北京地铁14号线工程测量与风险监测综合技术应用

北京地铁14号线工程测量与风险监测综合技术应用

北京地铁14号线全长47.3公里，设有36个车站，是连接西南、东北方向的轨道交通"L"型骨架线。在工程建设过程中，通过创新性的工程测量与风险监测技术应用，不仅保证了工程质量和安全，还实现了显著的经济效益和社会效益。

项目概况

北京地铁14号线工程建设全过程中工程测量与风险监测工作的开展，有效保证了地铁建设的质量和安全。其中工程测量包括地面控制网测量、竖井联系测量、隧道掘进控制测量、贯通测量、轨道铺设测量、设备安装测量和竣工测量；风险监测包括整个施工过程中，为保证工程自身及周边环境安全对线路围护结构体系、岩土体及周边环境所进行的风险监测、巡视、咨询等工作。

场地条件

1. 北京地铁14号线是连接西南、东北方向的轨道交通“L”型骨架线。线路沿线地下水丰富、地下水位高、地层复杂。线路东北、西南两端工程地质、水文地质情况差异大。
2. 结构类型多、施工方法全。
3. 沿线环境条件复杂，风险源多，风险等级高。
4. 14号线线路长、参建单位多、涉及产权单位广、涉及专业多、同期开展工作的工作面多、施工工期长、业主要求高、管理细，第三方测量和监测项目实施管理难度大。

工程问题和技术难点

1. 地铁线路基本处于闹市区，地面交通繁忙，沿线周边环境复杂，高楼林立，地面测量干扰因素多，现场作业及测量精度难以保障。
2. 全线施工标段多，竖井投点工作量大，同时，竖井断面小深度大，竖井联系测量难度大，投点精度控制难。
3. 线路横穿大郊亭和来广营两个沉降区，区域沉降线路工程高程控制测量、高程施工测量和高程贯通测量会产生一定的影响。
4. 线路临近或下穿的特级风险源多，如下穿既有铁路、运营地铁线路、高速公路、城市主干道、跨河桥梁等，管理单位技术要求高，监测控制指标严，采用常规监测手段很难实现现场监测工作。
5. 大直径盾构扩挖车站、10导洞PBA暗挖车站及盖挖逆（顺）作法车站多，施工场地环境狭小，安全风险等级高，监测技术要求高，监测难度大，传统的监测技术方法难以实现。
6. 线路长、工程地质水文地质复杂、施工工法多、结构形式复杂多样，施工技术水平、管理经验、安全风险意识异性较大，现场安全风险管理难度大。

技术创新和特色

1. 工程测量采用的技术工艺方法：

• 采用基于天地图的布点及精度估算方法解决了控制网布设难题
• 在竖井联系测量中应用“AGT-1自动陀螺定向系统”
• 在穿越沉降区高程监测中成功应用InSAR技术
• 在铺轨测量阶段，积极采用CPⅢ铺轨新技术，节约了铺轨时间，提高了铺轨效率
• 成功应用基于三维激光扫描数据的地铁线路调线调坡辅助技术
• 成功应用自主研发的城市轨道交通工程测量管理信息系统

2. 工程监测采用的技术工艺方法

• 基于BIM风险管控技术
• 深基坑全要素自动化监测技术
• 合成孔经雷达监测技术
• 分布式光纤监测技术
• 自主研发监测数据智能处理无线传输技术

工程效益与效果

通过工程测量及风险监测新仪器和新技术的应用，对提高效率、缩短工期、节约成本、保证地铁安全施工意义重大，原计划成本消耗为合同额的45%，实际消耗成本为35%，经测算，累计节约工时1000小时，节约成本100余万元，经济效益显著，具体表现如下：

1. 现场测量和监测工作，保证了14号线在整个建设过程中零起安全风险事故，确保了工程自身、环境安全和社会稳定，具有明显的社会效益。同时，本工程中成功应用的测量、监测新技术和先进管理手段也会引领勘测行业的发展，随着这些新技术的应用推广，会产生更大的社会效益。
2. 多种自动化监测手段的应用，是对传统的人工监测作业方式的一次解放与革新，克服了地铁在运行时人工监测无法进行的问题，极大地提高了监测效率，节省了大量人力物力，切实降低了工程成本。
3. 我院自主研发的“测量信息系统”与“监测信息系统”的应用，将传统方式的轨道交通测量工作及监测工作实现了网络化、电子化，规范了工作流程，在生产效率方面取得了较大提升，同时报告审核过程实现了无纸化办工，节省了成本。