地铁盾构法隧道施工测量技术【内容提要】本文结合广州市轨道交通三号线北延线区间3标段【同和站～永泰站区间】土建工程盾构隧道施工测量的实践，介绍了地铁盾构法隧道施工中的控制测量、联系测量、VMT导向系统、盾构姿态人工检测、管环监测等，其中VMT导向系统的应用和维护经验是本文的重点。
【关键词】盾构隧道测量技术
1.控制测量
1.1平面控制测量
1.1.1平面控制测量概述
地铁施工领域里平面控制网分两级布设，首级为GPS控制网，二级为精密导线控制网。施工前业主会提供一定数量的GPS点和精密导线点以满足施工单位的需要。施工单位需要做的是在业主给定的平面控制点上加密地面精密导线点，然后是为了向洞内投点定向而做联系测量，最后是在洞内为了保证隧道的精确掘进而做施工控制导线测量。不管是地面精密导线还是洞内施工控制导线都是精密导线测量，虽然边长不满足四等导线的要求，但是基本上是采用四等导线的技术要求施测，其中具体技术要求在《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》有规定。
1.1.2地面平面控制测量
在业主交接桩后，施工单位要马上对所交桩位进行复测。业主交桩数量有限，不一定能很好地满足施工的需要，所以经常要在业主所交桩的基础上加密精密导线点，以方便施工。特别是在盾构始发井附近，一定要保证有足够数量的控制点，不少于３个。其具体技术要求在《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》都有规定。
1.1.3洞内平面控制测量
洞内施工控制导线一般采用支导线的形式向里传递。但是支导线没有检核条件，很容易出错，所以最好采用双支导线的形式向前传递。然后在双支导线的前面连接起来，构成附合导线的形式，以便平定测量精度。洞内施工控制导线一般采用在管片最大跨度附近安装牵制对中托架，测量起来非常方便，且可以提高对中精度，还不影响洞内运输。强制对中托架尺寸形状要控制好，以便可以直接安装在管片的螺栓上面，不需要电钻打眼安装。由于盾构施工一般都是双线隧道错开50环左右掘进，如果错开环数很大，后面掘进的盾构机由于推力很大，会对前面另一个洞的导线点产生影响。特别是在左右线间距较小岩层很软时，影响很大，很容易导致测量出大错。还有就是如果在曲线隧道里，管片上的导线点间的边角关系经常受盾构机的推力和地质条件的影响，所以要经常复测。1.2高程控制测量
1.2.1高程控制测量概述
高程控制测量主要包括地面精密水准测量和高程传递测量及洞内精密水准测量，在广州地铁领域里的精密水准测量也就是城市二等水准测量。不管是地面还是洞内都采用的是城市二等水准测量。其技术要求在《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》有规定。
1.2.2地面高程控制测量
地面水准测量按城市二等水准的要求施测。
1.2.3洞内高程控制测量
洞内由于轨道上钢枕太多，轨道下的泥水经常盖到钢枕上来了，立尺很不方便，用水准仪配因钢尺测量非常麻烦。而采用全站仪三角高程测高差的办法传递高程就很方便，如下图1所示。当然此时一定要保证前后视的棱镜高要不变，由于不需要量仪器高，而是通过测量前后两个点的高差来传递高程，所以往返观测取平均值精度可以满足施工的需要。这在我们同泰区间左、右线都得到证实，同泰区间约1.5公里，高程贯通误差左线是8mm 、右线都在11mm 左右。 A B
圆棱镜
棱镜杆
圆棱镜棱镜杆
全站仪视线A
视线B
图1 全站仪三角高程测量传递高程
1.3联系测量
1.3.1定向测量
地铁施工规定，在任何贯通面上，地下测量控制网的贯通中误差，横向不超过±５０mm ，竖向不超过±２５mm 。联系测量主要有一井定向（联系三角形定向）、两井定向、铅垂仪陀螺经纬仪联合定向、导线定向四中方式，其中我们施工单位一般都没有陀螺经纬仪，所以很少采用铅垂仪陀螺经纬仪联合定向。用导线定向精度最好且最方便，但是用导线定向受始发井的长度和深度制约，一般也很少用。所以一般都采用一井定向（联系三角形定向）或两井定向，其中用两井定向受地面及洞内各种因素的制约要少，很方便，但是在同样的始发井长度和深度的情况下最好采用一井定向（联系三角形定向），这样有利于提高井下定向的精度。这在我们同泰盾构始发井的多次联系测量中得到证实。虽然一井定向（联系三角形定向）对场地要求较高，做起来也很麻烦，但是定向精度很有保证。联系测量向洞内投点时把点间距尽量拉大些，在始发井底板，最好投四个点，保证始发井两端都各有两个控制点。且尽量保证每次联系测量投点时都投在这四个点上。以便取多次联系测量的加权平均值作为最终的始发控制点坐标。定向联系测量示意图如下图2、图3所示。
图2 一井定向联系测量示意图
图3 两井定向联系测量示意图
1.3.2高程传递测量
向洞内传递高程一般采用悬挂钢尺的方法，一定要注意加温度和尺长改正，才能保证导入井下的水准点的精度。如果有斜井或通道，也可以用水准测量的方法向井下传递高程。如果全站仪的仰俯角不大的话还可以直接用全站仪三角高程测高差的办法传递高程。传递高程如下图4所示。
图4 钢尺导入法传递高程
2.导向系统
2.1导向系统介绍
2.1.1 VMT导向系统概述
在掘进隧道的过程中,为了避免隧道盾构机(TBM)发生意外的运动及方向的突然改变, 必须对TBM的位置和DTA(隧道设计轴线)的相对位置关系进行持续地监控测量。TBM能够按照设计路线精确地掘进，则对掘进各个方面都有好处（计划更精确，施工质量更高）。这就是TBM采用“导向系统”（SLS）的原因。德国VMT公司的SLS-T系统就是为此而开发，该系统为使TBM沿设计轴线（理论轴线）掘进提供所有重要的数据信息。SLS-T系统功能完美，操作简单。
2.1.2导向系统基本组成与功能
导向系统是由激光全站仪（TCA）、中央控制箱、ESL靶、黄盒子和计算机及掘进软件组成。其组成如下图5所示。
图5 导向系统组成
2.1.2.1全站仪(TCA)
具有伺服马达，可以自动照准目标和跟踪，并可发射激光束，主要用于后视定向，测量距离、水平角和竖直角，并将测量结果传输到计算机。
2.1.2.2 ESL靶
也称光靶板，是一台智能性型的传感器。ELS接收全站仪发射的激光束，测定水平和垂直方向的入射点。偏角由ELS上激光的入射角确认，坡度由该系统内的倾斜仪测量。ELS在盾构机体上的位置是确定的，即对TBM坐标系的位置是确定的。
2.1.2.3中央控制箱
主要的接口箱，它为黄盒子（继而为激光全站仪）及ELS靶提供电源。
2.1.2.4黄盒子
它主要为全站仪供电，保证全站仪工作和与计算机之间的通信和数据传输。
2.1.2.5计算机及掘进软件
SLS-T软件是自动导向系统数据处理和自动控制的核心，通过计算机分别与全站仪和ELS通信接收数据，盾构机在线路平、剖面上的位置计算出来后，以数字和图形在计算机上显示出来，如下图6所示。
图6 VMT导向系统盾构姿态显示
2.1.3导向基本原理
洞内控制导线是支持盾构机掘进导向定位的基础。激光全站仪安装在位于盾构机的右上侧管片上的拖架上，后视一基准点（后视靶棱镜）定位后。全站仪自动掉过方向来，收寻ELS靶， ELS接收入射的激光定向光束，即可获取激光站至ELS靶间的方位角、竖直角，通过ELS棱镜和激光全站仪就可以测量出激光站至ELS靶间的距离。TBM的仰俯角和滚动角通过ELS靶内的倾斜计来测定。ELS靶将各项测量数据传向主控计算机，计算机将所有测量数据汇总，就可以确定TBM在全球坐标系统中的精确位置。将前后两个参考点的三维坐标与事先输入计算机的DTA（隧道设计轴线）比较，就可以显示盾构机的姿态了。
