復(fù)合式TBM施工區(qū)間段測量方案

1、 重慶軌道交通六號線二期銅鑼山隧道復(fù)合式TBM施工區(qū)間段測量方案中鐵十八局集團(tuán)二零一一年目 錄一、區(qū)間隧道概況3二、編制依據(jù)3三、儀器配置3四、人員安排及責(zé)任分配3五、基本技術(shù)要求4六、前期準(zhǔn)備4七、控制網(wǎng)測量和前期準(zhǔn)備4八、復(fù)合式TBM姿態(tài)日常測量5九、地表沉降測量9十、隧道沉降測量9十一、貫通測量9十二、竣工測量9十三、提高貫通精度的方法和測量復(fù)核10復(fù)合式TBM施工測量方案一、區(qū)間隧道概況重慶軌道交通六號線二期銅鑼山隧道劉家坪站上新街站區(qū)間銅鑼山隧道復(fù)合式TBM段，位于南岸區(qū)南山，右線總長2736m，左線總長2692m，左右線間距較小，平行設(shè)置，線間距15m。區(qū)間共設(shè)九處聯(lián)絡(luò)通道。本區(qū)間

2、段小里程端與銅鑼山隧道進(jìn)口段鉆爆發(fā)區(qū)間相連，大里程端與銅鑼山隧道出口鉆爆法區(qū)間相連。區(qū)間線路縱坡采用“V”型坡，最大縱坡-28，最小縱坡-3，豎曲線半徑5000m。線路平面主要位于直線及半徑800m1200m不等的曲線上。二、編制依據(jù)（1）城市軌道交通工程測量規(guī)范（GB50308-2008）（2）盾構(gòu)法隧道施工與驗(yàn)收規(guī)范（CB504462008）（3）重慶軌道交通六號線二期銅鑼山隧道劉家坪站上新街站區(qū)間銅鑼山隧道復(fù)合式TBM段設(shè)計(jì)圖三、儀器配置根據(jù)本工程實(shí)際，考慮配備以下儀器設(shè)備：儀器名稱數(shù)量備注徠卡TM30全站儀1臺套1秒，22ppm徠卡TC8021臺套2秒DSZ2+FS1水準(zhǔn)儀1臺套+0.

3、5mm/km四、人員安排及責(zé)任分配根據(jù)工程需要，考慮配置以下人員：職務(wù)人數(shù)職責(zé)測量負(fù)責(zé)人1負(fù)責(zé)隧道施工過程中的各種測量事務(wù)日常測量2協(xié)助測量負(fù)責(zé)人完成測量工作跟班測量6主要負(fù)責(zé)完成復(fù)合式TBM日常測量工作合計(jì)9五、基本技術(shù)要求（1）所有測量工作均要符合國家相關(guān)規(guī)范要求。（2）根據(jù)精度分析并結(jié)合施工的特點(diǎn)，測距邊只進(jìn)行溫度、氣壓等氣象改正和傾斜改正，不進(jìn)行高斯投影和大地基面投影改正。（3）平面測量采用懸掛鉛垂對中。因受施工條件的限制，不可避免會有短邊出現(xiàn)，此時(shí)對中誤差對角度觀測影響特別明顯，可采取加強(qiáng)測回?cái)?shù)和測回間重新整平儀器的方法，有效削弱對中誤差的影響。（5）對測量數(shù)據(jù)，由兩人采用兩種不同方

4、法計(jì)算，以進(jìn)行校核。由于隧道施工測量工作的重要性，及特殊性，對于每日的復(fù)合式TBM姿態(tài)和管片姿態(tài)都應(yīng)進(jìn)行檢查，復(fù)核，如發(fā)現(xiàn)有問題應(yīng)及時(shí)上報(bào)有關(guān)部門，另外，在線路線型變化的地方，尤其要注意變化情況。導(dǎo)線要定期復(fù)測，建立測量資料的兩級復(fù)核制度，并作好對日常資料的整理工作。同時(shí)，定期對姿態(tài)測量進(jìn)行復(fù)核，真正做到數(shù)據(jù)的正確、可靠，不出現(xiàn)錯(cuò)誤和粗差。六、前期準(zhǔn)備（1）資料準(zhǔn)備對于甲方提供的控制點(diǎn)樁位應(yīng)認(rèn)真確認(rèn)，并做好測量樁位交接手續(xù)，同時(shí)，還應(yīng)組織設(shè)備和人員準(zhǔn)備對交樁成果進(jìn)行復(fù)核，并熟悉設(shè)計(jì)單位提供的設(shè)計(jì)圖紙，對軸線的關(guān)鍵元素進(jìn)行復(fù)算確認(rèn)。（2）儀器檢查在開工前應(yīng)對即將在本工程中使用的測量儀器進(jìn)行檢查，

