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【摘 要】地铁盾构区间的施工测量时确保隧道按照设计要求的轴线进行掘进并实现贯通的综合技术。测量技术的应用，提高了隧道区间盾构施工的精度，有利于确保工程质量。本文对地铁盾构区间施工测量技术进行探讨。
【关键词】地铁；盾构区间；施工测量；测量技术
一、引言
随着我国经济的快速发展，城市轨道交通建设规模逐渐增大。地铁建设成为各大城市缓解交通压力，提升客运能力的重要渠道。地铁施工过程中，盾构施工技术因具有安全高效、能够穿越复杂地层的特点，被广泛应用。
二、地下铁道测量特点
1.地下铁道工程浩大、投资大、工期长，一个城市地铁建设要根据近期、远期客流量先作总体规划，分期建设。测量工作不仅要考虑全局，也要顾及局部，既要沿每条线路独立布设控制网，又要在线路交叉处有一定数量控制点重合，以保证各相关线路准确衔接。
2.地铁工程有严格限界规定，为降低工程成本，施工误差裕量已很小，设计采用三维坐标解析法，所以对施工测量精度有较高的要求。
3. 测量内容多，与地面既有建筑结合紧密。各测量体和线路联接密切，地上、地下测量工作要保证万无一失，除了要进行施工放样，贯通测量以外，还要进行变形监测等项工作。
4.限界裕量小，地铁交通工程有严格的限量规定。为保证限界要求，对结构轮廓应考虑一定施工误差作为裕量。从降低工程成本的原则出发，裕量较小，所以对施工测量精度要求较高。
5.地铁位于城市，沿线高楼林立、车水马龙、能见度差、隧道埋深浅，地表沉降变形等都会给地铁施工测量工作带来很大困难。
三、地铁盾构区间施工测量技术
1.盾构机姿态测量原理
盾构机是一个近似圆柱的维体，在开始隧道掘进后不能直接测量其刀盘的中心坐标，只能间接推算。在盾构机壳体内选择观测点的位置非常重要，要求既要利于观测，又要利于保护，且空间关系稳定。
2.盾构机始发测量
盾构机始发测量包括盾构机定位测量、反力架定位测量、盾构机姿态初始测量等。
（1）盾构机导轨定位测量。主要控制导轨的中线与设计隧道中线偏差不能超限、导轨的前后高程与设计高程不能超限、导轨下面是否坚实平整等。
（2）反力架定位测量。包括反力架的高度、俯仰度、偏航等，以及反力架下面是否坚实、平整。反力架的稳定性直接影响到盾构机始发掘进是否能正常按照设计方位进行。
（3）盾构机姿态初始测量。包括测量水平偏航、俯仰度、扭转度。盾构机的水平偏航、俯仰度是用来判断盾构机在以后掘进过程中是否在隧道设计中线上前进，扭转度是用来判断盾构机是否在容许范围内发生扭转。
3.盾构机姿态人工复测
在盾构施工过程中，为了保证导向系统的正确性和可靠性，在盾构机掘进一定长度或时间之后，应通过洞内的独立导线独立检测盾构机的姿态，即进行盾构姿态的人工检测。
（1）盾构机参考点测量。盾构机组装时生产厂家已在盾体上布置了盾构姿态测量参考点，并精确测定了各参考点的三维坐标，盾体前参考点及后参考点实际上是虚拟的，并不存在。在进行盾构姿态人工检测时可直接利用这些相关数据，测站位置选在盾构机第一节台车的连接桥上，此处通视条件非常理想，便于架设全站仪，只要在连接桥上的中部焊上一个全站仪的连接螺栓就可以了。测量时应根据现场条件尽量使所选参考点之间的连线距离大一些，以保证计算精度，最好保证左、中、右各测量一两个点，这样可以提高测量计算的精度。
（2）盾构姿态计算。先把已知参考点的相对坐标（至少3个点）输入至CAD文件中，再把每次所测相同编号参考点的三维绝对坐标输入到同一个CAD文件，利用CAD里面的/对齐0命令，通过测量垂线在水平和垂直方向上的偏离值来求解盾构机 前后点的姿态。
4.盾构掘进测量