2.2导向系统应用
2.2.1始发托架和反力架定位
盾构机初始状态主要决定于始发托架和反力架的安装，因此始发托架的定位在整个盾构施工测量过程中显得格外重要。盾构机在曲线段始发方式通常有两种：切线始发和割线始发，两种始发方式示意图如下图7所示。
图7 切线和割线始发示意图
始发托架的高程要比设计提高约1～5㎝，以消除盾构机入洞后“栽头”的影响。反力架的安装位置由始发托架来决定，反力架的支撑面要与隧道的中心轴线的法线平行，其倾角要与线路坡度保持一致。
2.2.2移站
2.2.2.1激光站人工移站
盾构机的掘进时的姿态控制是通过全站仪的实时测设ELS的坐标，反算出盾构机盾首、盾尾的实际三维坐标，通过比较实测三维坐标与DTA三维坐标，从而得出盾构姿态参数。随着盾构机的往前推进，每隔规定的距离就必须进行激光站的移站。激光站的支架用角钢和钢板做成可以安装在管片螺栓的托架形似, 托架的底板采用400mm×400mm×10mm钢板，底板中心焊上仪器连接螺栓,长1㎝。采取强制对中，减少仪器对中误差。托架安装位置在隧道右侧顶部不受行车的影响和破坏的地方。安装时，用水平尺大致调平托架底板后，将其固定好，然后可以安装前视棱镜或仪器。托架示意图如下图8所示。
图8 激光站的托架示意图
一般在后视靶托架即将脱出盾构机最后一节台车后进行，这样就可以直接站在盾构机上移站，不需要搭楼梯，既安全又方便。把前视棱镜安装在后视托架后，测量出棱镜中心到托架底板的高程，然后直接从下面的测站采用极坐标测量方式测出托架的三维坐标。然后在后视靶托架上设站，前视直接采用极坐标测量方式测出激光站托架的三维坐标。然后把后视棱镜安装在后视靶托架上，把激光全站仪安装在激光站托架上整平，把黄盒子固定好，给全站仪接上电源，手动把全站仪瞄准后视棱镜，瞄准的精度在±10㎝左右，然后把全站仪电源关闭。接着在主空室里，启动SLS-T，按“编辑器—F2”进入编辑器窗口，进入激光站编辑窗口，输入激光全站仪中心和后视靶棱镜中心的三维坐标。按“保存”键保存，然后关闭编辑器窗口。再按“定位—F5”键，给激光全站仪定位。定位完成后，再按“方位检查—F5”键，检查激光站和后视棱镜的坐标有没有错误。如果超限，将会显示差值，如果不超限，那么将不显示。最后再按“推进—F4”就完成了激光站的人工移站的全过程。
2.2.2.2激光站自动移站
VMT导向软件SLS—T有激光站自动移站功能，移站的过程除了托架和全站仪及后视棱镜的安装，其它测量工作都可以通过此功能完成。操作流程如下图9所示。
图9 激光站移站流程图
程序的启动及后续测量工作在主控室进行。此时SLS-T软件处于“管片拼装”状态，按功能键F3，关闭测量后，通过功能键“激光站移站—F6”来启动程序。在初始窗口中，按下按钮“测量开始—F2”，启动方位检测程序。方位检测被成功的执行后，显示检测结果，在得到理想的结果后，按下F2确认后方位检测的结果。在测定新激光站点坐标前，事先在信息输入窗口中输入如下信息：水平与垂直方向上偏移的近似值及新激光站点的大致里程；当前棱镜的高度及仪器的高度；新站点的点位编码。在信息输入窗口下，按下F2键启动程序。全站仪自动搜索到前视棱镜（即新激光站点）后，自动瞄准棱镜进行测量。屏幕显示计算出来的新激光站点坐标。在测定新激光站坐标时，为避免获得错误的数据，须遮盖住其他的反射棱镜。新激光站点的坐标测定后，将全站仪和后视棱镜转移到新的位置。全站仪和后视棱镜转移到新的位置后，主控室按功能键F2进行确认，新的信息窗口会显示新激光站点三维坐标，然后将新激光站点上的全站仪手动转向新的后视点即原先的激光站，按下F2，重新调整定位全站仪上的刻度。成功执行上述的步骤后，出现一新的信息窗口。通过按下F2功能键完成激光站移站程序。
2.2.2.3激光站的人工检查
在推进的过程中，可能会由于安装托架的管片出现沉降、位移或托架被碰动，使激光站点或后视靶的位置发生变化，从而全站仪测得错误的盾构机姿态信息。为了保证激光全站仪的准确定位，在SLS-T软件的状态为“推进”时，通过功能键F5对全站仪的定位进行检查，如果测得的后视靶的值超过了在编辑器中设定的限值时，需要对激光站进行人工检查。检查方法是利用洞内精密导线点对激光站点及后视靶点位置进行测量，重新确定两点的三维坐标。设站导线点尽量选择在右侧管片侧壁上的强制对中导线点，这样建测站时能够一次建站测算出两个点位的坐标，避免误差的积累。当不满足上述建站条件时，从隧道内主控制导线点引测至后视靶托架上，在托架上建立测站，测定激光站点的三维坐标。
2.3导向系统维护与检修
2.3.1导向系统维护
2.3.1.1 ELS靶
a.由于ELS靶的安装位置附近有注浆管，在注浆的过程中很容易被人碰到，而前面板是玻璃作成的，容易被破坏特别是ELS棱镜更是容易被工人碰动，在没有对ELS靶进行保护之前，我们的ELS 棱镜曾多次被工人碰掉，对掘进造成不小影响。后来我们在ELS靶的四周用4块木板保护起来后，就再也没有人碰掉ELS棱镜了；
b.ELS靶前面板保护屏要经常擦干净，防止激光接收靶接收的信号太弱；
c.ELS靶附近不能有强光，强光会使VMT姿态显示不正常。
2.3.1.2电缆
在前期我们按常规安装好导向系统传输电缆卷后，在盾构机向前推进的过程中，经常把传输电缆拉断。严重的时候，甚至把激光站托架都拉动，把黄盒子拉掉，还威胁到激光全站仪的安全，极大地破坏了导向系统。为了克服这个问题，我们采用了三种办法:
a.把在导向系统的传输电缆卷安装在激光站的前面，这样盾构机推进时，电缆一直是顺着拉；
b.在盾构机电缆经过的地方用安全网覆盖，把盾构机上的各个突起物盖住，防止勾断电缆；
c.通过加强平时的巡视，经常整理传输电缆。通过以上办法后，电缆再也没有被拉断过。
2.3.1.3激光站和黄盒子
a.在始发时，由于激光站托架是安装在竖井里面，激光全站仪和黄盒子容易被雨水淋湿，一定要加以保护；
b.在隧道里面时，由于工人冲洗管片时，容易被水浇湿，需要经常提醒掘进工人。激光全站仪和黄盒子要经常擦干净、凉干。
2.3.2导向系统故障处理
2.3.2.1 ELS靶
a.ELS靶的前面板被注浆的浆液覆盖，ELS靶接收到的激光信号不够强，导致不工作，处理办法是把前面板的覆盖物清理干净；
b.ELS靶的前面板附近有很强的光源，严重干扰了ELS靶对激光信号的接收，导致VMT显示不正常，处理办法是把光源移开；
c.ELS靶的温度太高，导致ELS靶不工作，处理办法是用湿毛巾冷敷ELS靶降温；
d.ELS靶和激光站之间空间被人或其他东西挡了，导致ELS靶接收不到激光信号，处理办法把障碍物移开，如果移不动，就移激光站，把激光站向前移到适当位置。
2.3.2.2激光全站仪
a.激光全站仪被水淋了，不能正常工作，处理办法是把全站仪卸下来，擦干净凉干；
b.全站仪的气泡偏了，VMT显示姿态偏差变大，处理办法是把全站仪再次整平，然后做一下全站仪方位检查，如果检查超限，就需要重新测定激光站的坐标，千万不要在不测定变动后的激光站坐标的情况下重新定位测量。这样只能误导VMT导向系统给出错误导向。如果检查未超限，就直接重新整平仪器，重新定位测量；
c.全站仪在定位时没有关掉全站仪的电源，定不了位，处理办法是把全站仪的电源关掉，重新启动定位程序；
d.全站仪找不到ELS靶，处理办法是首先看全站仪与ELS靶之间的空间有没有障碍物挡，如果有，将其移开。如果还收寻不到，就人工测量出激光站至ELS靶的方位，手动输入到激光站编辑器里的方位当前值里。
