黃土地區盾構始發監控測量方法研究分析

李芳平

摘 要：盾構始發是指盾構從組裝調試到盾構完全進入區間隧道，并完成始發掘進為止的一系列施工過程，黃土地區盾構施工尤其要求主要盾構始發階段的施工監測要求和測量方法。文章結合西安鐵路六號線監控測量方法，來分析黃土地區盾構始發在中線測量，姿態測量，盾構推進測量等方面的問題，通過本工程的深入研究，為類型工程施工提供有效的借鑒經驗。

關鍵詞：盾構；測量；始發施工

中圖分類號：U455 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）13-0138-02

Abstract： Shield starting refers to a series of construction process from assembling and debugging to fully entering the interval tunnel and completing the initial tunneling. In the loess area shield construction especially requires the construction monitoring requirements and measurement methods of the main shield construction stage. Adopting the monitoring and surveying method of Xi'an Railway Line 6， this paper analyzes the problems of shield tunneling in the middle line， attitude measurement， shield propulsion survey and so on in loess area， and through the in-depth study of this project， it is to provide effective reference experience for the type of engineering construction.

Keywords： shield； measurement； initial construction

1 工程概況

緯二十八站～韋斗路站區間起止里程右線隧道YCK14+872.100～YCK15+678.925（短鏈11.810米），長795.015米；左線隧道ZCK14+871.500～ZCK15+678.925（短鏈2.343米），長804.482米。線間距13～14m，區間最小線路平面曲線半徑為R=400m。最大縱坡為6‰。襯砌管片外徑6.0m，內徑5.4m，寬1.5m，厚0.3m，分為6塊，錯縫拼裝。管片采用C50P12混凝土，隧道拱頂覆土9.2～12m。采用盾構法施工， 隧道位于地下水位以上。區間包括1個聯絡通道，端頭加固采用雙管旋噴注漿加固。

2 盾構始發流程

盾構始發是指盾構從組裝調試到盾構完全進入區間隧道，并完成始發掘進為止的一系列施工過程，其工藝流程如圖所示。

3 施工測量

3.1 始發架中線測量

在始發架安裝前，測量組要根據設計圖紙的要求，對線路的里程、高程等進行復核。

導線引入井下通過聯系測量的方法完成，盾構始發測量時需用到2個測量托架，其中一個托架作為測站點使用，另一個托架作為定向使用。測量托架的中心點三維坐標的測量，采用導線測量的方法。角度測量：左右角各測三個測回，共六個測回；距離測量：每條邊正倒鏡各測一次，每次讀數兩次，共四個距離取平均。盾構機的始發方向采用兩井定向測量的方式，利用始發井兩端盾構預埋件留井，用地面設置好的趨近測量點，在井口吊鋼絲，并且各在底板設置3個測量控制點，與地面上長勘院的測量控制點聯測，建立閉合導線網。此導線點間的垂直角度應小于30°，距離障礙物1.5m左右，用全站儀測量6個測回，測量中誤差小于3″，測回邊長較差小不大于2mm。測量時最好選在天氣良好的時候測量以減少大氣對測量結果的誤差。并以此3個控制點作為高程傳遞點，主要方法是在基坑上設置倒掛的鋼勾，以臺階的方式將地面上的高程水準點引入坑內，誤差要求控制在±5mm內。

始發架中心線定位利用該測點進行放樣并在底板及側墻上做好始發臺位置標示，以便澆筑過程中對始發臺中心進行復核。

3.2 始發姿態測量

當盾構機刀盤到達隧道起始里程時，必須對盾構機的姿態進行測量復核，以確定盾構機的平面位置，高程以及盾構機中心軸線的坡度，盾構機姿態應控制在允許范圍以內以保證盾構隧道成型質量。盾構姿態測量的工作內容主要有：與線路中線的平面偏差、高程偏差、方位角、仰俯角、扭轉角及切口里程的測量。姿態測量計算數據取位的精度要求應符合下（表1）的規定：

由于盾構在掘進過程中無法測量到其刀盤，所以需要在盾尾選一中心點，此中心點與刀盤的中心連線即為盾構體的軸線，測量盾構圓柱體上三點，與刀盤中心點組成一個三角立面體，通過體積計算公式，計算出刀盤中心點的三維坐標。從而可以確定其行進距離，是否在線路中心線上，以及俯仰角、扭轉角是否符合設計要求。

盾構機初始狀態主要決定于始發托架和反力架的安裝，因此始發托架的定位就變得尤其重要。主要精度指標為：高程偏差≤±3mm，左右偏差≤±3mm，豎直偏差≤±0.1%，水平偏差≤±0.1%。主要方法是：先計算出洞內切線的坡度，由豎曲線計算出入洞點的軌頂高程，并以此為依據作為始發托架及反力架的調整參數。實際放樣時，應根據井下導線點準確放樣出盾構的基座，基座的前點高程比設計高程提高3cm，后點高程則與設計高程一致，使盾構體的實際坡度略大于設計坡度，避免盾構機的行進產生栽頭的現象。然后通過水平曲線要素準確放樣出盾構始發井的中線位置，由于本施工段的3個車站的盾構始發處均為直線段，所以確定盾頭及盾尾即可，具體放樣時，需多向兩邊延長2點（共4點），具體距離根據實際情況而定。盾構組裝完成后，應仔細檢查，始發托架與反力架是否與線路中心線重合，基準環傾角是否與設計坡度吻合，是否與隧道軸線的法線平行，盾構機體的高程是否正確。如有誤差，應及時通知現場人員進行調整，如都無誤后，方可掘進。

4 盾構推進測量

隧道盾構掘進前完成地面導線測量和端頭井的聯系測量。隨隧道掘進首先布設施工導線。施工導線邊長一般30m，在曲線五大點必須設置導線點，測量儀器為Ⅱ級（2+2ppm，2″）全站儀。地下施工水準點按間距50m左右布設，可采用S3水準儀和木制板尺。

5 施工監測

5.1 沉降觀測點布設

（1）地表監測點布設。為了監測地表沉降情況，始發段100m范圍內在距始發井10m和50m設2個主測橫斷面，沿隧道軸線上每20m設置1個測點。

（2）隧道內監測點布置。為了監測隧道內管片的變形情

況，隧道內10-15m設置1個斷面，每個斷面設置1個拱頂沉降點、1個收斂測點和1個隧道上浮測點。

5.2 監測項目、方式及頻率

盾構施工監測項目、方法及檢查頻率匯總見表所示。

帶有有高度現代化的自動實時監控測量指引系統。b.在盾構隧道施工之前，為了提高測量精度和效率，需要按要求建立起一套嚴密的人工測量和自動測量控制系統，另外需要根據自動的精度和工程的精度要求決定人工控制測量和復核的內容及頻率。

6 結束語

通過本工程實例，黃土地區盾構機始發施工線性的準確性和安全性，為同類工程提供了借鑒和參考。

參考文獻：

[1]GB50446-2008.盾構法隧道施工與驗收規范[S].

[2]GB50108-2008.地下工程防水技術規范[S].

[3]GB/T50476-2008.混凝土結構耐久性設計規范[S].

[4]GB50299-2003.地下鐵道工程施工及驗收規范[S].

[5]GB50208-2011.地下防水工程質量驗收規范[S].