1、地鐵隧道斷面測(cè)量及質(zhì)量檢查方法摘要：地鐵隧道斷面測(cè)量是地鐵施工建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，是線路調(diào)線調(diào)坡的依 據(jù)，其測(cè)量成果質(zhì)量必須得到保證。本文首先分析了地鐵隧道斷面測(cè)量工作中的 難點(diǎn)，并結(jié)合測(cè)量技術(shù)要求，詳細(xì)介紹了地鐵隧道斷面測(cè)量流程及采取的“高程放 樣法”;開(kāi)發(fā)的斷面測(cè)量數(shù)據(jù)提取軟件，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)提取及斷面Excel成 果自動(dòng)生成;最后重點(diǎn)介紹了斷面Excel成果的質(zhì)量檢查方法。關(guān)鍵詞：斷面測(cè)量;全站儀法;高程放樣法;質(zhì)量檢查引言在運(yùn)營(yíng)地鐵區(qū)間盾構(gòu)隧道周邊進(jìn)行基坑施工的工程案例日益增多，為減少鄰 近基坑施工對(duì)地鐵隧道的擾動(dòng)影響，往往需對(duì)地鐵隧道采取一定的保護(hù)措施。另 一方面，隨著城市地鐵線

2、網(wǎng)的加密，運(yùn)營(yíng)地鐵區(qū)間上方大范圍棄土堆載的情況時(shí) 有發(fā)生，地表堆載及卸荷影響地鐵隧道結(jié)構(gòu)安全的問(wèn)題愈發(fā)突出。1 地鐵盾構(gòu)隧道井下雙導(dǎo)線測(cè)量控制實(shí)例1.1 案例工程概述 地鐵盾構(gòu)隧道井下雙導(dǎo)線測(cè)量控制系統(tǒng)準(zhǔn)確性高，為盾構(gòu)施工提供保障.地鐵 武昌火車站-瑞安街站總長(zhǎng)度為1859.5m，區(qū)間最小轉(zhuǎn)彎半徑為360m，出站后區(qū) 間最大的坡度為7.2%。，最小坡度是7.34%。由于洞內(nèi)凈空小，單洞長(zhǎng)，布設(shè)控 制網(wǎng)難度大，如選用傳統(tǒng)的支導(dǎo)線， 平差條件不足，不能保證控制點(diǎn)的高精度， 因此，選用雙導(dǎo)線測(cè)量控制網(wǎng)進(jìn)行測(cè)量及平差。具體實(shí)施方案如下。斷面儀法激光斷面儀是建立在無(wú)合作目標(biāo)可見(jiàn)光激光測(cè)距技術(shù)和精密數(shù)字測(cè)

3、角技術(shù)之 上，采用極坐標(biāo)測(cè)量法與計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密相結(jié)合的光機(jī)電一體化產(chǎn)品;加上專門設(shè) 計(jì)的外業(yè)掌上電腦控制軟件及微機(jī)圖像后處理軟件，能迅速得到隧道斷面實(shí)際測(cè) 量曲線圖，并與標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行對(duì)比快速給出超欠挖等參數(shù)的檢測(cè)報(bào)告。斷面儀 測(cè)量方法以操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確率高、圖像直觀在近年來(lái)的隧道斷面測(cè)量中得到了廣 泛應(yīng)用。利用斷面儀法進(jìn)行隧道斷面測(cè)量時(shí)，首先將激光斷面儀定位于隧道的軸 線點(diǎn)上，調(diào)試儀器使得測(cè)量頭處于垂直于隧道軸線處的位置;設(shè)置好隧道斷面的起 始、終止測(cè)量角度及所測(cè)點(diǎn)數(shù)后，軟件控制測(cè)頭以某物理方向（如水平方向）為起 算方向，按一定間距（角度或距離）依次測(cè)定儀器旋轉(zhuǎn)中心與實(shí)際開(kāi)挖輪廓線的交 點(diǎn)之間

