盾构法隧道施工测量经验交流会汇报材料

盾构法隧道施工测量经验交流会汇报材料中国水利水电第八工程局有限公司深圳地铁7号线7303标项目部2014年6月深圳测量是隧道施工的导航灯，它直接关系到整个工程质量的优劣。由于车站区间隧道采用盾构法进行施工，隧道一次成型，隧道施工过程中产生的超限偏差无法再行补救，所以盾构掘进的导向，必须具有高精度和高可靠性，以保证隧道能按照设计的线路掘进和准确贯通。引言项目简介盾构法隧道施工测量7303标承担车～上区间、上沙站、上～沙区间、沙尾站、沙～石区间、石厦站及石～皇区间（3站4区间）的施工工作，区间由9#、10#、11#三台盾构机进行区间盾构作业，目前上～沙区间已双线贯通。项目简介7303标车站区间线路图7303标区间长度统计表（右线）区间里程长度施工工法备注车～上区间DK13+618.9011124.749全盾构法DK14+727.445短链2.555DK14+730.000DK14+746.205上～沙区间DK15+040.575545.813全盾构法DK15+586.388沙～石区间DK15+813.4881153.719全盾构法DK16+304.000DK16+304.000矿山法（盾构空推）286.000DK16+590.000DK16+590.000全盾构法DK16+967.207石～皇区间DK17+145.458410.655全盾构法DK17+299.995短链0.005DK17+300.000DK17+556.118合计3234.936区间隧道长度统计表已贯通（横向7mm，纵向11mm）7303标区间长度统计表（左线）区间里程长度施工工法备注车～上区间左DK13+550.3681189.371全盾构法左DK13+993.534短链6.466左DK14+000.000左DK14+746.205上～沙区间左DK15+040.575546.503全盾构法左DK15+400.690长链-0.69左DK15+400.000左DK15+586.388沙～石区间左DK15+813.4881142.666全盾构法左DK16+285.394左DK16+285.394矿山法（盾构空推）左DK16+448.947短链11.053左DK16+460.000左DK16+760.000463.553左DK16+760.000全盾构法左DK16+967.207石～皇区间左DK17+145.458410.658全盾构法左DK17+299.998短链0.002左DK17+300.000左DK17+556.118合计3289.198已贯通（横向6mm，纵向5mm）盾构法隧道施工测量盾构法隧道施工测量包括：地面控制测量、联系测量、地下控制测量、掘进施工测量、贯通测量和竣工测量。深圳地铁建设工程平面与高程贯通误差限差表一、地面控制测量1、地面平面控制测量卫星定位控制网精密导线网（第三方测量单位建网）2、地面高程控制测量二等水准网卫星定位控制网及二等水准网的复测,该项工作由北京城建勘测设计研究院有限责任公司（第三方测量单位）及BT指挥部测量中心实施。二、联系测量为使地面和井下测量控制网采用同一坐标系统，需将地面平面坐标系统和高程系统传递到井下，需进行联系测量。联系测量包括：地面近井导线测量和近井水准测量；通过竖井、深基坑的定向测量和传递高程测量；地下近井导线测量和近井水准测量等。ZF2YF2SSZL1地面近井点联测示意图定向测量定向测量主要有联系三角形法（一井定向）、两井定向、铅垂仪陀螺经纬仪联合定向、导线直接传递法、投点定向法等几种方式。用导线定向精度最好且最方便，但是用导线定向受始发井的长度和深度制约，一般也很少用。所以一般都采用联系三角形法（一井定向）或两井定向。联系三角形法二井定向根据施工现场实际情况，我们采用的是两井定向的方法进行联系测量。与一井定向相比，由于两钢丝间的距离大大增加了，因而减少了投点误差引起的方向误差，有利于提高地下导线的精度。