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1、真北路车站洞门钢圆环定位技术真北路车站洞门钢圆环定位技术杨杨 井井 亮亮 向向 何何 明明（中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司（中铁十七局集团上海轨道交通工程有限公司 上海上海 200135200135 ） 【摘摘 要要】本文详细介绍了全站仪结合激光投线仪在地铁车站洞门钢圆环定位的施工工艺及实施步骤，并与本文详细介绍了全站仪结合激光投线仪在地铁车站洞门钢圆环定位的施工工艺及实施步骤，并与传统的钢丝定位法进行了对比，提出了新的测量方法，使激光投线仪得到了实际应用，为类似工程提供了有传统的钢丝定位法进行了对比，提出了新的测量方法，使激光投线仪得到了实际应用，为类似工程提供了有益的借鉴。益的借鉴
2、。【关键词关键词】洞门洞门 钢圆环钢圆环 定位定位 技术技术1 1、引言、引言进入二十一世纪以来，我国的经济飞速发展，城市化进程加快，为适应城市发展需要和满足城市居民日益增长的出行需求，城市轨道交通工程建设进入了快速发展的轨道，为其服务的工程测量技术也得了长足的发展，由于城市地铁往往修建在建筑物、构筑物稠密地区，其施工工艺复杂、工期长、工作强度大、精度要求高，给测量工作增加了相当大的难度。也给工程测量工作提出了新的、更高的要求，因此，不断出现新的测量仪器及新的测量方法在地铁施工中显得尤为重要。本文就当前地铁车站洞门钢圆环工程测量定位现状和主要施工方法，由生产实践实际要求出发，作一些介绍和论述。
3、 2 2、真北路站工程概况、真北路站工程概况真北路站主体沿金沙江路东西走向设置，西靠真北路。车站工程范围为自起点里程K6+404.23K6+581.83,车站总长 177.6m，为地下二层岛式站台车站。车站有效站台为“梯形” ，西端宽 10.75m，东端宽 20.61m。车站采用地下连续墙加内衬的叠合结构。采用明挖顺筑法施工。车站东西端头井地墙厚 1000mm 和 800mm 内衬墙厚 600mm，为了后续盾构施工的需要，在本车站的站台层预埋了 4 个洞门钢环，洞门钢环直径为（内径）为 6700mm。3 3、洞门钢圆环的作用、洞门钢圆环的作用3.13.1、起到盾构轴线的定位作用，主要是指在盾构
4、初始掘进时利用钢环把隧道轴线的中心控制好。3.23.2、封堵洞口，在初始掘进完成后拆掉负环衬砌管片，将洞口钢环与第一环管片的预埋铁板用钢板焊接封闭管片的外部间隙，以便后续注浆与补浆，防止地面沉降。4 4、盾构钢环、盾构钢环定位定位的准备及实施的准备及实施4.14.1 施工工艺框图施工工艺框图图纸复核钢环制作导线点引测钢环中心定位钢环固定及内撑加固钢环吊装就位第三方定位复核4.24.2、复核图纸、复核图纸4.2.14.2.1、盾构钢环的定位要求特别高，根据设计图纸计算出钢环中心所在里程位置坐标和标高，当洞门钢环与第三、第四道钢支撑及钢筋混凝土角撑相冲突时，及时拆除钢支撑凿除角撑，确保满足钢环安装
5、位置要求。图 1、洞门钢环与钢支撑、砼角撑位置关系示意图4.2.24.2.2、钢环安装前要请监理、业主对中心坐标线和中心高程进行复核、认可，安装完成后要请他们验收签证。4.34.3、临时控制点引测、临时控制点引测根据测绘院所交付的 3 个精密导线控制点 T1305、T1306、T1307 作为首级控制，在既有控制网的基础上，利用 T1305、T1306 作为起始边，在近基坑周边处加密布设控制网点YI、Y2、Y3、Y4 四点，形成闭合支导线作为二级施工控制网，所有测量桩点设在地层稳固、便于保护、查找且通视较好的地方。车站与相邻区间施工时间和施工方法不同，为避免差错，工作中不仅要做好本车站范围的施
