１工程概况
北京首都国际机场在Ｔ２与规划中的Ｔ３航站楼之间拟建两条隧道，两条隧道主体部分相互平行并穿越使用中的机场跑道。两条隧道施工时要求不能停航，为此，在两条隧道基坑开挖施工时，在两条隧道的工作坑外设立２个观测基站。以观测隧道基坑开挖施工时机场跑道及地面各建筑物和设施的变形情况，以指导隧道基坑开挖施工，确保施工和飞行安全。
２工程难点及解决方案
２．１跑道监测难点
要确保跑道正常使用不停航，对监测有以下要求：①监测人员不能进入跑道；②跑道上不能做明显的标志，确保飞行员视线安全；③根据机场安排时间进行监测，听从机场塔台安排；④确保监测精度。
２．２解决监测难点的方案
①监测人员除布点的几个小时外（安排在停航后的夜间，４ｈ内完成）不进入跑道，采用徕卡ＴＣＲＰ１２０１＋系统，对跑道进行不间断的扫描，数据通过监测基站发回办公室，进行实时处理，实时反馈；②跑道上不做明显的标志，在跑道上间隔贴上反射片，反射片数量要少，贴在隧道中间、两边等关键位置的跑道上；③采用徕卡ＴＣＲＰ１２０１＋仪器进行数据采集，莱卡具有激光系统，可保证夜间正常监测；④距离观测站越远的测点误差越大，反之则越小。全站仪的误差为１ｓ，经过计算，采用反射片的关键部位最大误差可控制在０．７ｍｍ以内（距离１５０ｍ），最小误差０．３ｍｍ。通过以上措施，数据实时采集、实时监测、实时反馈，同时与其他监测数据进行分析比对，确保监测数据的真实有效性。
３监测技术要点
３．１测点布置
在跑道设３１条测线，共设置测点４０２个。根据专家意见，为尽量减小影响，将贴反射片测点位置定为１０ｍ。平面布置见图１。为确保反射片与跑道粘结紧密且不受飞机发动机气流影响，用打磨机在跑道上打磨，测点比跑道低３ｍｍ，清理干净，用环氧树脂胶打底，将１０ｃｍ×１０ｃｍ反射片贴在跑道上。
３．２监测基站设计
监测基站（见图２）设置在工作坑与隧道开挖影响范围外，基站位置距离跑道１５０ｍ，视野通透，可以观测到每个监测点。根据方案比选，为满足机场安全要求，基站材料采用易碎的ＰＶＣ材料，确保即使飞机冲出跑道与基站相撞基站首先碎裂。基站做成一个高６ｍ、边长３ｍ的等边锥形网架结构，全站仪在结构顶部，并设置防护。在基站顶部设置太阳能警示灯，夜间警示灯自动工作。基站结构底部采用１ ０００ｍｍ×１ ０００ｍｍ×５００ｍｍ素混凝土底座，底座内埋设锚杆螺栓，螺栓与钢板连接，钢板上焊接钢管，钢管与ＰＶＣ塑料管热熔连接。基站结构表面刷红白相间的警示图案。每次运送仪器及测量人员通行采用升降梯，测完升降梯收回。在网架结构顶部设操作平台，平台上设全站仪保护装置。
３．３数据采集
３．３．１监测点坐标的测量
如图３所示，Ａ、Ｂ、Ｃ三点坐标分别为（ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ）、（ＸＢ、ＹＢ、ＺＢ）和（ＸＣ、ＹＣ、ＺＣ），假设全站仪位置为Ａ点，Ｂ点为后视点，Ｄ点为瞄准点，则由Ａ点的三维坐标（ＸＡ、ＹＡ、ＺＡ）和Ｂ点的三维坐标测量出Ｄ点的三维坐标（ＸＤ１、ＹＤ１、ＺＤ１）；同样，后视点为Ｃ时，也可测出Ｄ点的三维坐标（ＸＤ２、ＹＤ２、ＺＤ２）。直接按三维坐标精度分配，两次得到的坐标取平均值，即为最后得到的布置点Ｄ的坐标（ＸＤ，ＹＤ，ＺＤ）：ＸＤ＝（ＸＤ１＋ＸＤ２）／２，ＹＤ＝（ＹＤ１＋ＹＤ２）／２，ＺＤ＝（ＺＤ１＋ＺＤ２）／２。
３．３．２地表位移
先测得监测点Ｄ的初始坐标为（Ｚ０Ｄ），随着施工的继续推进，根据监测频率的要求跟踪监测坐标的变化，当监测点的坐标基本稳定时可停止监测。第ｋ次测量后，计算得Ｄ点的坐标为（ＺｋＤ），则有在ｋ周期的垂直位移为：ΔＺｋＤ＝ＺｋＤ－Ｚ０Ｄ。
４实施效果
为比对监测基站测量的数据是否满足监测要求，在机场停航期间，采用人工测量的方法对数据进行比对，发现人工测量误差与基站测量误差在０．５ｍｍ以内，监测基站数据采集真实有效，方案取得成功。
５结束语
在飞机正常运营的情况下采用监测基站的形式进行数据采集，有效地解决了跑道经济类国家级期刊不允许监测人员进入的难题，且保证了数据的及时性及准确性，在暗挖施工中起到了至关重要的指导作用，避免了停航造成的巨大经济损失，产生了良好的社会和经济效益。
作者：羿生钻 单位：中铁城建集团北京工程有限公司
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