量误差的措施，希望能够对地铁隧道盾构贯通测量提供一些参考的价值。

关键词:隧道盾构；贯通测量；误差；控制

1隧道盾构贯通测量

1.1 测量的作用

第一，隧道盾构贯通测量能够标定出地下建筑的设计中心以及高程，从而确保开挖、衬砌等施工能够按既定的方向与位置进行；第二，隧道盾构贯通测量能够确保开挖不超过界限，并使所有的建筑物在贯通前能够正确的修建；第三，确保设备能够安装正确；第四，能够为设计以及管理部门提供竣工检验的资料。不仅如此，盾构施工的测量还可以随时提供盾构机掘进的实时动态，为施工人员提供修改盾构机修改的参数。

1.2 测量的内容

1.2.1 地面控制测量

在对地铁隧道盾构贯通进行测量时，首先要对地面控制进行测量，主要是在地面建立高程控制网与平面控制网，主要是为了地下的工程设计高程与中心线，确保施工的具体方向。

1.2.2 联系测量

联系测量主要是将地面的高程和方向传达到地下，为地下施工建立一个坐标系统。使地下施工过程能够按预先设计的进行，从而避免出现开挖超过范围的情况发生。

1.2.3 地下控制测量

地下控制测量主要是对高程以及地下平面进行测量，从而为地下设备安装提供参考依据，也保证设备能够按照设计要求进行安装。

1.2.4 隧道施工测量

隧道施工测量是依据设计要求，对隧道的开挖进行指导，从而为相关的管理与设计部门提供可以参考的资料。

2 隧道贯通测量误差的来源

地铁隧道盾构贯通测量误差主要是来自于各个测量工序之间，依据测量的流程来看，误差主是因为以下几个方面的测量不准确而导致的。

2.1 地面控制测量误差

地面控制测量主要是运用GPS控制网和精密导线网进行测量的。但是因为GPS控制网的边长比较长，平均边长达到了2千米，所以如果要进行直接测量的话是很不方面的，但是GPS控制网测量的准确度高，最弱边相对中误差大于十万分之一。但是在GPS控制网下布置的精密导线网的话，它的平均边长只有350米，导线全长的闭合差大于三万五千分之一，所以可以直接用来进行工程控制测量。但是，有些路段为了能够确保精密导线点的稳固性以及不容易被破坏，在铺设点位的时候，距离线路会比较远，这样的情况下就需要设置加密控制点来对施工进行控制。通常情况下精密导线是沿着线路设置成附合导线的，要是周边的环境以及经济条件允许的话，设置成网状的结构是更合理科学的。

2.2 联系测量误差

联系测量是把地面控制网以及地下控制网同时联系在一个平面坐标系统与高程系统中的一项测量工序。原来是运用于地矿开挖中起到指导作用的，现在被广泛用于地铁施工作业的过程中了。平面联系测量主要有一井定向、两井定向以及导线直传法这三种形式。一井定向主要是对暗挖区间的竖井联系进行测量的，由于竖井井口比较小，钢丝间的间距比较短，开挖的控制距离也比较短。所以一般有条件的施工场地的话是不会做一井定向联系测量的，主要是以两井定向联系测量和导线直传测量为主。

2.3 导线测量误差

导线测量是隧道贯通测量中的一条支导线，这条导线是盾构推进方向的一个重要指示，所以它一定要准确。控制点的设置通常情况下都是采用强制对中点，这样可以减少对中的误差，确保测角的准确度。如果盾构区间比较长的话，可以在盾构区间的中间部位进行陀螺仪定向，从而保证方位角的修正准确。

3 贯通测量误差的控制

3.1 中腰线的标定

中腰线的确定对于隧道施工来说是非常重要的，在施工之前，可以先用激光指示的方法对开挖的方向进行指示，特别是在使用机械设备进行开挖的时候，使用位置相对固定的激光仪对开挖的方向进行指示，并在盾构机上配置专用的光电接收靶。在挖掘的过程中如果发现开挖的方向跟指向仪发出的光束出现偏离的话，激光束就会出现警示，然后相应的信息就会通过光电接收靶自动传到盾构机的中控室，这种方法能够确保在挖掘的过程中位置不发生偏移。

