1 工程概况
重庆是我国西南最大的水陆交通枢纽与对外贸易港口,随着经济中心城市聚集、辐射作用的日益增强,城市流动人口迅猛增长,为解决客流交通拥挤状况,重庆市早在80年代就已着手对建立轨道交通系统和空中客车系统等轨道交通体系的可能性进行了探索,《重庆市城市总体规划(1982-2000年)》提出建设地下铁道。重庆市第一条轨道交通线路为轨道交通2号线一期工程,于2000年12月正式开工建设,2004年12月开通试运营。截止2023年12月,重庆市轨道交通运营线路共12条,线路长度累计538 km,车站数量256座(换乘站未重复计算)。重庆市运营轨道交通线路的制式包括地铁、跨座式单轨和市域快轨。全市轨道交通2022年日均客运量249.54万人次,年客运量9.11亿人次日,日最高客运量508.1万人次。
本文以重庆轨道交通10号线工程为例,详细阐述重庆轨道交通全生命周期测量工作开展情况。重庆轨道交通10号线是重庆中心城区轨道交通线网的重要组成部分,连接了南岸区、渝中区、江北区和渝北区四大主城区,联系了南坪商圈,观音桥商圈,并且连接了重庆火车北站、重庆江北国际机场等城市主要客流集散点。线路设计里程为K0+000~K43+844.365,设有26个车站和两个车场。
为满足轨道交通10号线工程建设可行性研究阶段、初步设计阶段、详细设计阶段、施工阶段及运营阶段设计、施工等需要,测量单位先后开展了施工控制网测量、现状地形图测绘、项目周边专项调查、工程竣工测量、安全监测等一系列测量工作。
重庆市轨道交通线路图
2 解决的关键问题
重庆是典型的山地城市,城市轨道交通工程大量采用了高架、隧道、跨江、换乘等形式,大大增加了工程项目设计、施工、运营的难度。为满足城市轨道交通工程勘察设计、建设施工和运营管理等工作需要,需要在工程建设的不同阶段、不同环节掌握工程关键点,完善和加强工程测量工作,为工程建设提供全生命周期测绘保障。 2.1 高精度空间定位基准建立与维护 轨道交通工程往往建设周期较长,工程控制网使用周期长,精度要求高,其稳定性直接影响轨道交通工程质量。建立稳定、可靠的轨道交通基准控制网成为城市轨道交通建设的重要前提和保障。 考虑到重庆市轨道交通建设的长远发展,根据《城市轨道交通工程测量规范》(GB/T 50308-2017),结合重庆轨道交通工程建设实际,综合采用高精度GNSS控制网优化设计、山地城市投影变形分析及处理方法等关键技术方法,建成了重庆市轨道交通平面和高程整体控制网,范围覆盖了重庆市轨道交通中长期规划线路,适应现代化城市轨道交通建设的需求,为全市轨道交通工程规划、建设和运营提供了高精度空间定位基准,对轨道交通全过程工程建设具有重要意义。 重庆市轨道交通整体控制网图 2.2 不同线路交叉换乘与衔接对测量精度要求高 轨道交通工程需要通过换乘实现线路高效运营,往往设置换乘站。以重庆轨道交通10号线工程为例,全线共设车站19座,其中换乘站多达10座,分别与轨道交通3号线、4号线、6号线、6号线国博支线、9号线、环线,以及规划中的轨道交通13号线、15号线换乘。线路交叉节点多,对控制测量、已有车站的现状图测绘工作等提出了更高的要求。 2.3 深埋车站、区间隧道地下控制测量 重庆特殊的地形地貌,使得轨道交通建设过程中地下隧道埋深普遍较大。例如,重庆轨道交通10号线一期在埋深上创造了当时多项全国之最,其中红土地站埋深达94.467m,相当于31层楼的高度。通过91部电扶梯与6号线红土地站组成超级电扶梯网络群。鲤鱼池站深达76米,两站间的区间隧道平均深达84 m,也是当时全国最深的区间隧道。2022年1月,重庆轨道交通9号线一期工程开通运营,9号线红岩村地铁站再次刷新了轨道交通车站埋深纪录,其中心里程处轨面埋深106米,是目前全国最深的地铁车站。红岩村站设置9个竖井,包括电梯井、风井及安全出入口竖井,超100米的竖井有3个,最深的为116米,相当于39层高楼。 除上述车站外,重庆轨道交通工程中还存在众多的深埋车站和区间隧道,这就为联系测量、地下控制测量等工作带来极大的困难。 2.4 深埋地下管线探测 重庆属于典型的山地城市,地下管线往往埋深较深,轨道交通出入口、施工通道等位置对深埋管线的探测尤为重要。重庆城区属典型山地城市特点,建筑密集,道路弯曲,地形坡度大,道路相对较窄,管线廊道窄,管线干扰信号多,非金属管线多,大型深埋管涵调查探测困难,致使管线探测难度大,测量难度大。 2.5 全过程安全监测 重庆轨道交通项目的岩土工程条件复杂,监测对象通常涵盖明挖基坑、高边坡、矿山法暗挖隧道、TBM隧道、大跨度车站、周边建构筑物、水文环境等。根据规范及设计文件要求,安全监测项目繁多,包含变形类监测、应力类监测、环境类监测等。轨道交通工程线路长,工点多,监测项目多,监测数据量大,内业处理工作量及难度非常大,耗时耗力。上述因素对监测设备选型、监测方法选择、数据处理效率、海量数据管理等提出了极大挑战。
3 展望
北京大兴国际机场线为“北京首条轨道交通快线”,在项目实施过程中,测量技术人员针对每个车站、区间的水文地质条件、施工工艺、周边环境风险等,制定了完善的监测方案及合理的监测工作计划,有效地预测风险并避免了风险事件的发生,降低了建设费用和相应措施费用。对于重大风险源重点监测,监测与施工同步,准确发布预警,项目共发布2016个红色监测预警、15476个橙色监测预警、8845个黄色监测预警、498个巡视预警,为施工单位提供了工程安全保障。 北京大兴国际机场线工程项目实施过程中,技术人员克服了众多监测技术难题,积极探索先进监测技术及作业方法,保证了项目的顺利实施。针对风险源多和周边环境、地质条件复杂等风险因素,项目在风险预判及预防方面采用了先进的仪器设备及封闭道路非接触测量、轨道交通运营线自动化监测、暗挖隧道初支结构自动化监测、分布式光纤监测等先进监测技术,及时高效地为参建各方提供真实可靠的监测数据,规避风险事故发生。 通过风险监测项目风险管控技术研究与应用工作在工程建设中顺利实施,有效地保证了其安全建成通车;信息化的监测施工是安全施工的有效的保障手段,在地铁施工建设中建立完善的监测数据库系统、视频监控系统及信息平台系统,服务施工工作,总结工程经验,为今后的类似工程设计、施工及管理提供借鉴和参考监测新仪器和新技术的应用,也为地铁施工提供了可靠的施工依据,节约工程费用的同时,保证地铁施工和使用安全而产生了巨大的经济效益。 参考文献:大国工程测量技术,第二部/宋超智,陈翰新,李清泉,西安:西安地图出版社,2024.8