5、所有需計(jì)量的儀器都必須有在有效使用期內(nèi)的鑒定證書，并把原件保存在工地現(xiàn)場，或應(yīng)保留復(fù)印件，對鑒定證書即將過期的儀器應(yīng)提早送交相關(guān)單位檢校，避免影響工程施工。如發(fā)現(xiàn)存在影響測量精度的問題，應(yīng)及時(shí)上報(bào)，只有當(dāng)確定儀器無問題時(shí)，方可使用。七、控制網(wǎng)測量和前期準(zhǔn)備（1）平面控制點(diǎn)檢測、平面控制網(wǎng)的布設(shè)及洞內(nèi)導(dǎo)線測量業(yè)主提供的平面控制點(diǎn)應(yīng)該滿足每個(gè)洞口附近至少有三個(gè)，作為向隧道內(nèi)傳遞坐標(biāo)和方位的測量依據(jù)，并確保區(qū)間隧道兩端的控制點(diǎn)的通視。對業(yè)主所提供的平面控制點(diǎn)在進(jìn)場后兩周內(nèi)進(jìn)行首次復(fù)核，并上報(bào)監(jiān)理給予復(fù)核，如果檢測的成果超限，立即以書面形式報(bào)監(jiān)理工程師確認(rèn)，由監(jiān)理工程師及時(shí)匯同業(yè)主和控制網(wǎng)測量單位研究

6、解決。之后定期進(jìn)行雙月復(fù)測。復(fù)測完成后，為確保隧道順利貫通,并滿足工程施工及放樣的需求，根據(jù)甲方提供的平面控制點(diǎn)進(jìn)行加密。在隧道內(nèi)布置用以控制隧道的平面偏差的測量導(dǎo)線，它主要分為控制導(dǎo)線和施工導(dǎo)線。施工導(dǎo)線精度較低、邊長較短作為一般工作導(dǎo)線，用于施工放樣，每150m布設(shè)一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)?？刂茖?dǎo)線是作為施工首級控制，用來準(zhǔn)確指導(dǎo)掘進(jìn)方向的邊長較長、精度較高的導(dǎo)線。每250m300m布設(shè)一精密控制點(diǎn)，每1000米形成閉合環(huán)。在洞口布設(shè)永久導(dǎo)線點(diǎn)，作為施工導(dǎo)線傳遞的起始點(diǎn)。觀測時(shí)采用徠卡TM30全站儀及配套棱鏡組，測角采用鉛垂掛線對中方式對中，每站六測回，左右角各三個(gè)測回。左角三個(gè)測回，重新對中后右角三個(gè)

7、測回，測回差6（最大角與最小角差值）,2C較差9（正鏡與倒鏡差值）。圓周角閉合差為4。（2）高程控制網(wǎng)測量1）水準(zhǔn)控制點(diǎn)檢測業(yè)主提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)應(yīng)滿足規(guī)范要求，對業(yè)主所提供的水準(zhǔn)控制點(diǎn)進(jìn)行定期檢測，并依據(jù)二等水準(zhǔn)要求進(jìn)行施測，并上報(bào)監(jiān)理給予復(fù)核，如果檢測的成果超限，立即以書面形式報(bào)監(jiān)理工程師確認(rèn)，由監(jiān)理工程師及時(shí)匯同業(yè)主和控制網(wǎng)測量單位研究解決。2）高程控制測量在業(yè)主提供的控制水準(zhǔn)網(wǎng)下布設(shè)水準(zhǔn)網(wǎng)，布設(shè)成環(huán)線閉合路線。點(diǎn)位與控制導(dǎo)線布置在同一位置，采用往返測。主要技術(shù)要求為：視距小于60m，往返較差、附合或環(huán)線閉合差±8mm，L以km計(jì)。八、復(fù)合式TBM姿態(tài)日常測量復(fù)合式TBM法隧道施

