2022年广州地铁盾构施工控制测量方案.docx

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1、精品学习资源广州地铁盾构施工掌握测量措施摘 要:以广州地铁盾构施工为背景, 介绍盾构施工中不同阶段的测量方法,依据盾构机的结构、姿势、定位特点进行深化探讨并实行有效测量措施,保证盾构以正确姿势按设计掘进和贯穿,最终阐述贯穿后的相关测量工作；关键词 :广州地铁；盾构施工；测量措施；贯穿1 引 言随着经济全球化进展和改革开放的深化,广州城市经济进展快速 ,城市交通问题突出 ,在高楼密集、道路拥挤的广州解决交通问题,以安全、快捷、环保著称的地铁是首选；广州地铁自1993 年开工建设以来 ,经过十来年地铁工程建设, 先后开通了 4 条地铁线路 ,舒缓了广州的交通压力；广州地铁建设取得重大的胜利之一是盾

2、构技术的引用；广州地铁以修建地铁一号线为契机,实行国际招标的方式在软土和复合地层中修建了地铁隧道；特别是广州地区复合地层盾构的胜利实践,终止了关于广州地区修建隧道宜采纳矿山法仍是盾构法的争辩；在一号线取得胜利体会的基础上,广州地铁在其二、三、四、五号和广佛线路大幅度采纳盾构技术广州地铁盾构施工情形见表 1 ；地铁是一个综合体 ,建设一条高质量的地铁 ,是由多学科综合技术构成的,除了高标准的设计、先进的施工设备、工艺、材料外,主要仍取决于施工的精度,所以有效合理的测量措施是实现高标欢迎下载精品学习资源准设计和施工精度 横向贯穿 50mm纵,向贯穿 25mm的重要保证；欢迎下载精品学习资源2 盾构

3、施工前测量2.1 掌握点复测(1) 平面掌握点复测平面掌握点是为地铁施工沿线路方向测设的精密导线点, 使用前必需按技术要求进行复测, 其主要技术要求 :导线测角中误差 2.5；导线测距中误差 6m；m导线方位角闭合差导线测距相对中误差 1/60000；导线全长相对闭合差 1/35000；相邻点的相对点位中误差 8m；m导线最弱点的点位中误差 15mm；导线附 闭合长度 35km ；(2) 高程掌握点复测观测方法 :奇数站上为 :后 前 前后；偶数站上为 :前 后 后前；主要技术要求 :每千 M 高差中数偶然中误差 2m；m 每千 M 高差中数全中误差 4mm观测次数 :来回测各 1 次；平整地

4、来回附合或环线闭和差2.2 施工测量方案设计欢迎下载精品学习资源测量方案是依据本标段工程实际情形,布置地上平面、高程加密掌握点和地下平面、高程掌握点, 对掌握桩的爱护措施做好联系测量的方案,运算因掌握网而造成盾构区间贯穿的误差分析以及在施工测量放样的详细方法等；2.3 地面平高掌握点加密(1) 导线点加密测量 :利用现有的 GPS 点和精密的精度为L 为水准线路长度 , 以 km 计 ；2.4 联系测量(1) 定向联系测量定向原理 :见图 1, 测量仪器是全站仪 +反射片 ,在整个施工过程中 ,坐标传递 4 次；井上、井下联系三角形满意以下要求 :两悬吊钢丝间距处不小于6m ；定向角 应小于

5、3； a/c 及 a/c 的比值小于 1.5 倍；联系三角形边长测量 ,每次独立测量3 测回,每测回来回 3 次读数 ,各测回较差在地上小于0.5mm, 在地下小于 1.0mm ；地上与地下测量同一边的较差小于2mm ；角度观测 ,用全圆测回法观测 4 测回,测角中误差在4之内；各测回测定的地下起始边方位角较差不大于20方,位角平均值中误差应在 12之内；联系三角形一次定向独立进行3 测回,每测回后 , 变动 2 个吊锤位置重新进行定向测量, 共有 3 套不同的完整观测数据；(2) 高程联系测量整个区间施工中 ,高程传递至少3 次；传递高程的地下近井点不少于2 个,并对地下高程点间的几何关系进

6、行检核；测量近井水准点的高程线路应附合在地面相邻精密水准点上；采纳在竖井内悬吊钢尺的方法进行高程传递时 , 地上和地下安置的 2 台水准仪应同时读数 , 每次独立观测 3 测回, 每测回变动仪器高度 ,3 测回得地上、地下水准点的高差较差应小于 3mm, 并在钢尺上悬吊与钢尺检定时相同质量的重锤； 3 测回测定的高差进行温度、尺长修正；传递高程测量 见图 2欢迎下载精品学习资源3 盾构施工中测量3.1 施工掌握测量盾构施工掌握测量最大特点是全部的掌握导线点和掌握水准点均处运动状态,所以盾构施工测量中导线的后延长测量和水准点的复测显得尤为重要；(1) 地下导线测量广州地铁采纳双支导线的方法,双支