2.3.2.3电缆
电缆被拉断，导致不能传输数据或电流。处理办法是沿着线路一直排查，直到找到断裂出，把电缆接好。
3.盾构姿态人工检测
3.1盾构姿态人工检测概述
在盾构施工的过程中，为了保证导向系统的正确性和可靠性，在盾构机掘进一定的长度或时间之后，应通过洞内的独立导线独立的检测盾构机的姿态，即进行盾构姿态的人工检测。盾构施工中所用到的坐标系统有三种：全球坐标系统、 DTA坐标系、TBM坐标系。
3.2盾构机参考点的测量
在进行盾构机组装时，VMT公司的测量工程师就已经在盾体上布置了盾构姿态测量的参考点(共21个)，如下图10所示。并精确测定了各参考点在TBM坐标系中的三维坐标。我们在进行盾构姿态的人工检测时，可以直接利用VMT公司提供的相关数据来进行计算。其中盾体前参考点及后参考点是虚拟的，实际是不存在的)。
图10 S267盾构机参考点的布置
盾构姿态人工检测的测站位置选在盾构机第一节台车的连接桥上,此处通视条件非常理想,而且很好架设全站仪。只要在连接桥上的中部焊上一个全站仪的连接螺栓就可以了。测量时，应根据现场条件尽量使所选参考点之间连线距离大一些，以保证计算时的精度，最好保证左、中、右各测量一两个点，这样就可以提高测量计算的精度。例如在我们在选择S267盾构机的参考点时，即是选择的1、10、21三点作为盾构姿态人工检测的参考点。
3.3盾构姿态的计算
3.3.1盾构姿态的计算原理
由
三个点的三维坐标（xi, yi, zi）分别计算出LAB, LAC, LAD, LBC, LBD, LCD, 四面体中的六条边长，作为以后计算的初始值，在盾构机掘进过程中Li是不变的常量，通过对B、C、D三点的三维坐标测量来计算出A点的三维坐标。同理，B、C、D、E四点也构成一个四面体，相应地求得E 点的三维坐标。由A、E两点的三维坐标就能计算出盾构机刀盘中心的水平偏航，垂直偏航，由B、C、D三点的三维坐标就能确定盾构机的仰俯角和滚动角，从而达到检测盾构机姿态的目的。
3.3.2通过AutoCAD作图求解盾构姿态
通过几何解算盾构姿态方法的缺点是在内业计算时，如果用人工手算，其工作量相当大，而且难免出错，因此我们在进行解算时，是利用AutoCAD进行作图求解，相对于用几何方法解算，速度要快很多。其操作过程如下：
首先是把隧道中心线（三维坐标）通过建立CAD脚本文件输入CAD中，这个工作一个工地只要做一次。然后是把所测参考点1、10、21的坐标（三维）输入到CAD里面。分别以1、10、21为球心，以1、10、21到前点的距离为半径画球，求三个球的交集。用鼠标左键点击交集后的体，就可以找到两个端点，这两个端点到1、10、21的距离就分别等于1、10、21到前点的距离。然后根据盾构掘进的方向，舍去其中一个点。同样方法把后点在CAD里画出来。由于后点通过求交集的方法求出的两个端点距离很近，通过盾构机的掘进方向很南判断，于是通过前点到后点的距离是3.9491m 来判断。画出前后点的位置后，通过前后点向隧道中线做垂线，通过测量垂线在水平和垂直方向上
偏离值来求解盾构机前后点的姿态。盾构机的坡度=()%
100
/?
-L
Z
Z
后
前（L为盾体前后参考点连线长
度)。根据测量平差理论可知，实际测量时，需要观测至少4个点位以上，观测的参考点越多，多余观测就越多，因此计算的精度就越高。比较VMT导向系统测得的盾构姿态值和人工检测的盾构姿态值，其精度基本上能达到±5mm之内。盾构姿态CAD计算示意图如下图12所示。
1#
图12 盾构姿态CAD计算示意图
4.管环监测
4.1管环测量概述
由于在盾构掘进过程中，刚拼装的管环还没有来得及注入双液浆加固，因此还不稳定，经常发生管环位移现象。有时位移量很大，特别是上浮，位移量大常常引起管环限界超限。因为地铁施工中规定，拼装好的管环允许最大限界值是±10㎝。为了防止管环的侵限，我们首先是提高控制测量的精度外，其次是提高导线系统的精度，最后就是通过每天的管环测量，实测出管环的位移趋势，采取措施尽量减小位移量。当然，管环测量还起到复核导向系统的作用。
4.2管环测量方法
根据管环的内径是2.7m, 采用铝合金制作一铝合金尺,铝合金尺长3.8m（可根据实际情况调整长度）。在铝合金尺正中央，贴上一个反射贴片。根据管环、铝合金尺、反射贴片的尺寸，就可以计
算出实际上的管环中心与铝合金尺上反射贴片中心的高差。测量时，首先用水平尺把铝合金尺精确整平，然后用全站仪测量出铝合金尺上反射贴片中心的三维坐标，就可以推算出实际的管环中心的三维坐标。每次管环测量时，应重叠5环已经稳定了的管环，这样就可以消除测错的可能。管环监测如下图13所示，管环中心标高推算如下图14所示。
图13 管环测量示意图
图14 管环中心标高推算示意图
4.3管环姿态计算
管环测量时，把管环检测外业数据直接存储在全站仪的内存里。回到办公室后，通过徕卡测量办公室软件(Leica Survey –Office),将全站仪里面的管环测量外业数据下载，然后将其复制到
EXCLE 表格中编辑成CAD 认识的三维坐标，然后将三维坐标数据复制到记事本程序里面保存，文件的后缀名必须是.SCR ，如“管环检测外业数据.SCR ”。这样就把管环检测的外业数据编辑成了CAD 的画点脚本文件。通过CAD 的脚本功能，就很方便快节地在CAD 里面把点画出来。
打开AutoCAD ，在模型状态下（一定要关闭“对象捕捉”命令），打开菜单栏的“工具（T ）”选项，在下拉子菜单中选择“运行脚本（R …）”，或者在命令行中输入“.SCR ”，两种方式都是运行脚本，AutoCAD 便查找脚本文件。操作者找到要调用的脚本文件 “管环检测外业数据.SCR ” 后，直接打开它。AutoCAD 便自动把点画出来了。管环姿态计算如下图15所示。 678910隧道中心线(三维)
1
2345 图15 管环姿态计算示意图
点位画出来后，就可以在CAD 里通过查询命令直接量出管环的水平和垂直姿态了。通过以上管环的测量和计算方法，解决了管环检测数据量大，计算难，测量时间长的问题。大大提高管环检测的效率和准确度。
5.结束语
由于盾构机的VMT 导向系统必须有控制测量的支持才能运作，所以控制测量还是盾构隧道测量的基础。为了保证隧道的顺利贯通，我们首先要做好控制测量，然后就是保证导向系统的正常运行，定期对盾构姿态进行人工检测，保证导向系统的正确可靠。加强管环姿态检测，及时发现管环的位移趋势，防止管环安装侵限。加强管环姿态的检测同时也是对导向系统的复核。由于笔者才疏学浅，文中难免有不周全之处，恳请各位提出批评与建议。
【参考文献】
《TBM 制导系统SLS-T 用户操作手册》（2003） VMT Gmbh
《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》 首都规划建设委员会办公室 中国计划出版社 2007年版
地铁盾构法隧道施工技 术方案 标准化工作室编码[XX968T-XX89628-XJ668-XT689N]
地铁盾构法隧道施工技术方案
地铁盾构法隧道施工技术方案 1.施工流程图 1.1盾构法隧道施工流程图 图1盾构隧道施工流程图 1.2盾构始发流程图 图2 始发流程 图 2.盾构机下井 盾构机从盾构工作井吊入，每台盾构机本身自重约200t ，分解为 5 块，最大块重约60t 。综合考虑吊机的起吊 能力和工作半径，安排1 台200t 和一台40t 汽车吊机进行吊入任务。盾构机下井拼装顺序见图3。 图3盾构机下井拼装示意图 在吊入盾构机之前，依次完成以下几项工作： 1.将测量控制点从地面引到井下底板上； 2.铺设后续台车轨道； 3.依次吊入后续台车并安放在轨道上； 4.安装始发推进反力架，盾构管片反力架示意图见图4； 5.安装盾构机始发托架，盾构始发托架示意图见图5。 图4盾构管片反力架示意图 掘进