4、的矢徑（距離）及該矢徑與水平方向的夾角，將這些矢徑端點(diǎn)依次相連即可 獲得實(shí)際開(kāi)挖的輪廓線;通過(guò)洞內(nèi)的施工控制導(dǎo)線可以獲得斷面儀的定點(diǎn)定向數(shù)據(jù) 在計(jì)算軟件的幫助下自動(dòng)完成實(shí)際開(kāi)挖輪廓線與設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線的三維匹配，最 后形成超欠挖輸出圖形。斷面儀法的優(yōu)點(diǎn)是儀器價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，對(duì)作業(yè)人 員要求低;缺點(diǎn)是架站時(shí)需要放樣出線路中線點(diǎn)，測(cè)量斷面?zhèn)€數(shù)多時(shí)效率低。斷面 儀法是目前隧道斷面測(cè)量最常用的方法之一。測(cè)點(diǎn)樁位選運(yùn)用雙導(dǎo)線控制測(cè)量，除了對(duì)設(shè)備的使用要符合規(guī)范外，還應(yīng)當(dāng)注意控制點(diǎn) 點(diǎn)位的選擇，控制點(diǎn)點(diǎn)位的選擇，對(duì)于整體的數(shù)據(jù)是相當(dāng)重要的。如何選擇好的 測(cè)站點(diǎn)？有以下方法，首先，在圖紙上對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行規(guī)

5、劃，把握整體的布局； 第二，合理布置控制點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況，布置環(huán)網(wǎng)加強(qiáng)測(cè)量；最后，根據(jù)實(shí)際情 況選擇好再點(diǎn)對(duì)。點(diǎn)對(duì)的布局有 2 種方式：第一種布局方式是 2 個(gè)點(diǎn)，在隧道的 兩側(cè)相互對(duì)應(yīng)，這種布局方式的好處，可以更全面地觀測(cè)整合隧道平面，而且網(wǎng) 型穩(wěn)定，適合較大隧道。另一種布局方式是 2 個(gè)點(diǎn)在同一側(cè)，這種測(cè)量方式較為 少見(jiàn)，因?yàn)榫W(wǎng)型不夠穩(wěn)定，只適合一些較小的隧道進(jìn)行精準(zhǔn)的測(cè)量，這樣布局還 有個(gè)好處就是可以減少工作量，同時(shí)，在 2 個(gè)導(dǎo)線之間可以再加 1 條導(dǎo)線，這樣 可以加強(qiáng)對(duì)中間量的測(cè)量。1.4 三維激光掃描儀法（1）外業(yè)數(shù)據(jù)采集。外業(yè)數(shù)據(jù)采集使用天寶 SX10 全站掃描儀，利用測(cè)站設(shè) 立

6、或后方交會(huì)方法進(jìn)行架站。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇合適地點(diǎn)架設(shè)儀器，對(duì)全部范 圍掃描獲取隧道點(diǎn)云數(shù)據(jù)。獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)具有絕對(duì)坐標(biāo)值，點(diǎn)云無(wú)須拼接，減 少了拼接誤差。（2）數(shù)據(jù)預(yù)處理。根據(jù)隧道設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（平曲線、豎曲線和設(shè)計(jì)斷 面），剔除隧道壁外的噪音數(shù)據(jù)。噪音數(shù)據(jù)主要是盾構(gòu)管片的連接螺栓孔、螺帽、 注漿孔及電纜、照明設(shè)備及其他附著在管壁上的設(shè)施。（3）超欠挖報(bào)告?；?隧道中心線及隧道設(shè)計(jì)開(kāi)挖輪廓線建立超欠挖參考面三維模型;利用三維激光掃描 數(shù)據(jù)，建立隧道開(kāi)挖后現(xiàn)狀三維模型;將參考面模型和開(kāi)挖后現(xiàn)狀模型進(jìn)行三維立 體疊加分析，利用 TrimbleBusinessCenter 軟件可直觀獲得該段里程中任意

