盾构推进轴线控制及调整

《盾构推进轴线控制及调整》由会员分享，可在线阅读，更多相关《盾构推进轴线控制及调整（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、J上海地铁盾构施工技术研究报告之一f r盾构推进轴线控制技术研究1 项目概述1.1工程概况上海地铁杨浦 M8线皿标段我管段区间包括黄兴绿地站延吉中路站（简称黄延区间）、延吉中路站黄兴路站（简称延黄区间），其中延黄区 间上行线长1112.774m下行线长1127.929m、有15.155m长链。上、下行线 均有一缓和曲线长70m、半径为500m的曲线；黄延区间上行线长381.456m、 下行线长398.334m,上、下行线曲线多、半径小（最小为 350m）,且下行 线进、出洞段均位于缓和曲线上。洞口的导线测量受现场条件的限制,一般只能短边控制长距离；洞内 的导线点及吊篮点经常受管片的沉降、旋转、

2、及电瓶车振动等因素的影响； 测量条件差受到天气、洞内光线（主要是大气折光、旁折光、大气密度、 光线强弱）的影响,根据以上影响因素通过提高仪器精度,增加测量频率, 采用不同测量方法、途径,以确保测量结果的精度及可靠性。1.2 项目目标盾构轴线偏离设计值不得大于士 50mm并且将施工后地表沉降的最大 变形量控制在+1030mn之内，保证隧道顺利贯通，为今后类似工程积累经 验。2 研究方法2.1 测量控制依据规范和招标文件要求,根据现场实际条件 , 编制切实可行的测量方 案,进行误差分配理论分析,从布置控制、施工导线点,到不同测量方法、 途径的比较,采用主、副导线相结合的方法和分两阶段的测量方法 ,

3、 结合隧道轴线偏差情况确定最优控制方法。2.1工艺控制针对不同土质进行盾构机土压分析、通过100米试推进采集相关原始数据进行分析、设定参数，然后通过施工信息反馈，不断优化参数，最终 通过盾构姿态的控制及调整、千斤顶推力的分布、管片纠偏、注浆孔位置、 注浆量的调整等各项工艺有效地控制及调整盾构机轴线。3研究内容3.1测量控制3.1.1测量施工流程图3.1测量施工流程图3.1.2测量依据严格执行中华人民共和国国家标准 GB50308-1999地下铁道、轻轨交通工程测量规范。（参阅其中的第 & 11、18章节）严格遵守中华人民共和国国家标准 GB50299-1999地下铁道工程施工 及验收规范。严格

4、执行中华人民共和国国家标准 GB50026-1993工程测量规范。3.1.3 测量方法盾构出洞前的准备工作 :测量桩位的交接（空导点、水准点）测量桩位是由业主提供的，一定要提供多余桩位，以便校核。在使用 前必须按照规范上相应的精度对其复核，经复核达到精度要求后，方可使 用。实地现场踏勘、选点和布网 地面控制点的选位根据现场条件，我们首先要在地面上布置地面控制网，因施工场地比 较狭小，临时设施、设备较多，因此布点要考虑到网形精度、通视、稳定 性和受施工的影响程度等因素。 地下控制点的布设 综合光线、通视、旁折光、空气密度等因素的影响，地下主导线控制点的平均间距布设控制在150200m为宜，而辅助

5、导线控制点（吊篮点）平 均间距 4050m 为宜，当然可根据设计路线的线形及现场情况作实际调整， 地下高程控制点控制在 50m 左右， 高程控制点可布设膨胀螺丝在管片的左 耳或右耳上。 对所布设的控制点要严加保护，并对其位置作好记录，以便查找。出洞口三维坐标的测量及进洞方案的确定 在盾构机到位前，应精确测量预留出洞口的三维坐标，并与设计值 比较，洞口直径至少测量水平和垂直两个方向，若实测洞圈的偏移量超过 规范要求或失圆明显，需报设计院予以确认、回复，以便盾构机出洞时做 适当调整。 在精确测定洞口的三维坐标后，我们要确定盾构出洞的轴线。若直 线出洞，我们可采取按设计方位出洞；若曲线出洞，考虑到出