7、导线每前进一段交叉一次；每一个新的施工掌握点由2 条路线传算坐标；当检核无误 ,最终取平均值作为新点的测点数据；线路平面示意图如图3 ；地下导线测设要求 :导线直线段约 150m 布设一个掌握导线点,曲线段掌握导线点 包括曲线要素上的掌握点 布设间距不少于 60m ；按等导线的技术要求施测.每次延长施工掌握导线测量前,对已有的施工掌握导线前3 个点进行检测无误后再向前延长；施工掌握导线在隧道贯穿前测量5 次,其测量时间与竖井定向同步；当重合点重复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于10mm 时, 采纳逐次的加权平均值作为施工掌握导线延长测量的起算值在掘进 1000m 和 2000m 时,加测陀

8、螺方位角加以校核；3.2 盾构机始发测量(1) 盾构机导轨定位测量盾构机导轨测量主要掌握导轨的中线与设计隧道中线偏差不能超限 ,导轨的前后高程与设计高程不能超限, 导轨下面是否坚实平整等 , 见图 4、图 5；欢迎下载精品学习资源(2) 反力架定位测量反力架定位测量包括反力架的高度、俯仰度、偏航等,反力架下面是否坚实、平整；反力架的稳固性直接影响到盾构机始挖掘进是否能正常依据设计的方位进行；(3) 盾构机姿势初始测量盾构机姿势初始测量包括测量水平偏航、俯仰度、扭转度；盾构机的水平偏航、俯仰度是用来判定盾构机在以后掘进过程中是否在隧道设计中线上前进,扭转度是用来判定盾构机是否在容许范畴内发生扭转

9、；盾构机姿势测量原理；盾构机作为一个近似圆柱的三维体,在开头 隧道掘进后我们是不能直接测量其刀盘的中心坐标的 ,只能用间接法来推算；在盾构机壳体内适当位置上挑选观测点就成为必要,这些点既要有利于观测 ,又有利于爱护 , 并且相互间距离不能变化；在图6 中,O 点是盾构机刀盘中心点 ,A 点和 B 点是在盾构机前体与中体交接处,螺旋机根部下面的 2 个选点； C 点和 D 点是螺旋机中段靠下侧的2 个点,E 点是盾构机中体前断面的中心坐标,A、B、C、D4 点上都贴有测量反射镜片；由A、B、C、D、O5 点所构成的 2 个四周体中 ,测量出每个角点的三维坐标xi,yi,zi 后,把每个四周体的

10、4 个点之间的相对位置关系和6 条边的长度 L 运算出来 ,作为以后运算的初始值 ,在以后的掘进过程中 ,Li 将是不变的常量 假设盾构机掘进过程中前体不发生太大形变,通过测量 A、B、C、D4 点的三维坐标 ,用x,y,z 、L 就能运算出 O 点的三维坐标；用同样的原理 ,A 、B、C、D、E5 点也可以构成 2 个四周体 ,相应地 E 点的三维坐标也可以求得；由E、O 2 点的三维坐标和盾构机的绞折角就能运算出盾构机刀盘中心的水平偏航、垂直偏航,由 A、B、C、D4 点的三维坐标就能确定盾构机的扭转角度, 从而达到了检测盾构机的目的；(4) SLS-T导向系统初始测量SLS-T 导向系统

11、初始测量包括 :隧道设计中线坐标运算 ,TCA 智能型全站仪 托架和后视托架的三维坐标的测量 ,VMT 初始参数设置和掘进等工作；隧道设计中线坐标运算:将隧道的全部平面曲线要素和高程曲线要素输入VMT 软件,VMT 将会自动运算出每间隔 1m 里程的隧道中线的三维坐标；隧道中线坐标需经过其他方法多次复核无误后方可使用； TCA 托架和后视托架的三维坐标的测量:TCA 托架上安放全站仪 ,后视托架上安放后视棱镜；通过人工测量将 TCA 托架和后视托架的中心位置的三维坐标测量出来后, 作为掌握盾构机姿势的起始测量数据； VMT 初始参数设置 :将 TCA 的中心位置的三维坐标以及后视棱镜的坐标、方

