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1、中铁三局西南公司盾构施工作业指导书盾构施工控制测量中铁三局西南公司盾构工程段1.盾构施工控制测量1。1 目的和适用范围 为了保证盾构机准确定位始发，根据设计蓝图计算出的隧道中心线在规范偏 差允许范围内掘进并准确贯通，制定本作业指导书。本作业指导书适用于采用盾构施工的区间隧道工程。1。2 工作内容及技术要点 盾构施工测量主要分为四部分：地面控制、联系测量、洞内控制和竣工测量， 具体内容及技术要求见表 1.2-1。表 1。2-1 盾构施工测量内容及技术要点序号工作内容技术要点1地面交接桩及复测2控制地面控制点加密导线应避免长短边3联系平面联系测量优先米用两井定向4测量高程联系测量5洞门钢环安装定位
2、6始发洞门测量，托架及反力架定位7隧道平纵断面图识图及隧道中心线线型计算8井下盾构机导向系统初始化9及洞内洞内延伸导线点及延伸水准点布设及测量10控制盾构机姿态人工复核11管片姿态测量12到达洞门测量，托架定位，纠偏计划制定13贯通误差测量14竣工测量1。3 测量前准备工作1。3.1 盾构施工前，项目部应成立专门的测量组织机构,测量人员应具备相应的 测量技能等级及执业资格。1。3。2项目应配置精度满足要求的测量仪器，全站仪测角精度不低于2，测 距精度不低于II级(510mm)。1.3.3盾构施工前，应编制测量方案，并按程序经过审查、批准后方可实施。1。4测量作业1.4.1交接桩及复测1 项目中
3、标后，交接桩资料包括平面控制点坐标及高程以及相应的“点之记”, 经业主方代表（或者业主委托的第三方测量（以下简称“业主测量队”）单位代表）、 施工承包方代表签字确认后生效,并到各控制桩点现场确认。2 施工承包方完成接桩后，应及时编写复测方案并组织实施。复测成果上报 监理及业主（或业主测量队）审查。如发现有交桩控制点精度不满足要求,应在复 测报告中明确申请业主测量队进行复测确认。3 一条区间隧道交桩控制点应不少于6个，即在隧道两端各有2个以上平面 控制点和1个以上水准点。4 按照精密导线的要求进行控制导线复测，具体要求按照城市轨道交通工程测量规范（GB 50308-2008）“3。3精密导线测量
4、”执行。1.4.2地面控制点加密1 加密导线点与交桩控制点宜形成附合导线，附合导线的边数宜少于12个， 相邻的短边不宜小于长边的1/2,个别短边的边长不应小于100m。2 受条件限制，加密导线点与交桩控制点只能形成闭合导线时，应在城市 轨道交通工程测量规范（GB 503082008）要求基础上增加至少一倍的观测频 率。3 加密水准点应设置在施工影响范围之外且比较稳固的地方,至少每半年对 加密水准点与交桩水准点进行一次联测。1.4。3平面联系测量1 平面联系测量一般可采用一井定向（如图 1.4。31）、两井定向（如图 1.4.3-2）,投点方式可采用钢丝或者投点仪。2 一井定向联系三角形测量具体
5、要求按照城市轨道交通工程测量规范（GB 50308-2008）“9.3联系三角形测量”执行.3 两井定向联系测量1）在盾构施工时,可以利用车站两个端头井或者是一个端头井和中间的出 土口位置进行两井定向。2) 左右线的地下控制边可以同时测量，但应分开计算。3) 利用两侧端头井吊钢丝或放置投点仪,按照常规导线测量方法在地面上测 量钢丝坐标，在井下测量导线的水平角和边长，按照无定向导线方法进行平差计 算，推算井下控制边的坐标和方位角，见图化0。1。4) 受现场条件限制，只能利用一个端头井和中间的出土口时，应保证井下 控制边长度，增加测量次数，提高精度。1。4.4高程联系测量1 用于高程联系测量的近井
