中铁七局太焦铁路项目部河南省焦作市454450
摘要：关于高质量地铁的建设，需要具备高标准设计，施工设备、工艺与材料的先进性，且与施工精度有很大关系，为确保设计的高标准行与施工的精度性采用合理有效的测量措施十分有必要。基于此本文对地铁盾构测量相关的内容做了简单的探讨，以供相关人员的参考。
关键词：城市地铁；盾构施工；测量；问题
1盾构测量的若干思考
1.1地下平面控制测量起算依据的思考
在地下建立测量控制网，地面近井导线与必需展开水准测量，接着地面控制点与竖井通过轴相连传送到地面测定，进而保证地面与地下控制网络是一个统一的坐标系统。通过接触测定直接从地面传送到地下的接触测量结果应当作地下平面与高程掌控测定的起点。因为地铁对测量精度要求比较高，容易出现错误。各城市轨道交通建设管理公司均建立了多层次的考核制度。关键性的测量程序一般包含建设单位项目部、后台公司的精度测试团队与业主的第三方测量单位。
1.2定位测量盾构姿态
盾构姿态的定位主要是依据导线点精确定位盾构掘进的位置与方向。确认盾构姿态的方法与途径如下：（1）盾构机中轴之上水平特定前尺与后尺，测量前尺与后尺间的距离，进而掌控侧向偏差。前进盾体之中轴线的方向。左电平用红色画，左电平用黑色画，角度仪指往红色电平，空速用“+”指出，黑色电平用“-”指出。（2）把水平尺特定于水平尺的中心位置。液位计底部指向盾构中心3130m，接着测定标高。（3）通过几何原理推导计算公式：
第一，平面部分。盾构机转角修正：
e=前尺：2475sinT后尺：2640sinT式中：
T———转角，左转为“+”，右转为“-”
第二，切口偏差：
x=-2605（a+b）-a+e
第三，尾部偏差：
y=+2648（a+b）-b+e
第四，高程部分。令坡度为：i，与设计值的差为：
Δ切口=4012i+Δh
Δ盾尾=-2538i+Δ
式中，仰为“+”，俯为“-”；Δh=r-rcosT，它主要是由T这一盾构转角所造成的竖直标尺发生变位的改正数。
2.3测定隧道中心坐标
在隧道中心坐标的测量过程之中，尽管难度不高，但是十分复杂。通常情况之下，在隧道壁之上的瓦片形环之上，孔壁之上的环中心没显著的标记。所以，在测量过程之中，一般使用的方法是测定一定圆周上多个点的坐标值，并且依据最小二乘拟合的方法计算出环中心的坐标与环椭圆的坐标。除此之外，在观测过程之中，需把测定仪器放在地下导体的交点处，接着在隧道墙面圆周上的每一点安装专用棱镜，测定每一点的三维坐标。
2.4盾构换站测量
因为《城市轨道交通计量规范》没明确规定每站吊篮的计量频率与地下控制线的传输变化情况，存在““隔一传一”、“逢移必传”的情况。“隔一传一”是指每次替换工位，设立工位篮与导向系统的后视点，通过再次测定自地下控制线取得坐标参数；“逢移必传”意思是每次换站。站篮与后视图均应通过再次测定自地下控制线取得坐标参数。因为每次替换工位时盾构机必需暂停工作，所以左右制导系统表明的盾构姿态会发生跳跃。这种现象遭称作“换站休息”。
2地铁盾构案例探讨
2.1工程概况
某城市地铁隧道全长约1500m，采用盾构法施工，左右线平行布置，区间线路平面上自大杨庄站直线出发，经半径700m曲线段、半径1500m曲线段沿齐鲁大道敷设，随后以半径350m曲线段、半径330m曲线段下穿长途客运枢纽，并以半径320m曲线段侧穿西站送站高架桥桩基，侧穿西站东广场管桩及下穿汽车坡道，直线段进入西站。左右线均从西站始发，大杨庄站接收。
2.2工程测量难点