8、工區(qū)別與一般的土木工程，對施工的精度要求非常高，管片的制造精度接近于機(jī)械制造的程度。施工時(shí)對設(shè)計(jì)的掘進(jìn)斷面不能隨意調(diào)整，對隧道軸線的偏離、管片型拼裝的精度都有很高的要求。掘進(jìn)過程中的復(fù)合式TBM姿態(tài)控制除了與隧道貫通有直接影響外，還與隧道設(shè)計(jì)、施工的質(zhì)量要求以及圍巖的擾動(dòng)、地層的沉降有關(guān)。因此，準(zhǔn)確的復(fù)合式TBM姿態(tài)控制，是平穩(wěn)推進(jìn)，保證施工質(zhì)量與安全，減少對周圍環(huán)境影響的關(guān)鍵。本工程復(fù)合式TBM日常推進(jìn)測量采用先進(jìn)的自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)以保證TBM施工軸線準(zhǔn)確性，日常測量主要是對復(fù)合式TBM機(jī)每環(huán)推進(jìn)的三維姿態(tài)進(jìn)行測量同時(shí)測量已成形的管片姿態(tài)。（1）TBM姿態(tài)的測定采用杠尺法測定TBM姿態(tài)。根據(jù)TB

9、M尺寸結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際可操作空間來定制一根剛性杠尺，量取杠尺中心，將反射貼片貼在正中心。如下圖1在尾盾上選擇兩處位置放置杠尺作為測量點(diǎn)，在中盾上找到同一個(gè)平面的剛體，利用卷尺精確量取放置杠尺左右兩邊到中盾的距離，兩測距離一致。通過兩次測得杠尺中心三維坐標(biāo)，來確定TBM軸線三維位置，參考TBM結(jié)構(gòu)尺寸圖，從而反算出盾首、盾尾三維坐標(biāo)，水平角，俯仰角。盾首、盾尾的水平偏差、豎直偏差。圖1復(fù)合式TBM前進(jìn)方向左偏為“”，右偏為“+”，在設(shè)計(jì)高程下為“”，設(shè)計(jì)高程上為“+”，水平角左轉(zhuǎn)為“”，右轉(zhuǎn)為“+”，俯仰角為實(shí)測坡度，回轉(zhuǎn)角為實(shí)測TBM軸向轉(zhuǎn)角。左側(cè)高為“+”，右側(cè)高為“”，在人工導(dǎo)向復(fù)核TBM姿態(tài)

10、表上表示。（2）管片姿態(tài)測量管片成環(huán)后主要測量其與隧道設(shè)計(jì)軸線的偏離情況、整圓度、環(huán)面平整度、旋轉(zhuǎn)度等，若這些指標(biāo)不符合要求，將會影響到復(fù)合式TBM推進(jìn)軸線的控制、后續(xù)管片的拼裝、管片開裂等。2.1 管片姿態(tài)測量管片姿態(tài)測量是指成環(huán)后的管片中心偏離隧道設(shè)計(jì)軸線的關(guān)系，以及管片的整圓度情況。管片在盾尾內(nèi)部拼裝完成后，根據(jù)測量管片與盾尾之間上下左右的間隙以及管片拼裝位置與復(fù)合式TBM的關(guān)系，可以求得管片中心的實(shí)際坐標(biāo)和橫豎直徑。同時(shí)測量左上、左下、右上、右下的間隙，可以求得管片“米”字型直徑。環(huán)面平整度測量 同一環(huán)管片在拼裝完成后，面向千斤頂一側(cè)的環(huán)面若不在同一平面上，或不同塊之間有凹凸不平的現(xiàn)象