图5 盾构始发托架示意图 3.盾构机安装调试 3.1盾构机的安装主要工作 1.盾构机各组成块的连接； 2.盾构机与后续设备及后续台车之间各种线路、管线和机械结构的连接。 3.盾构机内管片安装器、螺旋输送器、保园器的安装； 4.台车顶部皮带机及风道管的连接； 5.刀盘上各种刀具的安装。 3.2盾构机的检测调试主要内容 1.刀盘转动情况：转速、正反转； 2.刀盘上刀具：安装牢固性、超挖刀伸缩； 3.铰接千斤顶的工作情况：左、右伸缩； 4.推进千斤顶的工作情况：伸长和收缩； 5.管片安装器：转动、平移、伸缩； 6.保园器：平移、伸缩； 7.油泵及油压管路； 8.润滑系统； 9.冷却系统； 10.过滤装置； 11.配电系统； 12.操作控制盘上各项开关装置、各种显示仪表及各种故障显示灯的工作情况。 盾构机在完成了上述各项目的检测和调试后（具体应遵照盾构机制造厂家提供的操作手册进行），即可判定该盾构机已具备工作能力。 4.盾构进洞 1.盾构进洞前50 环进行贯通测量，以确定盾构机的实际位置和姿态。此后的掘进不允许有大的偏差发生，逐渐按偏差方位调整盾构机姿态和位置，满足盾构进洞尺寸要求。这一调整应在盾构刀盘进入洞前加固土前完成，以避免盾构进洞发生意外。
地铁盾构施工技术试题 （含选择题80道，填空题25道，简答题10道） 一、选择题：（共80题） 1、刚性挡土墙在外力作用下向填土一侧移动，使墙后土体向上挤出隆起, 则作用在墙上的水平压力称为（）。 A. 水平推力 B.主动土压力C .被动土压力 2、混凝土配合比设计要经过四个步骤，其中在施工配合比设计阶段进行 配合比调整并提出施工配合比的依据是（）。 A.实测砂石含水率 B .配制强度和设计强度间关系 C.施工条件差异和变化及材料质量的可能波动 3、盾构掘进控制“四要素”是指（）。 A .始发控制、初始掘进控制、正常掘进控制、到达控制 B .开挖控制、一次衬砌控制、线形控制、注浆控制 C.安全控制、质量控制、进度控制、成本控制 4、盾构施工中，（）保持正面土体稳定 A .可 B .易C.必须 5、土压平衡盾构施工时，控制开挖面变形的主要措施是控制：（） A .出土量 B .土仓压力 C .泥水压力 6、开挖面稳定与土压的变形之间的关系，正确的描述是：（） A .土压变动大，开挖面易稳定
B .土压变动小，开挖面易稳定 C. 土压变动小，开挖面不稳定 7、土压平衡式盾构排土量控制我国目前多采用（）方法 A.重量控制 B.容积控制 C.监测运土车 8、隧道管片中不包含（）管片 A. A型 B. B型C . C型 9、拼装隧道管片时，盾构千斤顶应（） A .同时全部缩回 B .先缩回上半部C.随管片拼装分别缩回 10、向隧道管片与洞体之间间隙注浆的主要目的是（） A .抑制隧道周边地层松弛，防止地层变形 B .使管片环及早安定，千斤顶推力能平滑地向地层传递 C.使作用于管片的土压力均匀，减小管片应力和管片变形，盾构的方 向容易控制 11、多采用后方注浆方式的场合是：（） A .盾构直径大的 B .在砂石土中掘进 C.在自稳性好的软岩中掘进 12、当二次注浆是以（）为目的，多采用化学浆液。 A .补足一次注浆未填充的部分 B .填充由浆液收缩引起的空隙
关于地铁盾构隧道工程测量技术分析张德明 发表时间：2018-04-08T17:00:21.050Z 来源：《基层建设》2017年第36期作者：张德明 [导读] 摘要：地铁工程的测量师建设与地下表面项目建筑的测量工作，关键是地下施工运营、地下勘察设计等每一个阶段的测量工作。 中国水利水电第八工程局有限公司湖南长沙 410000 摘要：地铁工程的测量师建设与地下表面项目建筑的测量工作，关键是地下施工运营、地下勘察设计等每一个阶段的测量工作。盾构隧道施工测量技术的任务就是在规定的时间之内与误差之内确保项目的正常实施，确保项目能够依照施工设计完成。本文结合笔者多年从事地铁建设工作的有关经验，以盾构隧道测量技术为对象，分别从盾构隧道概述、贯通误差介绍、贯通误差测量和盾构隧道测量程序这4个方面实施了探讨。 关键词：地铁盾构；隧道测量；误差；贯通 引言： 在城市轨道迅速发展的今天，尤其是在盾构法隧道机内台车狭小的空间里，既要满足施工过程中运输材料，又要经常性对盾构姿态实施人工测量。而盾构法施工中的测量工作，是保证项目施工安全、质量、高效的一项关键的保证工作。 1、盾构隧道概述 盾构法是隧道施工使用的一项综合性施工技术，它是把隧道的定向掘进、运输、衬砌、安装等各类工种组合成一体的施工技术。其工作深度能够很深，不受地面建筑与交通的影响，机械化与自动化程度非常高，是一种先进的土层隧道施工技术，普遍用于城市地下铁道，越江隧道等项目的施工中。盾构施工测量关键是控制盾构的部位与推进方向。运用洞内导线点测定盾构的部位，用激光全站仪或者激光定向仪指示推进方向，用千斤顶编组施以不一样的推力，实施纠偏，就是调整盾构的部位与推进方向。 盾构法隧道施工中，需要测量的关键工作包含下面几点。（1）地面控制措施：建设平面与地面高程控制网，（2）地面坐标接触测量，方向与高度到地面，修建地下统一坐标体系接地；（3）地下控制测量：包含地下平面与高程控制（4）测量隧道施工放样依据隧道设计，引导线与开挖与高程测量。 2、隧道工程贯通测量介绍 隧道贯通测量是检核测量工作质量，也是地铁隧道项目质量控制的重点，隧道贯通前约200米左右施工测量的次数要增加，并实施洞内控制导线的全线复测，直到确保隧道贯通。 隧道施工中与贯通后的测量是贯通测量，包含平面贯通测量与高程贯通测量。平面贯通测量是测定现实的横向与纵向贯通误差，测量方法随洞内控制的方式而异：对于使用中线法施工的隧道贯通以后，要从相向测量的2个方向各自向贯通面延伸中线，并各钉一临时桩，量取两桩之间的间距，就能得到隧道的现实横向贯通误差，两临时桩的里程之差就是隧道的现实纵向贯通误差；使用单导线作为洞内控制时，贯通以后在贯通面上钉一临时桩，从相向测量的2个方向各自向临时桩实施支导线测量，临时桩点的平面坐标要分别测取，把两组坐标的差值分别投影到贯通面上与隧道中线上，则贯通面上的投影就是横向贯通误差，在中线上的投影就是纵向贯通误差。其他种类的控制图形能根据现实状况设计适合的方法。 高程贯通测量是测定现实的竖向贯通误差，一般使用水准测量方法，从隧道两端洞口周围的水准点开始，各自向洞内实施，把贯通面上同一点的高程分别测出，即得到这点的两个高程之差。 3、对影响盾构隧道贯通误差来源的解决方案 3.1合理优化水平控制网，提高地面控制测量精度 对于地面控制测量引进的横向误差，相对有效的方法是对网形实施合理的优化。在项目控制网的技术设计中，第一要思考的是精度指标，第二才是网的费用指标。盾构隧道项目的控制网，是由业主提供的，而在业主提供的控制中，因为在布控时思考和随着四周环境的改变与应用的仪器不一样等，施工单位在应用业主供应的控制网时，通常都要对网点实施增设加密，产生有利的闭合检核条件，从而确保地面控制网的精度指标。 3.2应用几种测量方法，使竖井联系测量误差减小 盾构始发井与接收井处竖井联系测量，之前由于思考多是短边传递坐标方位角，在标准中联系测量为±20mm的允许误差。