盾构开挖隧道是利用设置在盾构上的激光导向系统进行导向的。隧道施工测量则是采用地下施工控制导线点和施工水准控制点逐次重复测量成果的加权平均值作为起算数据。盾构法掘进隧道施工测量包括盾构井（室）测量、盾构拼装测量、盾构姿态测量和衬砌环片测量。采用联系测量方法将测量控制点传递到盾构井（室）中，并利用测量控制点测设出线路中线点和盾构安装时所需要的测量控制点，测设值与设计值较差应小于3mm。安装盾构导轨时，测设同一位置的导轨方向、坡度和高程与设计较差应小于2mm。盾构拼装竣工后，进行盾构纵向轴线和径向轴线测量，主要测量内容包括刀口、机头与盾尾连接点中心、盾尾之间的长度测量；盾构外壳长度测量；盾构刀口、盾尾和支承环的直径测量。
5.地面控制测量检测
（1）GPS控制网检测
GPS控制网为地铁的首级平面控制网，布设为沿地铁方向的狭长的网状图形，一般埋设在高楼顶部，平均边长约2公里。检测时，应采用3台以上双频GPS接收机（标称精度为5mm+1ppm），采用静态定位方法，按不低于GPS级网的精度进行检测，检测成果与原测成果之差应在允许范围内，否则应补测或重测，得出正确的结论。因GPS网的作用极为重要，地铁施工时间较长，城市建设对其破坏性较大，所以应经常检查、补测以维护其完整性，全面对其检测次数应不少于两次。
（2）精密导线检测
导线网起闭于GPS控制点，平均边长400m，形成地铁二级平面控制网，以方便地铁施工。检测时，应使用标称精度不低于2″、2mm+2ppm的全站仪，检测精度不低于原网精度。检测时应根据设计的施工作业面和车站位置，增加必要的导线点，使得每个车站和作业口有不少于3个平面控制点。
因地铁施工工期长，地铁施工和城市建设对导线点的通视和稳定性影响较大，所以在施工期间要加强点位的保护、维护，对破坏的点位要及时增设。在施工期间，对导线网的全面检测应不少于两次。二等水准检测地铁施工的高程控制是由沿地铁布设的二等水准网组成的，其平均1公里设一个二等水准点。检测时，应注意引测到附近的高等级国家水准点，并在车站及作业口处增设1～2个二等水准点。
6. 自动导向系统人工复核
针对自动测量导向系统，要做好平时的盾构姿态复测工作，以防止自动导向系统受到施工的影响，而导致的测量偏差的出现，确保测量的准确性，在自动测量的基础上，有计划的进行人工复测，复测内容包括，对盾构姿态的复核，对测量台的复核。采用人工实测标志点三维坐标，人工读取坡度板的转角和坡度，运用人工计算的方法，求盾构机的姿态参数，与此时刻的自动导线系统的数据进行比较。
7.竣工测量
隧道顺利贯通后，为检测成型隧道与设计轴线之间的偏差，以及为后续铺轨、机电安装等工程做好相应的准备工作。竣工测量的主要内容有：
（1）盾构隧道贯通后进行贯通误差测量，贯通误差测量是在接收井的贯通面设置贯通相遇点，利用接收井传递下来的地下控制点和指导贯通的地下控制点分别测定贯通相遇点三维坐标，贯通误差归化到线路纵向、横向和高程的方向上。
（2）隧道贯通后进行贯通隧道内导线的附合路线测量，并重新平差作为以后测量依据。
（3）竣工测量内容包括隧道横向偏差值、高程偏差值、水平直径和竖直直径等。
四、结束语
地铁施工过程中，盾构法在地铁隧道区间测量中具有自动导向系统支持，可以降低工作劳动强度，由于自动导向系统的施工导线必须有精密控制导线的支持，因此必须要确保施工导线的精密度，不断修复系统，从而确保隧道的顺利贯通。
【参考文献】
[1]肖智勇，傅继阳.地铁区间隧道盾构法施工中的测量技术[J].暨南大学学报（自然科学与医学版），2005，26（3）：331-336.
[2]劳晓涛，谢建平.城市地铁盾构区间施工测量技术研究[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（26）.
