盾构法隧道施工测量精度控制方法研究.pdf

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1、勘察与测绘■啊目麓瞄2012年3月盾构法隧道施工测量精度控制方法研究谭诚蔡洪黎洪(重庆市轨道交通设计研究院有限责任公司)摘要：本文通过分析隧道旌工技术的优缺点．结合重庆市轨道交通隧道施工采用盾构法技术的运用。提出了采用盾构法工艺在隧道施工中提高测量精度控制的方法。关键词：盾构法：隧道：测量i精度引言在隧道施工技术中，有钻爆法施工技术和盾构法旋工技术。钻爆法施工特点主要是测量操作简单、精度容易控制，但施工进度慢、安全隐患多、人员需求大，现常用于施工工期要求不高、地质条件较好的隧道施工。盾构法隧道施工是一项综合性的施工技术，它是将隧道的定向掘进、运输、衬砌、安装等各工种组合成一体的

2、施工方法。盾构法施工具有掘进速度快、施工干扰小、安全系数高、人员需求少的优点，机械化和自动化程度很高．是一种先进的土层隧道旌工方法，目前广泛应用于城市地铁、过江隧道等施工中。盾构法隧道施工测量精度控制难度大，为有效地控制好盾构法隧道施工质量．提高测量精度控制具有重要的现实意义。1盾构法隧道施工测量原理盾构法隧道施工测量主要是控制盾构的位置和推进方向，目的是确保盾构按照设计轴线推进，管片拼装成型后满足隧道轴线误差控制要求。施工过程中利用洞内导线点测定盾构机的时时姿态(当前空间位置和轴线方向)，通过推进油缸施以不同的推力，调整盾构机的姿态和推进方向，使盾构机的掘进按照设计的线路方向

3、推进。2盾构法隧道施工测量精度控制方法与实现2．1始发台的安装定位始发台既是盾构机进洞的平台，也是盾构机出洞的平台。盾构机始发的姿态完全由始发台的位置决定，始发台的定位精度尤其关键。盾构鸡始发分为直线始发和曲线始发两种，其中直线始发比较简单．曲线始发相对复杂。2．1．1直线始发直线始发就是盾构机在设计线路的直线段始发。始发台安装定位时首先将线路的大地坐标转化为施工坐标，x是里程，Y是偏轴。z是高程，只需控制好始发台前后端中心点zO、zH(如图1)与设计线路中心线重合并推算出里程，然后调整导轨z1、Yl和z2、Y2到设计标高，整个始发台的定位工作基本完成。囡图2始发台导轨的设计高

4、程通过如F关系换算。以海瑞克S-261(如图2)为例：现场量取始发台导轨之间的距离为2．66m，盾构机刀盘直径·174·6．28m，则盾构机前体圆心到始发台导轨的垂直距离为：OA=忻磊【丽：2．844。。导轨中心B点标高=圆心标高一2．844m2．1．2曲线始发曲线始发就是盾构机在设计线路的曲线段始发。由于盾构机在离开始发台前(即盾构机盾身完全迸洞前)无法转向，如果按照直线始发那样定位始发台，那么盾构机始发时就按照始发台对应设计里程的弦线始发(如图3)，盾构机盾身完全进洞后盾头位置就偏离设计隧道中心线，此时盾构机姿态很容易超出设计允许偏差并不易转向。为了使盾构机进洞后姿态与设计

5、线路重合，就需要盾构机始发时既要保证进洞的姿态，同时还要给盾构机一个转弯的趋势，使盾构机完全进洞后能平滑的沿着设计隧道中线前进，因此在始发台定位时就需要固定住始发台前端，把始发台后端往线路转弯的反方向偏移一定的距离(如图4)。．彦誓譬麓团图3围4假设盾构机盾身完全进洞后盾头位置为Q、盾尾位置(始发台前端位置)为M，为使Q、M两点与设计线路重合，始发台就应该沿Q、M两点连线方向定位。根据始发台前端中线M点坐标、始发台的长度，始发台的方向．通过坐标正算就得到始发台后端的中线点s坐标，图中Ss7就是始发台后端偏移距离。这样就保证了盾构机始发后按照设计线路方向掘进。2．2反力架安装定位

6、通常情况下反力架的定位里程跟联络通道里程有关，隧道设计时往往把联络通道的中线里程设计在相邻两环管片的环缝上．这就要求反力架定位时考虑0环管片外露洞门钢环的长度。只要确定了这个长度，就知道反力架前端的里程，对应的高程也就确定了。以重庆轨道交通六号线二期蔡家站盾构始发为例：设计始发里程为YDK43+442．031，第一个联络通道的里程为YDK43+200，两个里程相差242．031m，可以安装161．35环管片(管片宽度为1．5m)。为使管片环缝里程与联络通道里程重合．那么0环管片就要外漏1．5×(1—0．35)=0．975m：再加上安装的6环负环，最终得到反力架前端的里程为YDK

7、43+452．006m。根据反力架前端的里程，就可以算出该里程对应的圆心标高H，结合管片形体推算出反力架底部高程。＼心0^●l，．，2012年3月建莉日曩诲勘察与测绘2．3盾构机初始姿态测量和人工导向系统2．3．1盾构机初始姿态测量盾构机组装完成始发前，必须用人工测量方法测定盾构机盾壳或内部精密结构件特征点，计算出盾构祝姿态数据：包括刀盘切口里程、切口处平面、高程偏差、盾尾处平面、高程偏差、偏航角、俯仰角、滚动角等。对于新机器，需要自行安装或要求导向系统技术服务人员安装若干个人工测量点，然后