11、存在，則會給下一環(huán)的拼裝帶來困難，甚至?xí)?dǎo)致管片的開裂。通過測量環(huán)面的平整度，可指導(dǎo)加貼楔子來糾正環(huán)面，使其平整。當(dāng)全站儀架設(shè)在底部時(shí)，由于受管片拼裝機(jī)及聯(lián)系梁的影響，不能直接進(jìn)行斷面掃描，因此，采用上下架設(shè)2個(gè)站的方法，分別掃描每環(huán)管片的兩端及兩腰，得出它們與儀器照準(zhǔn)面的差值，然后將上下觀測數(shù)據(jù)聯(lián)系成一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)，最后按照管片環(huán)的坡度換算出環(huán)面的平整度（見圖2）。圖2 環(huán)面平整度測量管片安裝位置始終在尾盾，根據(jù)已測定的復(fù)合式TBM尾盾姿態(tài)可以提前預(yù)測出管片姿態(tài)。2.2 管片整圓度 管片成環(huán)后，必須測量其整圓度是否符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)根據(jù)測量結(jié)果對后續(xù)管片拼裝進(jìn)行指導(dǎo)，從而保證隧道施工的質(zhì)量。

12、日常推進(jìn)是通過測量盾尾間隙來求“米”字型的，而盾尾形狀在推進(jìn)中是不斷變化的，因此我們必須經(jīng)常實(shí)測管片的整圓度與盾尾整圓度之間的關(guān)系，使得盾尾間隙測量能夠如實(shí)反映管片的整圓度。 2.3管片沉降、收斂變形及旋轉(zhuǎn)度測量 管片沉降是隧道沉降的直接反映，影響隧道建設(shè)的質(zhì)量；管片旋轉(zhuǎn)度過大，會使復(fù)合式TBM的后續(xù)車架及路面的鋪設(shè)不平整，影響設(shè)備的運(yùn)行，同時(shí)增加了封頂成環(huán)的拼裝難度。 采取三角高程和普通水準(zhǔn)測量，均能監(jiān)測到管片的沉降，它是通過測量管片頂部沉降的方式來完成的。為了監(jiān)測復(fù)合式TBM推進(jìn)過程中隧道的沉降變化情況，應(yīng)在隧道管片上設(shè)立一定數(shù)量的隧道沉降觀測標(biāo)志點(diǎn)，進(jìn)出洞段、連接通道段每環(huán)設(shè)1個(gè)點(diǎn)，正常

13、段推進(jìn)每2環(huán)設(shè)1點(diǎn)（監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)在管片頂部）。若遇特殊施工情況則根據(jù)工程需要酌情增加測點(diǎn)。同時(shí)，為了隧道貫通后的后續(xù)工作，應(yīng)每隔500m布設(shè)一個(gè)永久監(jiān)測點(diǎn)。測量方法：采用三角高程測量和三等水準(zhǔn)測量相結(jié)合的方法，測量布設(shè)在管片頂部監(jiān)測點(diǎn)的高差變化情況，從而得出隧道的沉降觀測值。 隧道收斂變形觀測為了監(jiān)測復(fù)合式TBM推進(jìn)過程中隧道的隧道收斂變形情況，主要是管片的橫豎徑變化情況，應(yīng)在隧道管片上設(shè)立一定數(shù)量的隧道隧道收斂變形監(jiān)測標(biāo)志點(diǎn)，進(jìn)出洞段、連接通道段每環(huán)設(shè)監(jiān)測標(biāo)志點(diǎn)，正常段推進(jìn)每隔5環(huán)設(shè)監(jiān)測標(biāo)志點(diǎn)（監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)在管片兩腰及管片頂部）。若遇特殊施工情況則根據(jù)工程需要酌情增加測點(diǎn)。測量方法：采用水準(zhǔn)測量

14、方法，測量布設(shè)在管片頂部和底部的實(shí)際高程，然后通過計(jì)算高差得出管片的豎徑。采用對邊測量的方法和用測距儀直接測量隧道的橫徑。 管片旋轉(zhuǎn)度是指成環(huán)后的管片與設(shè)計(jì)要求相比旋轉(zhuǎn)了一定的角度。用水平尺找到實(shí)際拼裝后的管片中心（在管片頂部預(yù)留設(shè)計(jì)的管片中心）后，量取其與設(shè)計(jì)中心的距離D，即能反映出管片的旋轉(zhuǎn)度（見圖12）。通過測量值的大小，以指導(dǎo)施工。圖12 管片旋轉(zhuǎn)度測量九、地表沉降測量（1）掘進(jìn)前，施工單位必須詳細(xì)了解施工影響范圍內(nèi)的地面建、構(gòu)建筑物、地下構(gòu)建筑物、地下管線的情況及保護(hù)要求。一般情況下，復(fù)合式TBM掘進(jìn)過程中隧道中心線的地面沉降和隆起量應(yīng)控制在1030mm以內(nèi)。有特殊保護(hù)要求的區(qū)段應(yīng)根