其次是外业测量简单，占用基坑的时间较短。两井定向时，利用地面上布设的近井点采用精密导线测量的方法测定两钢丝的平面坐标值。在基坑中，将已布设的地下导线与竖井中的钢丝联测，即可将地面坐标系中的坐标与方向传递到地下去，经计算求得地下导线各点的坐标与导线边的方位角。传递高程测量向地下传递高程一般采用悬挂钢尺的方法，加温度和尺长改正，才能保证导入井下的水准点的精度。如果有斜井或通道，也可以用水准测量的方法向井下传递高程。如果全站仪的仰俯角不大（小于30°）的话还可以直接用光电测距三角高程的办法传递高程。悬挂钢尺法经基坑传递高程采用悬吊钢尺，每次错动钢尺3~5cm，施测三次，高差较差不大于3㎜时，取平均值使用，当测深超过20m时，三次误差控制在±5㎜以内。联系测量及地下控制测量过程及成果报告第三方测量单位现场检测检测报告三、地下控制测量地下控制测量地下控制测量包括地下平面控制测量和地下高程控制测量。地下平面控制测量地下平面控制测量一般采用支导线的形式向里传递。但是支导线没有检核条件，很容易出错。我们采用主、副导线（双支导线）的方法，即在隧道中心偏1.5m位置附近用膨胀螺栓布设副导线点(与水准共点)，在管片拱腰位置安装强制对中托架布置强制对中主导线点。主、副导线每前进一段交叉一次。每一个新的施工控制点由2条路线传算坐标。当检核无误,最后取平均值作为新点的测点数据。盾构施工控制测量最大特点是所有的导线点和水准点均处运动状态（即由于控制点均布设在管片上，而管片不是稳定的）,所以盾构施工测量中导线的后延伸测量和水准点的复测显得尤为重要，不定期地多对隧道内的控制点进行复测。D7-044洞内主、副导线布置示意图点号导线点大致坐标导线中测角的各导线点至贯通面的垂直距离导线各边长在贯通面上投影长度XYRi^2(Ryi^2)Li^2（Δxi^2）SSZ8（1）17688.975112251.8101135666CSR117788.280112107.13287264713495CSR217898.911112009.5626449854586CSR318031.228111941.1864331381165CSR418173.991111890.091257280220CSR518313.994111807.5041234392120CSR618431.945111755.85150340458CSR718549.262111731.1131093221合计3528425.92522064.898隧道贯通精度估算=√((2.5^2*3528425.925/206265^2+(1/60000)^2*22064.898))=23mm30mmmβ——导线的测角中误差，以秒为单位；ΣR2y'——各导线点至贯通面的垂直距离的平方和；ρ——取206265＂；Ms/S——导线边的相对中误差；Σdx'2——各导线边在贯通面上投影长度平方的总和若测角精度按1″计算，则贯通精度可达9.4mm洞内导线点*采用强制对中的控制点，测量起来非常方便，减少仪器及棱镜基座等的安置时间，大大提高了作业效率，且可以提高对中精度，还不受洞内运输的影响。地下高程控制测量地下高程控制测量采用二等水准测量方法施测。隧道掘进过程中，需临时传递高程时，宜采用不测仪器高和觇标高的中间设站式三角高程的办法传递高程。注意的是前后视采用同一根棱镜杆，镜高要不变。中间设站式三角高程测量二等水准测量四、盾构掘进施工测量主要包括托架测量（移站测量）、管片测量、人工姿态复核等。这个工作主要就是为了保证我们VMT导向系统的正常运行，为隧道掘进提供准确的方向。激光导线系统主要硬件托架测量（移站测量）导向系统需要2个托架，一个托架安置全站仪、一个托架安置后视棱镜，托架是固定在管片右上方的位置（和导向系统激光靶同向）。托架坐标是导线系统的基准，直接关系到导向系统显示盾构机掘进姿态的准确与否。为保证托架坐标的准确性，定期对托架坐标进行复测，通常情况下，每搬两次站或者掘进距离超过150米时，就要检查托架的坐标。