1）盾构单向掘进达到1500m，应采用高精度联系测量或增加联系测量次数等方法，提高定向测量精度。2）盾构始发后连续经过多个小半径曲线段，前半部分布设地下导线边较短且导线点较多，对地下导线精度控制不利。3）通过优化地面控制测量、联系测量、地下控制测量，保证隧道横向贯通误差≤±50mm的精度要求。
2.3测量技术措施
2.3.1地面控制测量
1）地面控制网分两级布设，首级为全线GPS控制网，二级为精密导线网，控制网每年复测一次。2）由于车站附近的精密导线是进行平面联系测量的起算依据，这部分精密导线的精度及可靠性直接影响联系测量成果的好坏。因此，施工过程中重点复核始发洞口附近的控制点和接收洞口的控制点之间导线点的精度和可靠性。3）在开工前、过程中、贯通前至少进行3次能覆盖该区间始发井及接收井的控制点联测，检核其精度及稳定性是否满足规范要求。
3.3.1联系测量
通过实践发现，使地上、地下坐标统一起来的联系测量，是影响轨道交通隧道贯通的主要误差来源之一。同时也是地上到贯通面整个测量工作中最难控制的环节。
本文采用两井定向方法，普通两井定向测量，是在两施工竖井中分别悬挂一根钢丝，地面测设近井导线测定两钢丝的平面坐标值，地下布设无定向导线与竖井中的钢丝联测，复核平差计算后得到井下基线边的方位角及坐标数据。
考虑到采用钢丝进行投点时，风力直接影响钢丝投点精度，因此对两井定向进行优化，增加检核条件。本工程中在普通两井定向的基础上采用四根钢丝进行两井定向（即在一个竖井中悬挂两根钢丝，在另一个竖井中悬挂两根钢丝），地上地下近井点，同时观测每个井口悬挂的两根钢丝，通过计算可以同时得到4组地下基线边的测量数据，然后取平均值以达到增加检核条件和提高精度的目的。
3.3.3地下控制测量优化
（1）地下导线采用主副导线环和交叉导线网形式布设
地下平面掌控测定通常使用导线的形式布置，在隧道施工过程之中，每布设一个全新的导线点，皆由2条导线测其两组坐标，如果检核正确之后，取其平均值当作新点的测量数据。通过这种布网方式，可精确快捷地找到测定粗差。使用严格平差法处理数据，也可提升整个导线网的精度。地下导线在通车后大约同一精度全面复测3次，每次和地面导线复测、近井导线测量、关联测定同步进行，以此确认其准确可信，重合点反复测定坐标值的比较少应大于（30×d/D）mm（其中：d作为掌控导线长度，m；D作为通车距离，m）。
（2）地下导线中部增加陀螺定向边
在导线传递过程中，加测一条陀螺定向边，减少了测角误差累积，提高了测量精度，为以后的贯通测量打下了坚实的基础，提供了可靠的技术依据，可以有效地检核地下导线的测量精度。本工程在盾构掘进经过2个小半径曲线段后，隧道内导线点已布设8站，为保证后续盾构掘进能按设计位置准确进行，在地下导线边DJZ10～DJZ11做1次陀螺定向。本次陀螺定向采用天津七〇七研究所生产的TS3－3型陀螺全站仪。仪器标称精度为一次定向中误差±15″。
总而言之，1）城市轨道交通工程对于隧道通车有比较严苛的要求，特别横向通车误差的控制是重中之重，所以需在工程后依据工程特点、测量条件展开从地面到地下的平面掌控测量设计。2）洞内导线通过加测陀螺定向边，可明显减少测角误差对于点位方位角的影响，防止误差积累，并且产生对于地下导线边的检核。所以，于短隧道掌控测定之中加测陀螺边是十分有必要的。
参考文献：
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