6、工测量，还要按照监理工程师要求与相邻标段进行贯通联测，做好标段间的测量相互衔接，在严密平差、复核无误的前提下建立准确的车站、区间隧道施工地面及地下导线控制网，报监理工程师审核后方可使用。批复后，严加保护。4.44.4、导线点布置图、导线点布置图图图 2 2、导线点布置示意图、导线点布置示意图4.54.5、定位用仪器一览表、定位用仪器一览表仪器名称规格、型号数 量精度指标检验日期托普康全站仪GTS-602AF12-2ppm/3.1 秒2010.3.5徕卡水准仪NA2L1DS2 级2010.3.12测微器苏州迅丰10.82010.5.10投线仪EK456P11/5m2010.8.10铟瓦尺珠峰 N
7、320.32010.3.19钢尺田岛 50 米10.5+50*0.052010.8.23吊线陀3kg24.64.6、钢环制作及运输进场、钢环制作及运输进场由于东、西端头井洞门钢环直径较大，为方便施工质量控制，考虑到加工、制作、运输等因素，根据结构设计情况，结合内部结构施工顺序，本工程钢环按 90 度等分为 4 个分环分块制作、组合拼装，在工厂内组焊完毕，编号后涂刷三道红丹防锈漆，试拼后出厂。运输装车时用 1010木枋分层垫平，用倒链拉紧，卸车时汽吊吊出，用枕木铺垫，报请监理工程师现场检验，将四块半圆在现场组拼，检查其圆周度、内径、焊接情况，发现情况及时通知厂家来人修复。4.74.7、钢环中心定
8、位、钢环中心定位4.7.14.7.1、采用托普康 GPS602AF 型全站仪和激光投线仪相结合的工艺定出平面位置，再用徕卡 NA2 精密水准仪按二等精密水准要求传递高程定出钢环中心标高。其具体操作过程如下：钢环中心点定位工作分为两部分，即内业坐标、高程计算和现场施测。在内业坐标计算的时候应注意以下几点： 坐标数据应准确无误。 沿端头井设计边线垂线方向选点，即下图中所示 X2、X4 点。 （本文中仅以西端头井为例说明之）图 3、西端头钢环定位点平面示意图 为避免支撑影响通视，X2、X4 号点选择在近端头井 12 米的位置处。X2、X4 号点的选取，需要根据现场的具体情况来定定，在全站仪仰、俯视允
9、许的范围内，尽可能地靠近X1、X3 号点，这样可以减少仪器旋转误差带来的点位误差影响。 因为 X2、X4 点点位的特殊性，这又牵涉到二级控制点 Y1 引测时的位置选择，端头井处的支撑一般是斜撑，所以此处的控制点应该选布在两洞门环中间位置的基坑边上，即上图 B、C 轴之间。做好上述准备工作后，就可以开始进行外业施测了。4.7.24.7.2、用二级支导线点 Y1 作为测站点，极坐标法精确放样出 X2、X4 点作转点，并用红色铅笔在底板上做好记号。 仪器迁站架于 X2 或 X4 点上，后视 Y1 点，进入放样程序，输入X1 或 X3 点坐标，视线调整到该定位点方向上。 将投线仪架设在 X1 或 X3
10、 点附近并调整至水平，调出垂直方向激光束，如下图 4 所示。图 4、 激光投线仪垂直激光束定位 移动激光束至与仪器十字丝竖丝重合，在墙面上沿该激光束弹一条墨线。4.7.34.7.3、高程测量利用车站附近既有高等水准点，沿基坑北侧，采用支水准形式按二等水准要求进行高程传递测量。用悬挂钢尺法将高程导入井内三次，每次钢尺错动 50，三次导入高差较差不大于 3mm，所导入高程用比长拉力和温度进行改正，取三次的平均值作为最后值，即可定出钢环中心点。4.84.8 洞门钢环安装洞门钢环安装4.8.14.8.1、钢环安装步骤示意图图 5、钢环安装步骤示意图4.8.24.8.2、具体安装工艺1） 、在安装前将施
11、工用的脚手架搭设好，根据定出的中心位置，以中心为圆心，将半径为 3.1m 和 3.6m 圆环范围内墙面局部突出部位用空压机风镐剔平。2） 、根据底板上定位出的侧墙边点弹出边线，并根据边线悬挂两根竖向垂线和一道水平线，根据中心点和半径用红蓝铅笔定出控制线和钢环摆放具体位置线， 3） 、采用 25T 汽吊吊放到位，然后用 2 台 2T 手拉葫芦纠偏，用水平线来回校正钢环位置，精确安装钢环每一块钢环，及时用手工电弧焊将钢环上锚筋与地墙和内衬墙内钢筋呈丁字形焊接固定，确保其位置的准确和牢固。确保拼出的四片钢环在同一断面内，任何方向上直径一致。4） 、初步安装好后，及时安排专人对钢环再用双道 10槽钢呈