6、洞口前有加 固区，在加固区盾构机不能纠偏，我们采取割线出洞比较安全。所采取割 线的出洞方位我们事先前必须计算好，使盾构机在不能纠偏时的最大偏移量处小于50mm，在盾构机曲线进洞的情况下，我们同样要考虑类似的情况盾构姿态检验及参数确定盾构出洞前，要仔细测量盾构机的有关数据及参数，如：盾构机的长30001000 500车站设计轴线加连内最大偏移量固续衬区墙*、|人 墙盾构机进洞方向线:”丁1洞门中心点、；舌构机盾构设计轴线盾构机进洞示意图度、半径、盾构机的前尺到切口的距离、后尺到盾尾的距离、前、后尺的 水平距离、竖尺到盾构机中心的垂直距离，以及每推进一环后拼装环的大 里程到盾尾的距离。为简化计算，

7、根据这些常数我们编写了电算化程序来 测量盾构机的姿态。另外，我们用普通测量的方法来测出盾构的原始姿态， 以此来检验我们电算化测量盾构姿态的准确性。3.1.4 控制测量内容 控制测量是整条隧道贯通的关键，也是隧道测量的技术难点。隧道平面控制测量 隧道平面控制测量既是对影响隧道横向贯通误差的控制，首先我们要 清楚影响隧道横向贯通误差的主要来源：地面控制测量中误差 mq1 盾构出洞口处联系测量中误差 mq2 地下贯通导线点测量中误差 mq3盾构姿态定位测量中误差一mq4 （包括标尺定位误差） 盾构姿态施工测量中误差 mq5 （包括盾构操作误差） 盾构进洞口处中心平面坐标测量中误差 mq6 地铁平面贯

8、通横向中误差 mQ 因地下平面控制点不可避免是支导线测量，而且洞口联系测量一般只 能是短边放长边，这在测量上是尽量避免的，但有时受施工条件的限制， 我们只能采用这种方法。所以出洞口处联系测量是隧道贯通的重点。另外，设各项误差相互独立，根据已建地铁的实际经验，根据各项误 差对横向贯通精度的不同影响，采取不等精度分配原则，再根据横向贯通 精度的要求 50mm （即中误差 25m m ），计算出影响横向贯通误差的各种 测量误差的中误差。通过控制各项误差的中误差来达到控制隧道的横向贯 通精度。具体取值计算如下：mqi=m, mq2=3m, mq3=2m, mq4=m, mq5=m, mq6=mmQ=

9、V mql2+ mq22 +mq32 +mq42 +mq52 +mq62 = 4.1m贝y m= 25/4.1二士 6.1mm,从而有：mqi二 士 6.1mm, mq2= 士 18.3mm mq3= 士 12.2mm , mq4= 士 6.1mm , mq5= 士 6.1mm, mq6= 士 6.1mm隧道高程控制测量隧道高程控制既控制隧道的纵向贯通误差，相对横向贯通误差来说，隧道的纵向贯通误差容易控制些。为了满足设计要求士50m m（既中误差士25mm）,我们必须清楚影响纵向贯通误差的主要因素。 影响纵向贯通误差的 主要因素有：地面高程控制测量中误差 一mh1盾构出洞口处高程传递测量中误差

10、一 mh2地下高程点测量中误差一mh3盾构姿态高程定位测量中误差一mh4盾构机施工测量中误差一mh5盾构机进洞口洞中心高程测量中误差一 mh6地铁区间隧道高程贯通中误差一 mH同样设各种误差相互独立，根据各种误差对纵向贯通误差的不同影响， 采取误差不等分配原则，计算出各种测量误差的中误差，通过控制各项测 量误差的中误差来达到设计要求的纵向贯通误差。具体取值计算如下：mh1=m, mh2=2m, mh3=2m, mh4=m, mh5=m, mh6=2mmH = a/ mhi2+ mhi2 +mM2 +mM2 +mhi2 +mhi2= 3.9m贝卩 m= 25/3.9= 6.4mm,从而有：mq1