而盾构隧道设计要求隧道应为±50mm的最终贯通误差。这时竖井联系测量误差所占整个隧道的贯通误差的比例就相对大。所以，一定要提高竖井联系测量的精度，才可以更加有利于确保隧道内导线的精度。现在相对有效的方法是在竖井处的联系测量应用红外线铅垂仪竖井投点、吊钢丝测量联系三角形与增设陀螺定向。尽管几种方法的工作量与成本都比短边直接传递要大很多，可是几种方法都比短边直接传递的精度要高，更有利于确保隧道内导线传递的精度与隧道最后的贯通技术指标要求。 3.3使用不一样的方法，精测盾构隧道洞门钢环中心坐标 有关盾构隧道的始发井与接收井门洞，俗称之为进洞出洞。对于盾构进出洞洞门，现在长三角地区定义为：出洞为盾构始发井处洞门，进洞为盾构接收井处洞门，由于其关键是把竖井看作洞来说。其他区域对于隧道进出洞的定义或许有异，在这不作多述。 对于盾构进出洞洞门钢环中心坐标的测量，相对直接的方法是钢环分中法，可以相对快的把圆心测出洞门中心坐标找出。还能测量钢环圆弧上几个点的坐标实施拟合求出圆心坐标，用两种测量方法实施比较，既可以互相复核测量成果，也能提升洞门中心坐标成果的精度。 4、盾构隧道测量步骤 4.1 高程放样 在盾构隧道的断面测量中高程放样在部分需要测量的断面中的隧道管片中，放样出详细的部位，高程放样通常放置在离轨面一定距离的部位。盾构隧道施工中，在数据采集的时候，需要依据资料把需要测量的桩面放样出来，并标记清楚，把现实的高程记录下来，记录下来现实高程与路线方向和中桩的关系，最关键的是中桩的右侧、左侧与中桩的间距。 等测断面中桩或边桩放样完成后，在刚刚放样并标记的待测断面的中桩或边桩上放置全站仪，对中调平，进入全站仪里的测量流程，首先把工作名输入--文件名最好是测量日期，这样方便内业处理时要处理的断面在电脑上快速找到；之后设站，要注意每一个站名只可以测一个断面，像测K10+200右洞，则测站能设为Y10200；量取而且把仪器高度输入，接下来输入这点X、Y、Z坐标，X-指该点和中桩的偏移
地铁隧道盾构法施工中的地面沉降问题探析 摘要：随着我国经济的高速发展，我国地铁高速发展，盾构法具有不影响地面 交通、对周围建(构)筑物影响小、适应复杂地质条件、施工速度快等众多优点而 在地铁工程建设中广泛应用。但盾构法隧道工程是在岩土体内部进行的,无论其埋深大小,开挖施工都不可避免地会对周围土层产生扰动,从而引起地面沉降(或隆起),危机邻近建筑物或地下管道等设施的安全。因此,施工能产生多大的沉降或隆起, 会不会影响相邻建筑物的安全,是地铁隧道盾构施工中最关键的问题。要在地铁工程施工前对工程可能引起的地面沉降问题有所估计,就首先需要了解盾构法施工引起的地面沉降的一般规律和机理,进而提出相应的安全判别标准和控制原则,达到 事先防控的目的。 关键词：地铁隧道；盾构法；地面沉降 引言 随着城市交通事业的高速发展，在地铁施工中盾构施工最为普遍，地铁施工引发的地面 沉降问题逐渐受到了人们的重视，怎样对盾构施工中的地面沉降问题进行合理的预测和防范，成为了地铁盾构施工亟需解决的重要问题。本文主要阐述了有关地铁隧道盾构法施工中的地 面沉降问题研究。 1地铁隧道盾构施工引起地面沉降主要影响因素分析 1.1覆土厚度H和盾构外径D的影响 在地铁施工过程中隧道盾构技术非常重要，盾构外径越大,由盾构施工引起的单位长度的 地层损失就越大,在相同地面沉降槽宽度下,最大地面沉降也随着增大;而隧道覆土厚度越大,则 最大地面沉降值就会越小,但地面沉降槽宽度会越大。最大地面沉降随覆土厚度H与盾构外径 D的比值即H/D的增大而减小。 1.2盾构到达时的地层沉降,开挖面前的沉降或隆起 在地铁隧道施工过程中，沉降是非常重要的，自开挖面距观测点约3m-10m时起,直至开 挖面位于观测点正下方之间所产生的隆起或沉降现象。实际施工过程中设定的盾构土压舱压 力很难与开挖面土体原有土压力达到完全的平衡,多因土体应力释放或盾构反向土仓压力引起 的土层塑性变形所引起。 1.3盾构穿越土层性质 隧道开挖在软土层中，主要的土层性质有砂质粉土、淤泥质粘性土、砂土层以在不同的 土层穿越中对地面沉降也有不同的影响。在保持其他工艺条件都不变的情况下，穿越砂土层 相对于黏土层来说，其沉降槽宽度的系数也更小，因此沉降量也是最大的。设地层损失率为2%，盾构埋深为 10m，盾构半径为 3.2m，计算分析穿越不同土层的宽度系数与沉降量的关系。通过计算分析后可知，在穿越不同土质时地面沉降效应也不同，穿越黏土时的沉降槽宽 系数最大，对地面沉降影响的范围也最大，穿越砂质粉土层，宽度系数比黏土层小，沉降量 显著，在穿越砂土地面时沉降量最大。 1.4盾尾间隙沉降 隧道施工过程中，地表沉降是由于地铁盾尾通过测点后产生的,一般的范围约在后尾通过 测点后0-20m范围。由于盾构外径大于管片外径,管片外壁与周围土体间存在空隙,往往因注 浆不及时和注浆量不足,管片周围土体向空隙涌入,造成土层应力释放而引起地表变形,这一期 间的地表沉降约占总沉降的40%-45%。 2盾构隧道的地面沉降机理 在盾构隧道施工开挖的过程中，地面沉降是由于面的附加应力、应力释放等引起地层产 生的弹塑性变形。隧道施工所引起的地面沉降,主要包括开挖卸载时开挖面周围土体向隧道内 涌入所引起的地面沉降,支护结构背后的空隙闭合所引起的地面沉降,管片衬砌结构本身变形 所引起的地面沉降以及隧道结构因整体下沉所引起的地面沉降,可称为开挖地面沉降。盾构法 隧道在施工期的地面沉降可认为主要由开挖沉降、固结沉降和次固结沉降组成,而次固结沉降
浅谈地铁盾构隧道施工测量技术 发表时间：2019-01-21T15:41:47.030Z 来源：《建筑模拟》2018年第31期作者：宁安平杨兴元 [导读] 近年来，随着我国经济的快速发展以及城镇化进程的加快，城市人口不断增加，城市交通拥堵问题越来越突出，因此发展城市轨道交通、缓解紧张的交通运输压力也日益成为各大城市迫切需要解决的问题。 宁安平杨兴元 中国水利水电第四工程局有限公司测绘中心青海西宁 810007 摘要：近年来，随着我国经济的快速发展以及城镇化进程的加快，城市人口不断增加，城市交通拥堵问题越来越突出，因此发展城市轨道交通、缓解紧张的交通运输压力也日益成为各大城市迫切需要解决的问题。与其他交通形式相比，地铁以运量大、快速、准时、节能环保及安全舒适等特点受到了各大中型城市的青睐，也逐渐成为城市展示经济实力、城市化建设程度以及高新技术应用的重要标志。 关键词：地铁盾构；隧道施工；测量技术 盾构法施工是一种先进的隧道施工技术，与其他施工技术相比较，盾构施工引起的地表沉降较小，对施工现场周围环境的影响小，是目前地铁隧道施工中最安全有效也是应用最广泛的施工方法。本文结合某市地铁隧道盾构施工测量工作的具体问题和实际做法，总结出了某市地铁盾构施工建设各个阶段测量工作的要点，提出了一种适用于某市地铁盾构施工的的测量流程，以便为某市后续线路的建设提供测量依据，并且也能为其他地区和单位的地铁盾构施工测量管理提供一个有价值的参考。 一、盾构施工测量简介 盾构隧道施工测量是指为盾构掘进施工和管片拼装符合设计要求而进行的测量工作。盾构施工测量工作主要内容包括地面控制测量、联系测量、地下控制测量、和贯通测量等。 二、盾构施工测量 1、设计数据的复核 工程准备开工时，应进行图纸会审。图纸会审时，测量人员应根据图纸线路参数对盾构掘进轴线（隧道中线）三维坐标进行计算，计算资料必须做到两人独立计算复核，必要时经过第三者计算复核或用不同的方法进行计算复核，对比检查，自检合格后报监理单位及第三方控制测量单位复核，经多方确认的盾构轴线坐标数据由相关方各执一份，作为以后施工过程轴线偏位检查的重要依据。 