[3]王暖堂.盾构隧道施工中的测量技术研究[J].铁道建筑，2002，（12）：2-5.
【关键词】地铁；盾构区间；施工测量；测量技术
一、引言
随着我国经济的快速发展，城市轨道交通建设规模逐渐增大。地铁建设成为各大城市缓解交通压力，提升客运能力的重要渠道。地铁施工过程中，盾构施工技术因具有安全高效、能够穿越复杂地层的特点，被广泛应用。
二、地下铁道测量特点
1.地下铁道工程浩大、投资大、工期长，一个城市地铁建设要根据近期、远期客流量先作总体规划，分期建设。测量工作不仅要考虑全局，也要顾及局部，既要沿每条线路独立布设控制网，又要在线路交叉处有一定数量控制点重合，以保证各相关线路准确衔接。
2.地铁工程有严格限界规定，为降低工程成本，施工误差裕量已很小，设计采用三维坐标解析法，所以对施工测量精度有较高的要求。
3. 测量内容多，与地面既有建筑结合紧密。各测量体和线路联接密切，地上、地下测量工作要保证万无一失，除了要进行施工放样，贯通测量以外，还要进行变形监测等项工作。
4.限界裕量小，地铁交通工程有严格的限量规定。为保证限界要求，对结构轮廓应考虑一定施工误差作为裕量。从降低工程成本的原则出发，裕量较小，所以对施工测量精度要求较高。
5.地铁位于城市，沿线高楼林立、车水马龙、能见度差、隧道埋深浅，地表沉降变形等都会给地铁施工测量工作带来很大困难。
三、地铁盾构区间施工测量技术
1.盾构机姿态测量原理
盾构机是一个近似圆柱的维体，在开始隧道掘进后不能直接测量其刀盘的中心坐标，只能间接推算。在盾构机壳体内选择观测点的位置非常重要，要求既要利于观测，又要利于保护，且空间关系稳定。
2.盾构机始发测量
盾构机始发测量包括盾构机定位测量、反力架定位测量、盾构机姿态初始测量等。
（1）盾构机导轨定位测量。主要控制导轨的中线与设计隧道中线偏差不能超限、导轨的前后高程与设计高程不能超限、导轨下面是否坚实平整等。
（2）反力架定位测量。包括反力架的高度、俯仰度、偏航等，以及反力架下面是否坚实、平整。反力架的稳定性直接影响到盾构机始发掘进是否能正常按照设计方位进行。
（3）盾构机姿态初始测量。包括测量水平偏航、俯仰度、扭转度。盾构机的水平偏航、俯仰度是用来判断盾构机在以后掘进过程中是否在隧道设计中线上前进，扭转度是用来判断盾构机是否在容许范围内发生扭转。
3.盾构机姿态人工复测
在盾构施工过程中，为了保证导向系统的正确性和可靠性，在盾构机掘进一定长度或时间之后，应通过洞内的独立导线独立检测盾构机的姿态，即进行盾构姿态的人工检测。
（1）盾构机参考点测量。盾构机组装时生产厂家已在盾体上布置了盾构姿态测量参考点，并精确测定了各参考点的三维坐标，盾体前参考点及后参考点实际上是虚拟的，并不存在。在进行盾构姿态人工检测时可直接利用这些相关数据，测站位置选在盾构机第一节台车的连接桥上，此处通视条件非常理想，便于架设全站仪，只要在连接桥上的中部焊上一个全站仪的连接螺栓就可以了。测量时应根据现场条件尽量使所选参考点之间的连线距离大一些，以保证计算精度，最好保证左、中、右各测量一两个点，这样可以提高测量计算的精度。
（2）盾构姿态计算。先把已知参考点的相对坐标（至少3个点）输入至CAD文件中，再把每次所测相同编号参考点的三维绝对坐标输入到同一个CAD文件，利用CAD里面的/对齐0命令，通过测量垂线在水平和垂直方向上的偏离值来求解盾构机 前后点的姿态。
4.盾构掘进测量
