盾构控制测量

盾构 控制测量

一、 工艺概述

施工测量就是确保盾构机掘进轴线与设计轴线保持一致，也是保持工程质量的基础和前提。盾构掘进以盾构机自带导向系统为主，辅以人工测量校核，确保隧道精确贯通。

预测在施工过程中对地层的不同扰动程度，地层中的应力扰动区延伸扩散，有可能引起地表、附近重要或高大建筑物产生沉降、隆起或倾斜。监控量测就是为盾构机在掘进过程中正确调整技术参数提供信息，优化设计，使隧道施工达到优质、安全、经济合理、施工快捷的目的。

二、 作业内容

施工测量的作业内容一般包括：控制点复核、引测近井导线点和水准点、坐标和高程传递至地下、布设支线导线网和支线水准点路线、盾构推进测量、贯通测量。

监控量测的作业内容一般包括：基点埋设，测点埋设，现场量测，数据分析与处理，提交监测成果，信息反馈。

三、 工艺流程图

图 1   施工测量流程图

图 2   监测量测工艺流程图

四、工艺步骤

1、施工测量

施工测量用到的主要仪器有：全站仪、水准仪、精密水准仪、铟钢尺、陀螺仪、光学对中器等。

1.1控制点复核

对业主提供的导线网、水准网和其他控制点进行复核，同时加设施工过程使用的固定桩。

1.2引测近井导线点、水准点

①以最近的导线点为基点，采用边角三角形引测至少三个导线点至每个端头井附近，布设成三角形，形成闭合导线网。至端头井的平面过渡点不可超过两个，过渡点必须为固定观测平台，相邻点垂直角≤±30°，相对点位中误差≤±10mm。

②以最近的水准点为基点，将水准点引测至端头井附近，测量等级达到国家二等。每端头井附近至少布设两个埋设稳定的水准点，以便相互校核。水准点应埋设混凝土普通水准标石。

2、坐标和高程传递至地下

①平面坐标传递

用陀螺定向法将地面坐标及方向传递到竖井隧道中，定向边应避免高压电磁场的影响，见图 1《陀螺坐标法传递示意图》。

图 1 陀螺坐标法传递示意图

用逆转点法测出地面上 CD 和井下Z1Z2 的陀螺方位角。

用全站仪做边角测量，测出 l1、l2、l3、l4、l5、l6 的边长及∠1、∠2、∠5、∠6、∠7的角度。利用空间三角关系计算∠3、∠4 的角度，再结合控制点 C 的坐标推算出 Z1、Z2、Z3 三点的坐标。以 Z1Z2、Z3Z2 起始边作为隧道推进的起始数据。在整个施工过程中，坐标传递测量至少进行三次。

②高程传递

经竖井传递高程采用悬吊钢尺 (检定过)法。钢尺采用施加鉴定时的拉力，用两台精密水准仪在井上下同步观测，每次错动钢尺 3m—5m，共测三次，高程较差不大于 3mm 时，取平均值使用，当测深超过 20m时三次误差控制在±5mm 以内。将高程传至井下固定点，用 6～8 个视线高，最大高

差差值 ≤2mm，整个区间施工中，高程传递至少进行三次。高程传递示意图见图 2 高程传递图。

图 2 高程传递图

3．布设支线导线网和支线水准路线

①支线导线网布设

地下导线是保证正确开挖方向和平面贯通的地下控制网，该网为支导线网，随盾构的推进而延伸。网中各控制点的可靠性用相对关系和重复传递的方法检查。以竖井联系测量的井下起始边为支导线的起始边，沿隧道设计方向布设导线，导线最好布设为 S 形，直线段导线边长≥120m，曲线段导线边长 50m～60m 布设一点，在曲线五大桩点、变坡点均要设点。如因施工测量需要，可设置加密点，设点必须遵循长边定短边的原则，加密点须检查地下控制点可靠后进行，加密点不参与地下控制网复测。

地下导线测量按 Ⅰ级导线精度要求实施，采用左右角观测，g 角中误差≤5〞，导线全长闭合差应≤1/14000。开挖至隧道全长 1/3 处时、2/3 处时、和距贯通 50m-100m 时，分别对地下导线按Ⅰ级导线精度要求复测，确认成果正确或是采用新成果，保障贯通精度。

②支线水准路线布设

井下高程控制网为支水准路线。沿隧道一侧布设。支水准路线随盾构的推进而延伸。水准点采用二等水准要求进行测量。以竖井传递的水准点为基准点，沿隧道直线段每 200m 左右布设一固定水准点，曲线段每 50m-60m 左右布设一个。

地下水准测量用 Ⅱ等水准测量方法和仪器施测。不符值、闭合差限差满足≤8 mm（L 以公里计算）的精度。开挖至隧道全长的 1/3 处时、2/3 处时、贯通前 50m-100m 时，分别对地下水准按Ⅱ等水准精度要求复测，确认成果正确或采用新成果，保障高程贯通精度。

4．盾构推进测量

盾构推进测量主要靠自带导向系统为主，辅以人工测量校核。

盾构导向系统主要有激光靶、激光全站仪、后视棱镜、工业计算机等部分组成，能够全天候的动态显示盾构机当前位置相对于隧道设计轴线的位置偏差，主司机可根据显示的偏差及时调整盾构机的掘进姿态，使得盾构机能够沿着正确的方向掘进。

在盾构机右上方管片处安装吊蓝，吊蓝用钢板制作，其底部加工强制对中螺栓孔，用以安放全站仪。强制对中点的三维坐标通过洞口的导线起始边传递而来，并且在盾构施工过程中，强制对中点坐标与隧道内地下控制导线点坐标相互检核。如较值过大，需再次复核后，确认无误后以地下控制导线测得的三维坐标为准。因此盾构在推进过程中，测量人员要牢牢掌握盾构推进方向，让盾构沿着设计中心轴线推进。

盾构姿态测量

包括纵向坡度﹑横向坡度﹑平面偏离值﹑高程偏离值﹑切口里程等。 5．贯通测量

盾构通过一个区间后，联测地上、井下导线网、水准网，并进行平差，为盾构到达提供具有一定精度和密度的导线点与水准点。

①平面贯通测量：在隧道贯通面处，采用坐标法从两端测定贯通，并归算到预留洞门的断面和中线上，求得横向贯通误差和纵向贯通误差。

②高程贯通测量：用水准仪从贯通面两端测定贯通点的高程，其误差即为竖向贯通误差。

③地下控制网平差和中线调整

隧道贯通后地下导线则由支导线经与另一端基线边联测成为附合导线，水准导线也变成了附合水准，当闭合差不超过限差规定时，进行平差计算。按导线点平差后的坐标值调整线路中线点，改点后再进行中线点的检测，直线夹角不符值 ≤±6″，曲线上折角互差≤±7″，高程亦要用平差后的成果。将新成果作为净空测量、调整中线起始数据。

五、作业组织

施工测量人员

六、安全生产保证措施

1、现场作业戴好安全帽。

2、作业过程中注意来往车辆，地面作业时如有必要可以交警部门联系。

3、对于有塌陷可能的部位，做好预防措施。

4、高处作业系好安全带。

5、注意电瓶车的过往，确保人员及仪器的安全。