2、盾构设计数据的导入验收 盾构施工隧道中线坐标进行计算完成之后，土建施工单位要将计算得到的数据导入到盾构机导向系统，这个过程要求业主、土建施工单位、监理单位和第三方控制测量单位共同参与，验收无误后要求各方签字确认，并且拍照留存。 3、地面控制测量 轨道交通平面控制测量，一般分为三级。首级控制网通常是整个轨道交通线路网的平面控制网，是整个城市的轨道交通线路网的控制骨架，二级平面控制网一般为某条线路的平面控制网，三级控制网是在施工过程中根据二级平面控制网形成的精密导线。高程控制测量一般分两个等级布设，一等高程控制网主要是某城市中某条线路的高程控制网，二等高程控制网是施工水准网的基础和起算依据。 地面平面控制测量：为方便施工，在一、二级平面控制网的基础上加密布设精密导线。精密导线一般采用附合导线、闭合导线或节点导线形式。地面导线平均边长宜在350米左右，精密导线相邻边的短边和长边的比例不宜过小，不宜小于1：2，且个别短边不应小于100米。精密导线外业观测应满足《城市轨道交通工程测量规范》中相应的技术要求。精密导线网应整体严密平差，平差计算前将观测边长进行高程归化和投影改化。并分段进行单导线平差验算。 地面高程控制测量：二等高程控制网沿轨道交通线路两侧布设，一般采用附合线路、闭合线路或节点网形式进行布设，水准点平均间距应小于2KM。水准测量外业观测应按照二等水准测量观测技术要求进行。高程控制网的内业数据处理必须采用严密平差，在处理过程中应注意每千米高差中数偶然中误差、高差中数全中误差及最弱点高程中误差。水准路线按测段往返测高差中数偶然中误差MΔ；MΔ按下列公式计算： 式中MΔ—— 每千米高差中数偶然中误差（mm）； L ——水准测量的测段长度（km）； Δ——水准路线测段往返高差不符值（mm）； n ——往返测水准路线的测段数。 当附合路线和水准环多于20个时，每千米水准测量高差中数全中误差应按下式计算： 式中MW—— 每千米高差中数全中误差（mm）； W——附合线路或环线闭合差（mm）； L——计算附合线路或环线闭合差时的相应路线长度（km）； N——附合线路和闭合线路的条数。 4、始发托架的定位 在盾构机始发托架安装前，利用联系测量引至井下控制点精确定位始发托架中心线，一般采用全站仪极坐标法现场放样。特别注意因盾构机是以隧道设计中心线为参考依据掘进的，托架中心一般由施工单位依据隧道中心线和洞门钢环实际中心自行设计托架中心线。始发托架放样时，如果在直线段（或大半径曲线段）始发时，托架前端和后端中心形成的直线应和设计线路（或线路对应的托架前端和后端位
浅论上海地铁盾构法施工的隧道后期变形 摘要文章以上海市轨道交通M8线淮海路站～复兴路站区间隧道的施工为例，对引起隧道施工后期变形的多种因素进行分析，并阐述了防治措施。 关键词盾构法隧道后期变形影响因素防治措施 1 概述 在上海地铁隧道施工过程中，经常发现已拼装成环的隧道在刚离开盾尾或脱离盾尾3～4环后，就发生环面不平整现象，即D块管片滞后于B1、B2块管片，B1、B2块管片滞后于L1、L2块管片，从而产生管片角部碎裂，影响隧道的施工质量。 通过对环缝错位现象的分析，认为这种现象是由于成环管片在出盾尾后发生了隧道的后期变形（上浮或沉降）而导致的。以上海轨道交通M8线复兴路站～淮海路站区间隧道施工的有关数据为依据，阐述影响隧道后期变形的各种因素，并介绍相应的防治措施。 2 工程概况 上海轨道交通M8线复兴路站～淮海路站区间隧道起始于复兴路站北端头井，止于淮海路站南端头井，推进里程为SK20+236.595～SK19+409.846，全长826.749 m,在SK19+785.640处设有1条联络通道。土压平衡盾构机由复兴路站北端头井下井，出洞后上行线沿西藏南路往北推进，途径自忠路、方浜路、浏河路、会稽路、寿宁路、桃源路、淮海路，穿越众多管线后到淮海路站南端头井。盾构机在淮海路站端头井内调头后，下行线沿西藏南路往南推进到复兴路站北端头井（见图1）。 图1 区间隧道示意图 3 工程地质 工程地质是影响隧道后期变形的主要因素之一。 本工程隧道穿越的土层为④淤泥质粘土层、⑤1粉质粘土层，各土层性能指标及特征见表1。
4 影响隧道后期变形的主要原因及分析 4.1 设计轴线 复兴路站～淮海路站区间隧道最大坡度为-11.675‰，隧道顶覆土厚9.0～16.3 m。上、下行线隧道推 进竖向轴线坡度见表2。
地铁隧道盾构法施工 导语：盾构法施工是一种机械化和自动化程度较高的隧道掘进施工方法，从20世纪60年代开始，西方发达国家大量将这种技术应用于城市地铁和大型城市排水隧道施工。我国近年来也开始在城市地铁隧道、越江越海隧道、取排水隧道施工中采用此项技术，以替代原来落后的开槽明挖或浅埋暗挖等劳动密集型施工方法。 关键词：地铁盾构施工盾构施工技术盾构施工测量点击进入VIP充值通道 地铁盾构机分类及组成 地铁盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥浆式，土压平衡式等不同类型。盾构机主要由开挖系统、推进系统排土系统管片拼装系统、油压、电气、控制系统、资态控制装置、导向系统、壁后注浆装置、后方台车、集中润滑装置、超前钻机及预注浆、铰接装置、通风装置、土碴改良装置及其他一些重要装置如盾壳、稳定翼、人闸等组成。海瑞克公司在广州地铁使用的典型土压平衡式盾构机为主机结构（盾体及刀盘结构）断面形状：圆形、用钢板成型制成，材料为：S335J2G3。主要由已下部分构成：刀盘、主轴承、前体、中体、推进油缸、
铰接油缸、盾尾、管片安装机。主机外形尺寸：7565mm（L）Ｘ6250（前体）Ｘ6240（中体）Ｘ6230（盾尾）。 ①压缩空气式盾构 1886 年Greatbhad 首次在盾构掘进隧道中引了这种工法,该工法利用压缩空气使整个盾构都防止地下水的侵入, 它可在游离水体下或地下水位下运作。其工作原理是利用用压缩空气来平衡水压和土压。传统的压缩空气式盾构要求在隧道工作面和止水隧道之间封闭一个相对较大的工作腔,大部分工人经常处于压缩空气下, 这会对掘进隧道和衬砌造成干扰,为了解决这些问题,又出现了用无压工作腔及全断面开挖的压缩空气式盾构和带有无压工作腔及部分断面开挖的压缩空气式盾构等。 ②土压平衡式盾构 20 世纪70 年代日本就开发土压平衡式盾构,不用辅助的支撑介质,切割轮开挖出的材料可作为支撑介质。该法用旋转的刀盘开挖地层,挖下的渣料通过切割轮的开口被压入开挖腔,然后在开挖腔内与塑性土浆混合。推力由压力舱壁传递到土浆上。当开挖腔内的土浆不再被当地的土和水压固化时就达到平衡。如果土浆的支撑压增大超过了平衡,开挖腔的土浆和在工作面的地层将进一步固化。与泥浆式盾构相比优点在于:无分离设备在淤泥或粘土地层中使用,覆盖层浅时无贯穿浆化的支撑泥浆泄露的危险。 ③泥浆式盾构 1912 年,Grauel 首次建造了泥浆式盾构。该法可以适用于各种松
地铁盾构法隧道施工技术方案
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1.2盾构始发流程图 图2始发流程图 2.盾构机下井 盾构机从盾构工作井吊入，每台盾构机本身自重约 200t ，分解为5块，最 大块重约60t 。综合考虑吊机的起吊能力和工作半径，安排 1台200t 和一台 40t 汽车吊机进行吊入任务。盾构机下井拼装顺序见图 3。 始 发 准 备 拆 除 临 时 墙 掘 进