6、水准点必须与加密水准点或者交桩水准点联测 后方可使用.2 高程联系测量采用井上井下两台水准仪同时观测,具体要求按照城市轨道交通工程测量规范(GB 503082008) “9。7高程联系测量执行。3高程联系测量示意图见图A。0.2,井下水准点B的高程计算公式为：H 二 H + a - (b - a ) - bBA 1122其中：HB点的高程；BHA点的高程。A1。4.5洞门钢环安装定位1 盾构井端墙结构施工时,采用全站仪放样出洞门中心线,控制底部和顶部 两部分钢环连接处的中心位置；采用水准仪先在洞门施工附近位置引测出一个标 高控制点，洞门钢环就位过程中，直接调整底部和顶部的标高.2 定位完成后应
7、采取必要的钢环固定及保护措施,保持钢环的状态，防止移 位。1。4.6成型洞门测量1 洞门钢环施工完成后应及时对洞门位置进行测量,计算钢环实际位置，为 盾构始发、接收定位提供依据。2 成型洞门测量宜采用具有免棱镜测距功能的全站仪，使用直接测取洞门钢环内边缘三维坐标的方法进行。1。4。7托架及反力架定位1 根据实测的洞门位置以及线路设计情况，计算托架及反力架的定位坐标和 高程，如附录A中的图A。0.3所示.2 采用全站仪及水准仪进行托架及反力架的定位放样.3 若实测洞门中心与设计中心相差较大，应以实际洞门位置为基准进行放样 坐标及高程的计算。4对于高程的控制，始发时一般抬高1020mm，接收时一般
8、降低1020mm。 1。4。8 隧道中心线计算1 根据设计蓝图中的平、纵断面图及平曲线偏移量图进行隧道中心线计算。2 隧道中心线计算完成后，载入盾构机导向系统的源文件应上报上一级测量 管理部门复测,经公司审批后方可使用.3 源文件应通过经格式化过的 U 盘载入盾构机导向系统工业电脑,载入后在 导线系统中，再次对计算元素或坐标成果进行核对，确保数据准确无误。1。4。9 盾构机导向系统初始化1 盾构组装完成,开始进行导向系统初始化 .对于主动铰接型盾构还需将铰 接收为0。2 棱镜导向系统初始化方法1）在盾尾内采用全站仪实测盾构机轴线上的两个点（附录A中的图A.0。4 中的Z1、Z2）三维坐标，采用
9、水准仪实测盾尾两侧同步注浆壳位置（附录A中 的图A。0.5中的a、b点）高差，量取a、b间距。2）利用 Z1、Z2 的坐标推算盾构机前点、后点坐标，盾构机的俯仰角及偏航 角，利用 a、b 点的高差及间距推算盾构机的滚动角。3）用实测的盾构机滚动角及俯仰角等对倾斜仪数据进行修正，用计算的盾 构机前点、后点坐标输入（或修正）棱镜局部坐标。3 激光导向系统初始化方法1）使用激光导向系统的盾构机在出厂时已经设置了参考点，并给出了参考点 的局部坐标。2）采用全站仪直接测量盾构机参考点的三维坐标，计算出盾构机前点、后点 坐标，盾构机的俯仰角、偏航角及滚动角.3）工厂测量时,已经对激光靶进行了初始设置，盾构
10、机到达施工现场组装完 成后,直接运行激光导向系统,可以测得盾构机前点、后点坐标，盾构机的俯仰角、 偏航角及滚动角。4）一般情况下，盾构机出厂后，激光靶位置相对于盾构机是固定的，在激 光靶初始设置功能界面中，只输入人工测量与导向系统测量得到的盾构机的俯仰 角、偏航角及滚动角差值， 其他参数不变，进行激光靶初始设置。初始设置完 成后，激光导向系统测量的盾构机前点、后点坐标，盾构机的俯仰角、偏航角及 滚动角应与人工测量结果一致。1.4。10 洞内延伸导线及延伸水准点的布设与测量1洞门延伸导线边长在150m为宜，曲线段不能小于60m，宜沿着隧道两侧 交叉布设，视线距离隧道侧壁应大于0。5m。水准点每1
