盾构法隧道施工测量经验交流会汇报材料 39页

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+618.901 1124.749 全盾构法 　 DK14+727.445 短链 2.555 DK14+730.000 DK14+746.205 　 上～沙区间 DK15+040.575 545.813 全盾构法 　 DK15+586.388 沙～石区间 DK15+813.488 1153.719 全盾构法 　 DK16+304.000 DK16+304.000 矿山法（盾构空推） 286.000 DK16+590.000 DK16+590.000 全盾构法 　 DK16+967.207 石～皇区间 DK17+145.458 410.655 全盾构法 　 DK17+299.995 短链 0.005 DK17+300.000 DK17+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+550.368 1189.371 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+040.575 546.503 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+813.488 1142.666 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+760.000 463.553 左 DK16+760.000 全盾构法 　 左 DK16+967.207 石～皇区间 左 DK17+145.458 410.658 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。 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 。 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 X Y Ri^2(Ryi^2) Li^2（ Δ xi^2） SSZ8（1） 17688.975 112251.810 1135666 　 CSR1 17788.280 112107.132 872647 13495 CSR2 17898.911 112009.562 644985 4586 CSR3 18031.228 111941.186 433138 1165 CSR4 18173.991 111890.091 257280 220 CSR5 18313.994 111807.504 123439 2120 CSR6 18431.945 111755.851 50340 458 CSR7 18549.262 111731.113 10932 21 合计 3528425.925 22064.898 隧道贯通精度估算 =√((2.5^2*3528425.925/206265^2+(1/60000)^2*22064.898))= 23mm < 30mm m β —— 导线的测角中误差，以秒为单位； ΣR 2 y '—— 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 X Y H 隧道中心相对于线路中心 水平偏差（ mm) 垂直偏差（ mm) 17989.8091 111960.9964 -14.4209 第 275 环 DK14+331.546 -0.062 -0.097 -16.300 圆曲线 左偏 -14.440 35 -19 17991.1570 111960.3724 -14.4091 第 276 环 DK14+330.061 -0.053 -0.097 -16.292 圆曲线 左偏 -14.432 44 -23 17992.5493 111959.7538 -14.4038 第 277 环 DK14+328.537 -0.063 -0.097 -16.283 圆曲线 左偏 -14.423 34 -19 17993.9186 111959.1245 -14.4043 第 278 环 DK14+327.030 -0.050 -0.097 -16.274 圆曲线 左偏 -14.414 47 -10 17995.3014 111958.5288 -14.3930 第 279 环 DK14+325.524 -0.069 -0.097 -16.266 圆曲线 左偏 -14.406 28 -13 17996.6936 111957.9015 -14.3772 第 280 环 DK14+323.997 -0.060 -0.097 -16.257 圆曲线 左偏 -14.397 37 -20 17998.0699 111957.2979 -14.3767 第 281 环 DK14+322.494 -0.061 -0.097 -16.248 圆曲线 左偏 -14.388 36 -12 17999.4364 111956.6869 -14.3671 第 282 环 DK14+320.997 -0.049 -0.097 -16.240 圆曲线 左偏 -14.380 48 -13 18000.8015 111956.0943 -14.3644 第 283 环 DK14+319.509 -0.049 -0.097 -16.231 圆曲线 左偏 -14.371 48 -7 18002.2977 111955.4544 -14.3625 第 284 环 DK14+317.881 -0.054 -0.097 -16.222 圆曲线 左偏 -14.362 43 1 18003.5890 111954.9196 -14.3593 第 285 环 DK14+316.484 -0.070 -0.097 -16.214 圆曲线 左偏 -14.354 27 5 18004.9752 111954.3277 -14.3462 第 286 环 DK14+314.976 -0.068 -0.097 -16.205 圆曲线 左偏 -14.345 29 1 18006.3582 111953.7491 -14.3339 第 287 环 DK14+313.477 -0.073 -0.097 -16.197 圆曲线 左偏 -14.337 24 -3 18007.8439 111953.1242 -14.3239 第 288 环 DK14+311.865 -0.071 -0.095 -16.187 缓和曲线 左偏 -14.327 24 -4 18009.1107 111952.6011 -14.3187 第 289 环 DK14+310.494 -0.075 -0.093 -16.180 缓和曲线 左偏 -14.320 18 -1 18010.5077 111952.0289 -14.3178 第 290 环 DK14+308.984 -0.080 -0.090 -16.171 缓和曲线 左偏 -14.311 10 7 18011.9067 111951.4473 -14.3037 第 291 环 DK14+307.469 -0.074 -0.088 -16.162 缓和曲线 左偏 -14.302 14 1 18013.7889 111950.6817 -14.2821 第 292 环 DK14+305.437 -0.076 -0.085 -16.151 缓和曲线 左偏 -14.291 9 -8 18014.6980 111950.3226 -14.2650 第 293 环 DK14+304.459 -0.084 -0.083 -16.145 缓和曲线 左偏 -14.285 -1 -20 18016.0854 111949.7339 -14.2617 第 294 环 DK14+302.952 -0.057 -0.080 -16.136 缓和曲线 左偏 -14.276 23 -15 18017.4606 111949.1791 -14.2509 第 295 环 DK14+301.469 -0.054 -0.078 -16.128 缓和曲线 左偏 -14.268 24 -17 18018.8553 111948.6177 -14.2416 第 296 环 DK14+299.966 -0.048 -0.076 -16.119 缓和曲线 左偏 -14.259 27 -18 18020.2326 111948.0620 -14.2345 第 297 环 DK14+298.481 -0.039 -0.073 -16.111 缓和曲线 左偏 -14.251 34 -16 18021.6372 111947.4961 -14.2343 第 298 环 DK14+296.966 -0.028 -0.071 -16.102 缓和曲线 左偏 -14.242 43 -8 18023.1837 111946.8799 -14.2116 第 299 环 DK14+295.302 -0.018 -0.068 -16.092 缓和曲线 左偏 -14.232 50 -21 18024.4237 111946.4006 -14.2008 第 300 环 DK14+293.972 -0.022 -0.066 -16.085 缓和曲线 左偏 -14.225 44 -24 18025.8387 111945.8566 -14.1920 第 301 环 DK14+292.456 -0.026 -0.064 -16.076 缓和曲线 左偏 -14.216 37 -24 18027.2336 111945.3219 -14.1920 第 302 环 DK14+290.962 -0.030 -0.061 -16.067 缓和曲线 左偏 -14.207 31 -15 18028.6516 111944.7863 -14.1879 第 303 环 DK14+289.446 -0.039 -0.059 -16.059 缓和曲线 左偏 -14.199 20 -11 管片检测成果 五、贯通测量及竣工测量 贯通误差测量：盾构破除地连墙后，在刀盘上贴反射片，匀速转动刀盘，测量 3-6 个点，模拟求出盾构机盾头圆心坐标，再与设计圆心比较，即得贯通误差 。 顺利贯通 结束语 由于盾构机的 VMT 导向系统必须有控制测量的支持才能运作，所以控制测量还是盾构隧道测量的基础。为了保证隧道的顺利贯通，我们首先要做好控制测量，然后就是保证导向系统的正常运行，定期对盾构姿态进行人工检测，保证导向系统的正确可靠。加强管 片 姿态检测，及时发现管 片 的位移趋势，防止管 片 安装侵限。加强管 片 姿态的检测同时也是对导向系统的复核。 谢谢！