15、據(jù)實(shí)際情況予以嚴(yán)格控制。（2）在隧道推進(jìn)方向上，沿隧道中心線每10m布置一沉降點(diǎn)。每100m布置一沉降測量斷面。每一測量斷面以軸線為中心，向兩側(cè)3m、9m、15m各布置一沉降測點(diǎn)，總計(jì)11點(diǎn)（含左右線軸線上的點(diǎn)）。十、隧道沉降測量（1）要求在復(fù)合式TBM施工全過程中設(shè)立一定數(shù)量的隧道沉降觀測標(biāo)志，每10m設(shè)一個(gè)點(diǎn)。測試頻率為：距推進(jìn)面20m范圍內(nèi)1次/天；距推進(jìn)面20m50m范圍時(shí)，1次/2天；距推進(jìn)面大于50m范圍，1次/周；隧道貫通后一個(gè)月一次，直至終驗(yàn)。（2）若有較大的隧道沉降或隧道直徑變形時(shí)可根據(jù)監(jiān)理工程師意見增加測點(diǎn)。測量數(shù)據(jù)須及時(shí)提交監(jiān)理工程師，如果變形值接近極限值時(shí)，監(jiān)理工程師可

16、要求施工單位及時(shí)處理。十一、貫通測量為保證隧道后階段復(fù)合式TBM推進(jìn)貫通，應(yīng)在貫通前進(jìn)行專門的貫通測量。其內(nèi)容應(yīng)包括：洞外精密控制網(wǎng)復(fù)測、洞內(nèi)控制導(dǎo)線測量、水準(zhǔn)導(dǎo)線測量、施工導(dǎo)線測量和施工水準(zhǔn)測量。十二、竣工測量（1）復(fù)合式TBM隧道貫通后進(jìn)行貫通誤差測量，貫通誤差測量是TBM施工段與鉆爆發(fā)施工段貫通面設(shè)置貫通相遇點(diǎn)，利用兩端控制點(diǎn)分別測定貫通相遇點(diǎn)三維坐標(biāo)，貫通誤差歸化到線路縱向、橫向和高程各方向上的數(shù)值。（2）隧道貫通后進(jìn)行貫通隧道內(nèi)導(dǎo)線的附合路線測量，并重新平差作為以后測量依據(jù)。3）竣工測量內(nèi)容包括成型管片的橫向偏差值、高程偏差值、水平直徑和豎直直徑等。根據(jù)慣例對已成隧道進(jìn)行竣工測量，一

17、般直線段每10環(huán)一點(diǎn)，曲線段每5環(huán)一點(diǎn)。測出三維坐標(biāo)報(bào)出偏值，沿里程樁號增大方向平面位置，偏右為“+”，偏左為“”，豎直方向偏上為“+”，偏下為“”。平面測量方法：采用4米鋁合金杠尺在中心處貼好反射片，再用一把水平尺固定在杠尺中間控制杠尺是否水平。把杠尺放在所要測環(huán)的底部，使用杠尺水平放置，全站儀安置在隧道內(nèi)控制導(dǎo)線點(diǎn)上直接測量這環(huán)的中心平面坐標(biāo)。高程測量方法：測量所要測環(huán)的中心底部和頂部的實(shí)測高程，計(jì)算平均值。管片橫豎直徑測量方法：用手持測距儀分別放在管片底部和腰側(cè)來測得管片的橫豎直徑，通常取2-3次測量結(jié)果的平均值。管片竣工測量方法如圖1所示。4）竣工測量完成后，按監(jiān)理工程師要求填寫測量成果數(shù)據(jù)。5）對竣工測量數(shù)據(jù)妥善保存，最后作為竣工資料歸檔。圖1管片竣工測量示意圖十三、提高