11、20m150m左右布设一 个.2 延伸导线点宜采用强制对中托盘，固定在两侧管片上（如附录 A 中的图A.0。6所示）。采用导线测量的方法对延伸导线的角度和边长进行测量，并计算 延伸导线点坐标。3 延伸水准点宜采用在管片底部埋设不锈钢测点，采用精密水准仪对延伸水 准路线进行测量，并计算延伸水准点高程。4 对延伸导线点及延伸水准点编号、标识、记录，防止错用或误用，并采取 相应的保护措施。5 延伸导线点坐标及水准点高程必须经双检复核后使用。6每增加一个洞内控制点应该及时测量，对于一条隧道，在掘进100m左右 及掘进到一半时进行至少两次联系测量及延伸控制点的复测.联系测量计算的井 下起始边方位角较差小
12、于12时取平均值进行洞内导线计算。1。4。11 盾构机姿态人工复核1 每掘进100米，应按照盾构导向系统初始化的方法进行一次盾构机姿态人 工测量，与导向系统显示姿态进行对比，防止导向系统错误，影响隧道施工质量。 在小曲线半径线路上应加大人工复核频率.2 在进行盾构机姿态人工测量前,首先需要对洞内延伸导线及延伸水准路线 进行复核，确保洞门延伸控制点的精度.3 洞内延伸控制点精度随着隧道长度增加而降低，因此，盾构机姿态人工测 量的成果主要用于与导向系统显示成果进行对比，防止导向系统错误，当二次对 比结果在20mm之内时，不修正导向系统参数。1。4.12 管片姿态测量1管片姿态测量采用横尺法(如附录
13、A中的图A。0.7所示).2 每向前掘进 20m 必须对相应部位的管片进行姿态测量.3 在盾构始发后的 100m 范围内，每次管片姿态测量应该包含盾尾内的一环 管片、刚脱出盾尾的 23 环管片及其余可以进行管片姿态测量的管片,确保至少 应有10 环以上，同时有在拼装完成未脱出盾尾时的姿态及此时的盾尾间隙测量 数据、盾尾姿态数据;刚脱出盾尾时的管片姿态数据及脱出盾尾稳定后的姿态数 据，以便于统计、分析管片上浮量。1.4。13 贯通前纠偏计算制定1 在隧道贯通前 100m 进行地面控制网、联系测量及洞门延伸控制网的复测， 根据复测成果对接收洞门实际位置进行测量 ,对盾构机导向系统进行复站 ,根据
14、实测洞门数据及盾构机姿态数据，制定贯通数据控制值。2 盾构机姿态控制应在进入加固体之前(无加固时,应为距离接收洞门 10m 左右)，将盾构机趋向与线路走向调整为近似平行关系，前点的姿态数据与制定 的贯通数据控制值相符。3按照城市轨道交通工程测量规范(GB503082008)要求，贯通面一侧 的隧道长度大于1500m时，必须加测陀螺边方位角，对洞门延伸导线数据进行修 正.1.4.14 贯通误差测量1 贯通测量包括平面贯通测量和高程贯通测量。隧道贯通后应利用贯通面两 侧平面和高程控制点进行贯通误差测量。2 平面贯通测量方法1) 采用中线法测量的隧道，贯通之后，应从相向测量的两个方向向贯通面 延伸中
15、线，并各钉一临时桩A、B。丈量出两临时桩A、B之间的距离，即得隧道 的实际横向贯通误差，A、B两临时桩的里程之差，即为隧道的实际纵向贯通误 差。2) 采用地下导线作洞内控制的隧道，可由进洞的任一方向，在贯通面附近 钉一临时桩点，然后由相向的两个方向对该点进行测角和量距，各自计算临时桩 点的坐标两组成果Y坐标的差数即为实际的横向贯通误差,X坐标之差为实际的 纵向贯通误差（或者将两组坐标差投影至贯通面及其垂直的方向上,得出横向和 纵向贯通误差）。在临时桩点上安置全站仪测出角度 ，以便求得导线的角度闭 合差（也称方位角贯通误差）。3 高程贯通测量方法 由隧道两端洞口附近的水准点向洞内各自进行水准测量，分别测出贯通面附 近的同一水准点的高程，其高程差即为实际的高程贯通误差。1。4.15 竣工测量1 竣工测量内容 依据城市轨道交通工程测量规范，盾构隧道区间竣工测量主要为线路横 断面测量，横断面测量是通过对盾构隧道的限界控制点位置的测量，确定各个限 界控制点与线路中线的关系，即与线路中线的水平距离和距底板
