浅谈地铁盾构施工测量控制

李庆

摘 要：在当今地铁工程的施工过程中往往采用盾构的方法建设，为了达到隧道建成时的精度（水平±50mm，垂直±25mm），在把控制网引测到始发井及盾构机时，每一次测量都需要准确。这篇文章探讨了隧道里的盾构施工的测量方法。

关键词：地铁盾构;施工测量;控制

一、前期准备

（一）资料准备

对于建设单位交桩应认真确认，并做好测量桩位交接手续，同时，还应组织设备和人员对交桩成果进行复核，并熟悉设计单位提供的设计图纸，对轴线的关键元素进行复算确认。

（二）仪器检查

在开工前应对即将在本工程中使用的测量仪器进行检查，所有需计量的仪器都必须有在有效使用期内的鉴定证书，并把原件或复印件保存在工地现场，对鉴定证书即将过期的仪器应提早送交相关单位检校，避免影响工程施工。如发现存在影响测量精度的问题，应及时上报，只有当确定仪器无问题时，方可使用。

二、地面控制测量

（一）地面平面控制网的复测

按照三级测量复核制的有关要求，在建设单位交接桩后，施工单位要马上对所交桩位进行复测。建设单位交桩数量有限，不一定能很好地满足施工的需要，所以经常要在建设单位所交桩的基础上加密精密导线点，以方便施工。特别是在始发井附近，一定要保证有足够数量的控制点，不少于3个。在平面控制网布设复测过程中，为确保隧道顺利贯通，并满足隧道施工联系测量的需求，我单位根据第三方测量检测单位提供的平面控制点进行近井点加密，建立（始发井、接收井）两井之间互相闭合且直接可以到达端头井的平面控制点，组成区间隧道的平面控制网。

（二）地面高程控制网的复测

根据建设单位提供的水准高程点，按照二等水准精度要求进行施测。观测时，采用单路线往返观测，一条路线的往返测使用同一类型仪器、标尺和转点尺垫，沿同一路线进行。观测时，奇数站按后-前-前-后，偶数站按前-后-后-前观测顺序进行，每一测段均为偶数测站。由往测转向返测时，互换前后尺再进行观测;扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。电子水准仪采用自动记录观测模式。在高程控制网布设复测过程中，为确保隧道顺利贯通，并满足隧道施工联系测量的需求，根据第三方测量检测单位提供的水准点布设成附合水准路线。在始发井和接收井设置1～2个近井水准点，建立（始发井、接收井）两井之间互相闭合的区间隧道水准控制网。

三、联系测量

在盾构施工中有一项很重要的工作就是以井上井下联系测量的方法控制、修正盾构推进的轴线。在井下埋设好定向控制边所需的控制点，在井上悬挂两根钢丝，井上及井下均贴上反射片以方便测设边长，架设两台全站仪采用三角形定向法定出井下导线边的坐标及方位角;然后选择天气比较好的情况下使用长钢尺悬挂重物进行高程的导入工作。测量方法分为两井定向测量和高程传递测量。

四、施工测量

（一）施工控制测量

洞内施工控制导线一般采用支导线的形式向里传递。由于支导线没有检核条件很容易出错，所以最好采用双支导线的形式向前传递;然后在双支导线的前面连接起来，构成附合导线的形式，以便评定测量精度。洞内施工控制导线一般采用在管片最大跨度附近安装强制对中托架，测量起来非常方便，且可以提高对中精度，還不影响洞内运输。其次是洞内水准控制测量，洞内水准点一般以150m左右埋设固定水准点，水准尺必须用装气泡的水准尺，以便减少水准尺的倾斜而造成系统误差。井下水准测量按地面水准测量的要求进行测量，执行城市Ⅱ等水准操作。以高程联系测量传递的水准点为基准点，沿隧道直线段每150m左右布设一固定水准点，曲线段每100m左右布设一个水准点，由于洞内控制点采用托盘的形式固定在管片螺栓上，所以在引测洞内水准时通常把水准点埋设在导线控制点附近，再用水准仪和卷尺把洞内水准高程直接引测到控制托盘上。

（二）始发测量

1、盾构始发及接收端洞门钢环的复测

在精确测定洞口的三维坐标后，需要确定盾构进、出洞的轴线，定出盾构始发位置。利用车站端头井初始定向控制点设站，用坐标法测定洞门钢环的横径和平面坐标，并求出洞门钢环的平面中心坐标，计算洞门钢环的平面偏差值。

2、盾构机始发托架及反力架安装测量

盾构机初始状态主要决定于始发托架和反力架的安装，因此始发托架的定位在整个盾构施工测量过程中显得格外重要。这关系到盾构始发后轴线的控制，因此，在放样前应根据轴线的要求，与项目工程师商讨放样的具体要求并征得其认可。由于线路设计在始发井内为直线，所以始发托架的平面定位直接按照线路设计放样出隧道设计中心线来控制。在盾构机始发托架安装前，利用井下控制点精确在地面标定出隧道设计中心线及盾构托架支撑导轨的中心线，作为盾构托架和反力架的平面位置定位依据。安装完成后，架设全站仪实测盾构托架轴线坐标，返算坐标值与理论值的偏差，逐步调整偏离值直至满足设计轴线要求。高程位置，根据事先计算好的托架各主要点的高程，利用水准仪对其进行高程放样。

3、反力架

盾构始发反力架紧靠在端头井负一层环框梁和底横梁上。反力架用600*400mm方钢做斜撑，与车站底板成45°夹角顶紧，反力架上部顶在中板上。反力架定好位置后，先用20-60t千斤顶施加共约400t压力顶后端盖和反力架，消除洞门到后端盖的安装间隙后，再施加800-1000t推力给洞门，以防洞门在盾构机出洞时拉裂洞门与套筒间的焊缝。

4、盾构姿态人工检测概述

在盾构施工的过程中，为了保证导向系统的正确性和可靠性，在盾构机掘进一定的长度或时间之后，应通过洞内的独立导线独立的检测盾构机的姿态，即进行盾构姿态的人工检测。盾构施工中所用到的坐标系统有三种：全球坐标系统、 DTA坐标系、TBM坐标系。本工程盾构日常推进测量采用先进的盾构自动导向系统。盾构机姿态日常测量主要包括六个参数：高偏、平偏、方位角、俯仰角、滚动角和切口里程。盾构机姿态测量分为自动导向测量和人工测量，以自动导向系统为主，为了保证盾构施工轴线的准确性，确定采用盾构姿态人工测量的方法对自动导向系统的正确性和稳定性进行检核。

5、盾构机参考点的测量

盾构姿态人工检测的测站位置选在盾构机第一节台车的连接桥上，此处通视条件非常理想，而且很好架设全站仪，只要在连接桥上的中部焊上一个全站仪的连接螺栓就可以了。测量时，应根据现场条件尽量使所选参考点之间连线距离大一些，以保证计算时的精度，最好保证左、中、右各测量一两个点，这样就可以提高测量计算的精度。

五、结束语

地铁盾构的工程统一测量，集中的监管对地铁工程建设具有重要现实意义。各部门应高度重视测量业务的监控。再次确认层级管理、多种方法，确保盾构工程测量结果的真实性和可靠性，为地铁工程的施工建设的顺利进行和完美完成目标打下牢固的基础。

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