测量的方法和精度，应符合精密导线网测量要求。直接使用地下导线点检核托架坐标导线点若托架与地下导线点不通视，可以采用后方交会的方法检核托架坐标及移站托架坐标复核依据管片连接螺栓孔及螺栓制作的托架，不是很稳固，且拆卸螺栓费时费力。采用在管壁打孔的方式制作的托架，稳固，安置位置可选范围广。移站测量当盾构推进了足够远的距离后，全站仪所发出的激光已经不足以在激光标靶感光面上获得偏角数据，这时候就需要将全站仪以及后视棱镜前移至新的基座。另外，在曲线隧道中掘进的时候，随着盾构的偏转，激光与激光标靶的夹角不断增大，可能超出偏航角测量的最大限值，甚至于标靶被隧道边壁所遮挡，全站仪无法照准，这个时候也需要移动全站仪来重新对准标靶。移动全站仪之前，需要在新基座上安装棱镜，通过全站仪测量新基座的坐标值，然后将全站仪安装在新基座上，后视棱镜也相应前移，与此同时更新全站仪与后视点的坐标参数。这一过程称之为移站。安置在搅拌箱附近，这里离盾尾铰接油缸有一段距离，相对稳定，且这里有爬梯，可以方便进行作业移站完成后，重新将全站仪对准后视进行定位，就可以开始新的测量及指导盾构掘进了。标准移站过程*一般采用VMT辅助程序完成，使用VMT辅助程序移站数不超3次，以免累计误差过大。小半径曲线段移站过程采用VMT辅助程序直接移站托架坐标检核后移站需要注意的是，一般来说前置的棱镜基座与标靶棱镜相对于全站仪来说处于大概相同的角度方位上，为了防止全站仪将标靶棱镜误判为前置棱镜，移站时需要将标靶棱镜遮住。在进行移站时，要记录当前的盾构姿态，如果发现移站后的盾构姿态发生突变应找出原因，重新进行移站工作，直到合格。搬站前姿态搬站后姿态通过远程监控或其他通讯工具实时把握盾构掘进进度及状态，提前做好相关准备工作（工器具准备、托架安置等）。做好上述相关工作，就可以在管片拼装的时间内（50分钟左右）完成移站测量过程，不影响盾构施工及掘进工作。与测量监理、兄弟单位盾构测量人员一道探讨盾构测量相关问题管片测量由于在盾构掘进过程中，刚拼装的管片还没有来得及注入双液浆加固，因此还不稳定，经常发生管片位移现象。有时位移量很大，特别是上浮，位移量大常常引起管片限界超限。因为地铁施工中规定，拼装好的管片允许最大限界值是±10㎝。为了防止管片的侵限，我们首先是提高控制测量的精度外，其次是提高导线系统的精度，最后就是通过每天的管片测量，实测出管片的位移趋势，采取措施尽量减小位移量。当然，管片测量还起到复核导向系统的作用。管片测量概述根据管片的内径是2.7米,采用铝合金制作一铝合金尺,铝合金尺长3.6米（可根据实际情况调整长度）。在铝合金尺正中央，贴上一个反射贴片。根据管片、铝合金尺、反射贴片的尺寸，就可以计算出实际上的管片中心与铝合金尺上反射贴片中心的高差。测量时，每环都测量,并测定待测环的前端面。首先用水平尺把铝合金尺精确整平，然后用全站仪测量出铝合金尺上反射贴片中心的三维坐标，就可以推算出实际的管环中心的三维坐标。每次管片测量时，应重叠2～３环，这样就可以消除测错的可能。管片测量方法管片测量示意图管片中心标高推算示意图坐标管片环数里程边桩宽度(L-R+)偏移量（Z-Y+）轨面高程线元类型转向圆心高程注浆后管片姿态XYH隧道中心相对于线路中心水平偏差（mm)垂直偏差（mm)17989.8091111960.9964-14.4209第275环DK14+331.546-0.062-0.097-16.300圆曲线左偏-14.44035-1917991.1570111960.3724-14.4091第276环DK14+330.061-0.053-0.097-16.292圆曲线左偏-14.43244-2317992.5493111959.7538-14.4038第277环DK14+328.537-0.063-0.097-16.283圆曲线左偏-14.42334-1917993.9186111959.12