11、= 士 6.4mm, mq2= 士 12.8mmmq3= 士 12.8mm , mq4= 士 6.4mm , mq5= 士 6.4mm, mq6= 士 12.8mm3.1.5两阶段测量法第一阶段测量：隧道推进前100m，导线控制点的井口传递可由井上直 接传递到井下，由于传递边较短，且井上、井下高差较大，这对仪器的要 求较高，对控制长距离的隧道来说精度很难得到足够的保证，由于隧道刚 施工阶段，场地条件受限，无法实施更好的测量方案。利用此方法控制100m 的隧道精度还是毫无问题的。第二阶段测量：待隧道推进约 100米后，导线控制点可由井上传递到 车站的中层板，再由中层板传递到隧道内。这样不但可以拉

12、长井口传递边 的距离，也可使传递倾角大大减小（倾角小于规范要求的 30）。通过延吉 中路站黄兴路站区间隧道下行线两阶段测量方案的实施，效果良好。3.1.6盾构姿态测量盾构姿态测量是实时测量盾构机的现有状态，及时指导盾构机纠偏。盾构姿态测量是利用ET2电子经纬仪测量前、后横尺和竖尺的偏差来反 算盾首、盾尾的偏差，即实测角度与理论设计角度相比较，再根据公式推 算至盾首、盾尾。为避免复杂计算，进行程序化。这中间容易出现的问题 是理论里程和实际里程不一致，导致计算出的理论偏差不是当时盾首、盾 尾的偏差，为解决这一问题，需要我们经常复测里程。里程复测时，实际 上我们无法实测出管片的中心里程，通常只能测管

13、片的底部里程，这需要 我们根据所测该环的坡度来计算出中心里程，特别在坡度较大的情况下， 管片的底部里程和中心里程相差较大。另外，精确复测出里程后，也要根 据实际里程来调整三维坐标。这样计算出的盾构姿态才能较准确地反映当 时的盾构状况。3.1.7隧道管片的法面测量对于法国FCB 土压平衡盾构机来说，盾构机的内径为 6260mm,管片外 径为6200mm,即盾构机内径与管片外径间有 30mm的间隙。法面测量不准 或测量不及时，会出现管片安装困难、管片破碎、管片错缝的现象。因此 管片的法面测量也非常重要。管片的上下法面（俯仰度）相对好测一些， 可利用吊线锤的方法来解决；左右法面的测量可用反射片测出该

14、环管片左 右两边对称点坐标并计算出其实际方位角，与理论方位角比较，计算出左 右法面的偏差。另外，隧道平面曲线的特征点和隧道的纵断面的变坡点是 我们管片法面测量的重点。3.1.8 盾构施工测量（即“倒九环”测量）“倒九环”测量即是测量当班施工最终环号（包括该环）后九环的上 下、左右偏差。 我们通常用带水平气泡的 5m 长尺来测管片的左右偏差， 左 右偏差测量的方法是： 把 5m 长尺水平放置在所测环的大里程， 把经纬仪对 准后视水平度盘置零，然后瞄准长尺把水平度盘拨至根据事先计算好的理 论角度直接读出水平尺上的数值，即是该环的左右偏差。若读数在水平尺 中心右侧，则说明隧道偏左，反之则偏右。上下偏

15、差测量的方法是：放一 水准尺于所测环的大里程的底部，根据隧道内的高程控制点测出该环大里 程的高程，通过与设计高程比较得出该环管片的上下偏差。通过测量此偏 差，可以反映出管片的错缝情况、管片在盾构机内和出盾尾后的变化情况 以及管片最近两天的偏差变化情况。以便于及时调整注浆、推进速度等施 工参数。3.1.9隧道里程的测量 隧道的起始里程、旁通道里程、进洞里程和设计曲线的特征点是我们里程测量的重点隧道起始里程的确定可根据设计的旁通道里程减去旁通道前管片的长 度是理论上第一环管片的小里程，再减去负环的长度是我们反力架的法面 里程。由于受管片贴片、纠偏等因素的影响，我们从确定的起始里程推进至 旁通道的实际里程会与理论里程不一致，这需要我们在旁通道前要精确复 测里程，以保证旁通道的里程在设计要求范围内。根据已建地铁的推进经 验，每环管片会长出 0.81mm 。为保证盾构机安全进洞，进洞前需要精确复测里程，根据经验，应在盾构机大刀盘距连续墙500mm,即盾构机尖头靠到连续墙时，大刀盘停止转 动，且停止出土。若距连续墙太近，会对大刀盘造成损坏，若距连续墙过 远，盾构机进洞后，清土工作量是会大大增加。为保证推