图3盾构机下井拼装示意图 在吊入盾构机之前，依次完成以下几项工作： 1.将测量控制点从地面引到井下底板上； 2.铺设后续台车轨道； 3.依次吊入后续台车并安放在轨道上； 4.安装始发推进反力架，盾构管片反力架示意图见图4; 5.安装盾构机始发托架，盾构始发托架示意图见图5。
8储口F诧 5*注腿諜 >—￡ L27KW 图4盾构管片反力架示意图 3盾构机安装调试 3.1盾构机的安装主要工作 1?盾构机各组成块的连接； 2.盾构机与后续设备及后续台车之间各种线路、管线和机械结构的连接 3.盾构机内管片安装器、螺旋输送器、保园器的安装； 4?台车顶部皮带机及风道管的连接； 5?刀盘上各种刀具的安装。 3.2盾构机的检测调试主要内容 1?刀盘转动情况：转速、正反转； 2?刀盘上刀具：安装牢固性、超挖刀伸缩； 3.铰接千斤顶的工作情况：左、右伸缩；
地铁盾构隧道施工技术现状 发表时间：2019-04-26T15:54:01.173Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第36期作者：张磊翟宝伶[导读] 利用盾构法进行地铁工程建设有利于进行隧道挖掘，而隧道挖掘工作是地铁工程建设中最重要的内容。天津国际工程建设监理公司天津市 300191 摘要：随着我国私家车数量的不断增多，交通拥堵已成为城市发展难题之一，空气质量也受之影响，在一定程度上阻碍了社会的发展。在低碳环保，科学发展观的践行之下，必须行，绿色出行为前提下，乘坐公共交通地铁的出行为交通拥堵疏解了巨大的压力。截止目前，我国的很多城市都已经有了正式的轨道交通，并且各种线路在逐渐的发展和扩大，地铁轨道的运行在我国有了很大的突破和进步，取得了很大的成绩，对于社会的发展具有很强的推动作用。地铁轨道的优点较多，例如地下轨道交通快捷，节约资源，对环境破坏较小，以及可以抵抗自然风雪的伤害，安全舒适。当然地铁的运行离不开地下隧道，盾构法作为地铁工程建设的常用方法，在地铁工程建设中发挥了至关重要的作用。利用盾构法进行地铁工程建设有利于进行隧道挖掘，而隧道挖掘工作是地铁工程建设中最重要的内容。 关键词：地铁；盾构；隧道；施工技术 1盾构的分类 盾构机按其适用的地质情况不同主要分为泥水式盾构机、土压平衡式盾构机等类型。下面简单介绍通用的两种：泥水盾构机是在盾构机前面设置挡板，与刀盘泥浆槽之间形成稳定的开挖面，泥土进入泥浆仓内，形成一个不透水的薄膜在掌子面以此为张力来保持水压力，与开挖面的土压和水压之和保持平衡。挖出的土泥以泥浆的方式运输到地面，然后泥浆和水通过处理设备将泥土分离出来，分离出来的泥水经过处理后再循环利用到开挖中。 土压平衡盾构机是当盾构机向前推时，通过前面刀盘旋转切削土体切下来的土被运到土仓。当土仓被削下来的土填满时，被动土压力与开挖面上的土压和水压力之和保持平衡，因此实现掌子面平衡。 2盾构法施工的原理 盾构法开挖隧道本质上就是在盾构机开挖的过程中同步进行管片的拼装和盾尾注入浆体。根据开挖面所处的土层条件等状况，选择相应的盾构机机型。现在常见的形式包括密闭式、敞开式、土压式、泥水式等类型的盾构机。盾构机开挖隧道的施工过程：1.在隧道两端各建造一个盾构工作井：2.在两端的工作井处分别安装盾构设备；3.当盾构区间较长时宜进行设置中间维修井并在起始工作井处由千斤顶来提供推力使盾构机从开孔位置顶出；4.盾构机进行掘进时是根据设计位置来开挖并在开挖过程中管片安装和土体的排出同步进行；5.对盾尾的注浆必须及时用以固定衬砌管片的位置和减小土体的变形。盾构机在开挖的整体流程下存在的重要技术分为四块：1刀盘切入土层过程2开挖土层过程3盾构时管片衬砌的安装过程和最后的盾尾同步注浆过程。 （a）切入土层：盾构顶推力的大小是由本身存在的千斤顶来进行支持，当盾构的切口环进入到土体所顶进的长度和千斤顶所顶进的距离相对等。 （b）土体开挖：相对应地区的地质特性和机械的类型不同所进行的开挖方式也会有着千差万别。具体开挖方式有：网格式机械切削式敞开式和挤压式等开挖方式。 （c）衬砌拼装：在地质情况或承载力较小时一般会使用衬砌管片预制拼接来施工，同时根据设计要求存在其他的衬砌施工方法例如现浇式和复合式。 （d）盾尾同步注浆：在实际盾构开挖过程中盾构机开挖出的洞口大小比要拼接管片外径还要大一些，所以在盾构继续开挖时前期拼装好的管片会受到周围围岩作用并在盾尾通过后形成盾尾空隙。这种空隙在盾构施工中是一种十分严重的问题，如果没有对空隙及时的进行填充就会严重影响到管片的整体安全性。 3盾构隧道工程施工工艺 3.1盾构机进出洞时作业控制 地铁工程施工人员在进行盾构机的进出洞操作时，必须对作业、操作进行严格控制。利用盾构机挖掘隧道，必然会涉及到盾构机的进出洞，而这一过程的作业控制直接关系到盾构法的施工质量。如果盾构机进出洞操作出现问题，则整个地铁工程建设都有可能失败。为此，施工人员必须充分重视盾构机的进出洞作业控制。通常情况下，盾构机首先进行进洞作业，而后再进行出洞作业。在盾构机进行进洞作业之前，施工人员必须明确地铁隧道的作业路线，避免出现较大的轴线误差。同时，施工人员还应仔细勘察施工路线周围的环境，根据实际情况进行具体的操作。如果存在威胁盾构机施工作业的潜在因素，则必须在作业前制定好预防措施以及应急措施，避免在施工过程中出现重大事故，干扰盾构机的顺利施工。在进行盾构机的出洞作业前，施工人员需彻底审查各项工作，避免存在漏洞影响出洞作业。 3.2盾构机挖掘施工时作业控制 盾构机的挖掘作业是地铁施工盾构法的主要工作，此项作业在地铁工程建设的盾构施工中具有十分重要的作用。在盾构机进行挖掘施工的过程中，应尽量避免挖掘施工对周边土层产生较大影响，以保证开挖土层的稳定性。要减少盾构机挖掘施工对周边土层稳定性产生的影响，施工人员必须在挖掘作业前科学合理地调整盾构机的参数。同时，在挖掘施工过程中，使用人员应注意盾构机的姿态，避免盾构机因姿态问题影响挖掘工作的顺利进行。盾构机的姿态不仅会影响挖掘工作的进行，还会影响管片作业的拼装质量。为此，在盾构机的挖掘施工过程中必须严格控制其姿态。盾构机的姿态控制与注浆方式、盾构坡度等各项参数具有十分密切的关系，只有在控制好各项参数的前提下才能真正实现对盾构机姿态的有效控制。盾构机各项参数量的控制需要建立在可靠的测量工作之上，在进行可靠性的测量之后，才能实现对盾构机各项参数量的精准控制。此外，要将土体压力控制在可控范围内，还需严格调控盾构机的前进速度和排土容量。 3.3推进操作和纠偏 盾构在实施的时候，首先需要对围岩的范围进行观察，以此确保实施的安全性，实时对千斤顶的行程和推力进行观察，沿既定路线方向准确掘进。因此，有必要正确推进盾构的运行，随时纠正偏差。盾构掘进过程中，为了保证盾构掘进功能在计划路线上的正确性，防止偏移、偏转和俯仰，应适当调整千斤顶行程和推力，破坏不方便掘进面的稳定性。一般采用开挖后立即推进。或者一边挖一边推。因此，任何时候都要正确操作屏蔽体，任何时候都要进行纠偏的路线。