3.2 地面控制测量

在进行地面控制测量的时候，一级GPS网以及二级精密导线网的联合横向点位布设的误差值应控制在上下25毫米之间。并且在进行GPS测量的时候要注意以下几点：第一，点位的选择要视场开阔，交通便利，并且要易于安装接收设备，尽量避开干扰电磁波接收的物体；第二，虽然GPS的测量是不需要站点之间通视的，但是为了能够方便以后的常规测量方法进行联测与扩展，就需要每个控制点至少拥

有一个以上的通视方向；第三，为了能够提高网的可靠性，GPS一定要以非同步独立观测边构成闭合环或者是附合路线从而构成检核的条件；第四，在进行观测前必须编制GPS卫星可见性的预测表，主要包括可见卫星号、最佳观测的卫星组观测时间、卫星的高度角与方位角以及点位几何图形的强度因子等。

3.3 盾构贯穿之后实际偏差的测定

盾构贯穿以后实际的偏差测定主要包括以下三个方面。第一，是在水平内的测定，把隧道两端的中心线进行延长，延长到隧道接通的结合面处，然后使用精密的全站仪测量出两中心线之间的实际距离，这个实际距离就是水平面内隧道得实际误差。然后把隧道两端的导线进行联测，求出的坐标方位差和坐标闭合差，就能体现出水平面的测量精度了。第二，就是对竖直面的偏差进行测量，一般有两种方法进行测量，第一种就是运用最小的钢尺或者是水准仪等这些测量工具对贯通结合面的两端腰线进行测量，测量得出的高度差，就能直接反应竖直面内的实际偏差值；第二种就是使用合适的测量方式，确定两端隧道之间的高程控制点的距离，并通过一系列的计算得出高程的闭合差，这样也能反映出竖直面内的精确度；第三，就是对中腰线进行调整，隧道相遇点两侧的重点线连接的方向可以替代预设的开挖方向；将两侧隧道的中腰线进行连接，可以根据测量的数据计算出隧道的坡度，如果坡度大于限制的百分之六，那就要根据实际进行调整，如果小于百分之六的话，就不需要对中腰线进行调整了。

3.4 贯通前的安全措施以及竣工测量

在进行地铁盾构贯通的过程中，要确保两个方向的工作面要大于50米的时候就要做最后一次的贯通测量了。在20米更接近的距离进行施工的时候，施工单位必须提前向有关的单位提交书面的申请，只有经过相关部门检查合格之后，才能够开始进行独头开挖的施工方案。在地铁隧道工程完成之后，施工部门要对中线的基柱、纵断面等进行测绘，并出具详细的工作报告，方便以后对工程的设计、施工以及管理进行审核。

结束语

在地铁隧道盾构贯通的施工中，工程的设计和精确度是保证施工质量的关键，并且施工过程中隧道外面的测量误差是可以避免的，但是隧道内得误差是无法避免的，所以就要求施工单位对隧道内的测量给予足够的重视，尽量缩小误差，只有这样才能保证施工能够顺利的完成。

参考文献：

[1]高军虎.深度探讨地铁盾构隧道贯通测量技术[J].西安市勘察测绘院.2011.

[2]刘鹏程，戴建清.地铁盾构隧道贯通测量误差的控制与实施[J].城市勘测,2015(4):138-140.

[3]刘循.城市隧道工程测量技术研究[J].科技资讯,2014(24):43-44.

[4]孙城,张昌明.地铁盾构施工技术浅析[J].机械管理开发,2012(1):108-110.

[5]陈昌文.地铁隧道盾构自动导向系统的测量误差分析[J].建筑机械化,2013(5):81-83.