盾构开挖隧道是利用设置在盾构上的激光导向系统进行导向的。隧道施工测量则是采用地下施工控制导线点和施工水准控制点逐次重复测量成果的加权平均值作为起算数据。盾构法掘进隧道施工测量包括盾构井（室）测量、盾构拼装测量、盾构姿态测量和衬砌环片测量。采用联系测量方法将测量控制点传递到盾构井（室）中，并利用测量控制点测设出线路中线点和盾构安装时所需要的测量控制点，测设值与设计值较差应小于3mm。安装盾构导轨时，测设同一位置的导轨方向、坡度和高程与设计较差应小于2mm。盾构拼装竣工后，进行盾构纵向轴线和径向轴线测量，主要测量内容包括刀口、机头与盾尾连接点中心、盾尾之间的长度测量；盾构外壳长度测量；盾构刀口、盾尾和支承环的直径测量。
5.地面控制测量检测
（1）GPS控制网检测
GPS控制网为地铁的首级平面控制网，布设为沿地铁方向的狭长的网状图形，一般埋设在高楼顶部，平均边长约2公里。检测时，应采用3台以上双频GPS接收机（标称精度为5mm+1ppm），采用静态定位方法，按不低于GPS级网的精度进行检测，检测成果与原测成果之差应在允许范围内，否则应补测或重测，得出正确的结论。因GPS网的作用极为重要，地铁施工时间较长，城市建设对其破坏性较大，所以应经常检查、补测以维护其完整性，全面对其检测次数应不少于两次。
（2）精密导线检测
导线网起闭于GPS控制点，平均边长400m，形成地铁二级平面控制网，以方便地铁施工。检测时，应使用标称精度不低于2″、2mm+2ppm的全站仪，检测精度不低于原网精度。检测时应根据设计的施工作业面和车站位置，增加必要的导线点，使得每个车站和作业口有不少于3个平面控制点。
因地铁施工工期长，地铁施工和城市建设对导线点的通视和稳定性影响较大，所以在施工期间要加强点位的保护、维护，对破坏的点位要及时增设。在施工期间，对导线网的全面检测应不少于两次。二等水准检测地铁施工的高程控制是由沿地铁布设的二等水准网组成的，其平均1公里设一个二等水准点。检测时，应注意引测到附近的高等级国家水准点，并在车站及作业口处增设1～2个二等水准点。
6. 自动导向系统人工复核
针对自动测量导向系统，要做好平时的盾构姿态复测工作，以防止自动导向系统受到施工的影响，而导致的测量偏差的出现，确保测量的准确性，在自动测量的基础上，有计划的进行人工复测，复测内容包括，对盾构姿态的复核，对测量台的复核。采用人工实测标志点三维坐标，人工读取坡度板的转角和坡度，运用人工计算的方法，求盾构机的姿态参数，与此时刻的自动导线系统的数据进行比较。
7.竣工测量
隧道顺利贯通后，为检测成型隧道与设计轴线之间的偏差，以及为后续铺轨、机电安装等工程做好相应的准备工作。竣工测量的主要内容有：
（1）盾构隧道贯通后进行贯通误差测量，贯通误差测量是在接收井的贯通面设置贯通相遇点，利用接收井传递下来的地下控制点和指导贯通的地下控制点分别测定贯通相遇点三维坐标，贯通误差归化到线路纵向、横向和高程的方向上。
（2）隧道贯通后进行贯通隧道内导线的附合路线测量，并重新平差作为以后测量依据。
（3）竣工测量内容包括隧道横向偏差值、高程偏差值、水平直径和竖直直径等。
四、结束语
地铁施工过程中，盾构法在地铁隧道区间测量中具有自动导向系统支持，可以降低工作劳动强度，由于自动导向系统的施工导线必须有精密控制导线的支持，因此必须要确保施工导线的精密度，不断修复系统，从而确保隧道的顺利贯通。
【参考文献】
[1]肖智勇，傅继阳.地铁区间隧道盾构法施工中的测量技术[J].暨南大学学报（自然科学与医学版），2005，26（3）：331-336.
[2]劳晓涛，谢建平.城市地铁盾构区间施工测量技术研究[J].城市建设理论研究（电子版），2013，（26）.
[3]王暖堂.盾构隧道施工中的测量技术研究[J].铁道建筑，2002，（12）：2-5.