12、位角 单位以 g 运算输入掌握运算机 “station窗”口文件里 ,TCA 定向完成后 ,启动运算机上的 “advance”,TCA将照准激光标靶并测量其坐标和方位；依据激光束在标靶上的测量点位置和激光标靶内的光栅,可以确定激光标靶水平位置和 竖直位置 ,依据激光标靶的双轴测斜传感器可以确定激光标靶的俯仰角和滚动角,TCA 可以测得其与激光靶欢迎下载精品学习资源的距离 , 以上资料随推动千斤顶和中折千斤顶的伸长值及盾尾与管片的净空值盾尾间隙值 一起经掘进软件运算和整理 ,盾构机的位置就以数据和模拟图形的形式显示在掌握室的电脑屏幕上；通过对盾构机当前位置与设计位置的综合比较 ,盾构机操作手可以

13、实行相应措施尽快且平缓地靠近设计线路；3.3 盾构掘进测量盾构开挖 隧道,利用盾构上的激光导向系统导向；(1) 盾构井 室 测量采纳联系测量将掌握点传递到盾构井室中, 并利用测量掌握点测设出线路中线点和盾构安装时所需要的测量掌握点；测设值与设计值较差应小于3mm ；(2) 盾构拼装测量安装盾构导轨时 ,测设同一位置的导轨方向、坡度和高程与设计较差应小于2mm ；盾构拼装竣工后 ,进行盾构纵向轴线和径向轴线测量,主要测量内容包括刀口、机头与盾尾连接点中心、盾尾之间的长度测量；盾构外壳长度测量；盾构刀口、盾尾和支承环的直径测量；盾构机与线路中线的平面偏离、高程偏离、纵向坡度、横向旋转和切口里程的测

14、量,各项测量误差应满意盾构机姿势测量误差技术要求见表 2 ；(3) 盾构姿势测量测定盾构机实时姿势时 ,测量一个特点点和一个特点轴,挑选其切口中心为特点点,纵轴为特点轴；利用隧道施工掌握导线测定盾构纵向轴线的方位角,该方位角与盾构本身方位角的较差为方位角改正值,并以此修正盾构掘进方向；(4) 衬砌环片测量欢迎下载精品学习资源衬砌环片测量包括测量衬砌环的环中心偏差、环的椭圆度和环的姿势；衬砌环片不少于 35 环测量一次 每环为 1.5m, 测量时每环都测量 ,并测定待测环的前端面；相邻衬砌环测量时重合测定 23 环片；环片平面和高程测量答应误差为 15mm ；盾构测量资料整理后 , 准时报送盾构

15、操作人员；(5) 盾构掘进以 SLS-T 导向系统为主 , 辅以人工测量校核利用盾构上所带的 SLS-T 自动激光隧道导向系统及图像靶来完成隧道内盾构机位置、形状及管片位置等隧道内的测量工作； SLS-T 导向系统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,主司机可依据显示的偏差准时调整盾构机的掘进姿势 ,使得盾构机能够沿着正确的方向掘进；为了确保导向系统的精确性、确保盾构机能够沿着正确的方向开挖 ,每周进行 2 次人工测量复核；4 盾构施工 贯穿 后测量4.1 贯穿测量隧道贯穿前 50m 要加密各项测量次数 ,做盾构机进洞前的姿势检测,TCL 托架坐标检测等；如测量结果

16、不符合有关要求 ,准时调整自动导向系统参数, 确保隧道标准贯穿 贯穿实况见图7、图 8 ；贯穿后 , 用两边的导线点做贯穿误差测量 ,包括隧道的纵向、横向和方位角贯穿误差测量、高程误差测量,其限差应符合横向 50mm、纵向 50mm、高程 25mm广, 州地铁部分线路盾构贯穿误差情形见表3；欢迎下载精品学习资源4.2 竣工测量(1) 线路中线测量 :在直线段上点间距平均为150m, 曲线上为 60m, 测量隧道管片实际中线坐标；按主控测量的方法要求进行,技术指标同主控测量；(2) 隧道净空测量 :以测定的线路中线点为依据,直线段每 6m, 曲线上包括曲线要素点每4.5m 测设一个结欢迎下载精品

17、学习资源构横断面 ,结构横断面可采纳全站仪测量, 测定断面里程误差 50mm测, 5 结 语量断面精度误差 10mm；欢迎下载精品学习资源广州地铁盾构施工测量方法从一号线开头 ,在学习北京、上海地铁的基础上 ,形成广州地铁特殊施工测量方法 , 不论是已建成通车运营的线路 , 仍是在建工程 , 均未发生过大的测量问题 ,实践证明广州地铁盾构施工测量措施 ,不论是地面和地下掌握测量仍是盾构掘进的各项测量和检核都是牢靠、有效的 ,从盾构贯穿测量统计来看 ,均符合规范要求；参考文献1 GB50308 1999. 地下铁道、轻轨 交通工程测量规范 .2 许少辉 , 竺维彬 ,袁敏正 .广州地铁复合地层盾构技术的探究和突破J. 地铁科技 ,2005.23 广州地铁二八号线盾构一标施工测量方案内部资料 欢迎下载