7、點(diǎn)位超 欠挖的程度。2 內(nèi)業(yè)質(zhì)量檢查方法某市軌道交通 7 號(hào)線一期工程北起園博園北站南至野芷湖站，線路全長(zhǎng) 30 多 公里，設(shè)站 19 座，均為地下車站;車站多采用明挖法施工，區(qū)間基本采用盾構(gòu)法 施工。圓形盾構(gòu)區(qū)間，每環(huán)寬1.5m，每環(huán)由若干管片拼接而成，隧道內(nèi)部設(shè)計(jì)直 徑為5.4m。斷面測(cè)量精度按規(guī)范要求進(jìn)行控制，平面基準(zhǔn)線為隧道設(shè)計(jì)中心線， 高程基準(zhǔn)線為隧道軌面高設(shè)計(jì)線，測(cè)量間距及測(cè)點(diǎn)分布要求如下。如圖 1 所示， 最終生成的圓形隧道斷面測(cè)量成果表，包含以下數(shù)據(jù):斷面里程（A列）、斷面設(shè)計(jì) 中線點(diǎn)實(shí)測(cè)坐標(biāo)（B、C列）、左側(cè)關(guān)鍵點(diǎn)實(shí)測(cè)高程（F列）及距離（E列）、右側(cè)關(guān)鍵點(diǎn) 實(shí)測(cè)高程（J列）及

8、距離（I列）、底點(diǎn)高程（M列）、頂點(diǎn)高程（P列）、軌面高程（S列）。 上述數(shù)據(jù)的內(nèi)業(yè)質(zhì)量檢查，可以利用 Excel 軟件自帶的函數(shù)工具、依據(jù)數(shù)據(jù)間的 相互邏輯關(guān)系進(jìn)行。數(shù)據(jù)檢查內(nèi)容包括:（1）斷面里程檢查。相鄰兩斷面的里程相減， 可計(jì)算出相鄰斷面的里程差，利用“XY散點(diǎn)圖”生成工具，畫圖顯示dL數(shù)值序列, 檢查斷面里程是否按從小到大排列、里程差 dL 數(shù)值是否滿足要求。 （2）斷面坐標(biāo)、 軌面高程檢查。根據(jù)隧道設(shè)計(jì)平、豎曲線參數(shù)，可計(jì)算出實(shí)測(cè)斷面的理論坐標(biāo)及 軌面高程，導(dǎo)入到Excel表格后，進(jìn)行求差處理，利用“XY散點(diǎn)圖”生成工具，畫 圖顯示 dX， dY， dH 軌面數(shù)值序列，檢查 dX，

9、 dY 是否滿足要求，檢查軌面高程是 否計(jì)算錯(cuò)誤。（3）頂點(diǎn)高檢查。利用“XY散點(diǎn)圖”生成工具，畫圖顯示頂點(diǎn)高數(shù)值序 列，檢查斷面頂點(diǎn)高是否存在突變。 （4）凈空高檢查。圓形隧道設(shè)計(jì)直徑為 5.4m; 每個(gè)斷面頂高與底高之差，即為該斷面凈空高;計(jì)算隧道凈空高的偏離值，利用 “XY 散點(diǎn)圖”生成工具，可直觀查閱偏離值序列。 （5）左、右側(cè)測(cè)點(diǎn)高程檢查。利用 Excel軟件自帶函數(shù)，計(jì)算左右兩側(cè)8個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的高程測(cè)量誤差;并利用“XY散點(diǎn)圖” 生成工具，查看誤差值序列，定位誤差超限的觀測(cè)值。圖 1 底點(diǎn)高程偏離值序列圖結(jié)語(yǔ) 綜上所述，隨著我國(guó)城市化建設(shè)，許多城市都進(jìn)行了地鐵建設(shè)，地鐵網(wǎng)絡(luò)的 建設(shè)大大提高了人們的出行效率，同時(shí)，地鐵的修建也是一個(gè)相當(dāng)困難的工作， 因?yàn)樾藿ǖ罔F需要綜合考慮各個(gè)條件，尤其是沿線的地質(zhì)。在進(jìn)行隧道的開(kāi)鑿過(guò) 程中，除了需要機(jī)器進(jìn)行挖通，還需要更多精準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行后期處理，一旦結(jié)果出 現(xiàn)問(wèn)題很容易引發(fā)事故。所以要充分結(jié)合測(cè)量系統(tǒng)精準(zhǔn)獲取隧道的數(shù)據(jù)。本文介 紹的地鐵隧道斷面