12、米字型（或井字型）加固，确保钢环不变形。5） 、当现场有部分墙面砼影响安装时，可根据现场的实际情况，割除部分钢环，这样有利于钢圈的安装。在钢环的底部，及时以铅垂线为中，在中线每边 30中心处留出两个1010大小的振捣孔，混凝土浇筑结束后再恢复。4.94.9、保证洞门钢环安装精度和整圆度的措施如下、保证洞门钢环安装精度和整圆度的措施如下：4.9.14.9.1、选择有相应资质的工厂对钢环进行厂内加工，采用专业数控剪板机折板机精确下料，全自动焊机施焊，手工焊接支撑加固杆件，焊缝细密牢靠，加工的钢环结构牢固，符合钢结构施工及验收规范的要求。 4.9.24.9.2、钢环加工精度及分割精度必须满足钢结构规
13、范要求，前后、左右距中心线尺寸10mm；表面平整度3mm；锚固筋、预埋孔位置5mm。4.9.34.9.3、经过力学计算，定出钢环吊耳位置，为了保证钢环在运输及安装时的整圆度要求，在钢环内设 49支撑钢桁架。5 5、提高测量精度的方法、提高测量精度的方法5.15.1、所有测量仪器在使用前进行严格校检，确保其精度满足测量要求， 工程测量技术规范要求施测。在施工过程中，严格执行换手测量制度。专人操作，妥善存放。5.25.2、及时进行测量成果平差，分析测量中产生的误差， 测量时进行规范操作，并经复核无误后，才能实际标定；5.35.3、中心点定好后，必须进行第三方复核。实测结果与设计的高程之差应小于3m
14、m，角度不大于 5，否则应重新核定。6 6、与传统定位方法对比、与传统定位方法对比 6.16.1、EK-456P 型激光投线仪性能简要介绍本仪器采用波长为 635nm 的半导体激光器，激光线清晰明亮，仪器可产生三个激光面和一个激光下对点，两条铅垂线会合，向上产生一个天顶点，自动安平范围大，装在脚架上调整至水平气泡居中即可，可转动仪器使激光束到达各个方向，微调仪器，能方便、精确的找准目 图 6、投线仪实景照片标。特点是：仪器小巧，携带方便，功能强，操作简便，不受场地限制，提高了定向精度。6.2、传统的吊钢丝定位易受到井筒内的气流、风力和钢丝本身的内应力以及单摆的摆动作用等诸多不利因素的影响，观测
15、期间不可能完全严格地位于铅垂位置，且施测作业中作业配合人员多、耗时长、效率低、容易受客观因素和人为因素影响，精度差。7 7、结论、结论虽经笔者多方查找，仍未能收集到有关钢环定位方法的其它资料，未能与激光投线仪定位法形成直接的、鲜明的对比，但还是斗胆地放进文章里来，作为引玉之砖，作为试矢之的。上文中介绍的在地铁中，采用全站仪结合激光投线仪组成的联合定位洞门钢圆环作业技术，是笔者曾经在施工过程中采用的办法，激光投线仪操作简便，经济实用。经第三方徕卡TCRA1201+型 1级全站仪复测，满足了规范所要求的精度，得到了实践的检验，定向成果可靠，同时降低了测量人员的工作强度，提高了工程测量的作业效率和作
16、业质量，丰富了工程施工测量的内容，为地下高精密的钢环定位提供了新的思路和技术保证，为今后类似工程提供了一定的借鉴。 参参 考考 文文 献献1 上海市轨道交通 13 号线一期工程施工图设计第二册第一分册车站主体围护结构（B 版）施工图2 上海市轨道交通 13 号线一期工程施工图设计第二册第二分册车站主体内部结构（一） 施工图3 城市轨道交通工程测量规范GB 50308-20084 工程测量规范GB50026-20075 国家一、二等水准测量规范GB/T 12897-20066 地下铁道、轨道交通工程测量规范GB50308-19997 钢结构工程施工质量验收规范GB50308-19998 EK456-P 型