地铁施工盾构法的施工技术研究 引言 随着我国现代化建设进程的逐步加快，城市建设水平逐步提高，与之相对应的庞大的城市人群给城市交通带来巨大压力。为了缓解城市交通压力，保障人们出行正常，各级政府千方百计寻找新的交通解决方案。地下铁路就是其中重要一项内容。地铁以其低碳环保、高效便捷的优点有效缓解了大型城市人群出行交通困难的问题，广泛应用于世界各国大型都市中，已经成为城市现代化水平的一个重要标志。我国第一条地铁于上世纪70 年代初期在北京投入使用，至今已有四十多年。目前，各地大中城市都已经或正在实施地铁工程，地铁建设已经成为我国城市建设的一项重要组成部分，受到社会各界的普遍关注。由于地铁工程大部分工程都在地面以下，地下施工的特殊性给地铁项目工程建设带来很多与其它交通工程截然不同的特点和问题。作为地铁工程中的关键部分，隧道施工目前普遍使用盾构法进行施工。该技术相对成熟，其以盾构机为主要施工设备，在土层中实施迅速的挖掘作业。在盾构机外壳强大的支护作用和千斤顶等其它设备的配合下，盾构挖掘作业施工速度快，安全系数高，受到世界各地地铁工程建设单位的普遍欢迎，进而广泛应用于地下工程隧道挖掘施工中。我国地铁事业正处于高速发展阶段，加强盾构施工技术研究，深入把握盾构施工技术特点，对于改进我国地铁工程建设质量，提高施工水平，保障施工安全，降低工程 成本，促进地铁事业顺畅健康发展具有极为有利的促进作用。 1 地铁工程盾构施工技术的施工原理 盾构施工技术，顾名思义，其以盾构机为主要施工设备进行施工。盾构机具有坚强的盾构钢壳，可以为地下挖掘施工提供极为可靠的安全保障。在盾构机挖掘行进过程中，盾构机的尾部同步进行持续的注浆作业。注浆作业可以最大限度降低盾构机挖掘过程中对周围土层的扰动，从而保障隧道的稳定。盾构机由刀盘、压力舱、盾型钢壳、管片和注浆体等部分组成，各部分各有作用，又相互配合，协调运转，使得盾构机挖掘作业得以顺利实施。盾构机在土层中的挖掘作业实际上包括三方面内容，一是确保开挖面稳定，二是挖掘并排出土壤，三是进行补砌和注浆作业。 2 地铁工程盾构施工技术的施工特点 盾构施工技术属于较为先进的隧道挖掘技术，和传统地铁隧道施工技术相比，盾构施工技术在施工过程中具有如下特点：一是盾构施工大部分过程位于地下，对施工地点周边环境影响很小，非常适合建筑密集、人群活动频繁的城市环境施工。在采用盾构机进行地铁隧道施工时，施工活动位于地面以下，施工过程中产生的噪音非常微弱，对周围土层的振动也小，不必像其它工程施工那样需要线路沿线施工现场进行特殊的布置安排，对地面活动，特别是交通运输和周边环境影响微弱。二是施工精度要求高。地铁工程对于施工质量和工程安全可靠性有着很高的要求，为了达到这个目标，在工程施工时必须严格控制施工精度。在使用盾构机进行施工时，由于盾构机管片制作精度很高，从而保障了施工误差能够控制在一个极小的范围内。此外，盾构机发掘作业时，只能向前行进，无法做出后退动作，一旦施工过程中出现后退现象，必然会造成盾构装置受到严重损伤，从而产生不可预估的后果，严重影响工程进度和施工安全。为确保施工安全，在施工前期，施工人员一定要做好充分准备，防止任
xx市轨道交通1号线一、二期工程 土建施工9标 盾构测量方案 中铁二十四局集团有限公司 二0XX年二月
xx市轨道交通1号线一、二期工程 土建施工9标 盾构测量方案 编制： 审核： 批准：
目录 一、工程概况及编制依据 (1) 二、编制依据 (2) 三、仪器配置 (2) 四、测量管理网络及人员配置 (3) 五、基本技术要求 (3) 六、前期准备 (4) 七、控制网测量和各项准备 (4) 八、盾构施工前期的测量 (8) 九、联系测量 (8) 十、地下施工测量 (11) 十一、盾构姿态日常测量 (12) 十二、曲线段盾构测量 (15) 十三、地表沉降测量 (16) 十四、隧道沉降测量 (16) 十五、贯通测量 (17) 十六、竣工测量 (17) 十七、提高贯通精度的方法和测量复核 (18) 十八、质量保证措施 (19) 十九、施工安全保证措施 (19)
一、工程概况及编制依据 xx市轨道交通1号线一、二期工程由xx站至徽州大道站，线路长约24.65km，其中地下线23.65km，地面线1km。一期工程共设车站22座，全部为地下站。 云谷路站～南宁路站区间为盾构区间，区间线路沿规划庐州大道向南敷设，区间沿线以荒地和水稻田为主，线路下穿规划岷江路及规划徐河，本区间上方无管线。本区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，均采用盾构法施工，区间线间距为由北向南由12m渐变至15m；区间最大纵坡25.007‰，最小纵坡2‰；区间设计起讫里程右线：K25+421.529～K25+738.600，左线：K25+421.500～K25+738.600，区间线路长度右线317.071m，左线317.050m，不设置联络通道；隧道穿过土层主要为粘土②层、粘土③层；右线盾构区间在南宁路站始发掘进至云谷路站，于站内调头后始发掘进左线盾构区间至南宁路站，然后吊出。具体走向详见该区间隧道走向图。 南宁路站～贵阳路站区间为盾构区间，区间线路沿规划庐州大道向南敷设，区间沿线以荒地和水稻田为主，线路下穿规划漓江路、规划嘉陵江路及规划丙铺路，本区间上方无管线。本区间隧道为两条单洞单线圆形隧道，均采用盾构法施工，区间线间距为15m；区间最大纵坡6‰，最小纵坡2‰；区间设计起讫里程左、右线：K25+926.000～K26+508.911，区间线路长582.911m，不设置联络通道；隧道穿过土层主要为粘土③层；右线盾构区间在南宁路站始发掘进至贵阳路站，于站内调头后始发掘进左线盾构区间至南宁路站，然后盾构转运至南宁路站右线小里程端头井处。具体走向详见该区间隧道走向图。 盾构衬砌采用C50钢筋混凝土预制管片拼装而成，每环管片由3块标准块、2块邻接块及1块封顶块组成。管片采用错缝拼装。管片内径为Φ5400mm，厚度300mm，管片外径为Φ6000mm，每环管片宽度1.5m。衬砌内弧面，在隧道贯通后按设计要求作嵌缝、抹孔等防水处理。 本工程采用铁建重工ZTE6250土压平衡盾构机。刀盘开挖直径6280mm，采用
轨道交通贯通测量方案 区间贯通后，地下导线由支导线经与另一端基线边联测变成了附合导线，支水准变成了附合水准，当闭合差不超过限差规定时，进行平差计算。按导线点平差后的坐标值调整线路中线点，调整后再进行中线点的检测，高程应用平差后的成果。 1贯通精度预计的意义 镇龙站～中新站区间左右线各设置两个双向开挖面，区间中间右线一处施工竖井，左线通过联络通道进入开挖施工。因此必需严格保证各开挖面的贯通质量。由于本隧道施工是在洞内、外控制测量的基础上，以联系测量和竖井投点定向法结合，因此必须根据控制测量的设计精度或实测精度，在隧道施工前或施工中对其未来的贯通质量进行预计，以确保准确贯通，避免重大事故的发生，对于长隧道尤其如此。 2贯通误差预计概述 在进行隧道测量任务前，应先了解隧道设计的意图和要求，收集有关资料，进行实地勘测，然后提出若干测量方案，经比较、筛选后，确定出一种方案（即确定布网形式、观测方法、仪器设备类型、控制网的等级、误差参数等）。根据确定的方案进行贯通误差预计，若预计误差在工程设计要求范围之内，即可按此方案实施；否则，需对原方案进行修改调整，重新预计，直到符合要求为止。在施工过程中，根据洞内、外控制测量的实际精度，进行贯通误差预计。 3贯通误差预计 影响横向贯通误差的因素有：洞外平面控制测量误差、洞外与洞内之间的联系测量误差、洞内平面控制测量误差，而洞内、外的联系测量可以作为洞内控制的一部分来处理。洞内平面控制测量误差对横向贯通精度影响的估算方法与洞外导线测量完全相同，但需注意两点：一是两洞口和施工竖井处的控制点，在引入洞内导线时需要测角，因此这个测角误差算入洞内测量误差，即计算洞外导线测角误差时，不包括始终点的值。两洞口引入导线时不必单独计算，可以将贯通点当作一个导线点。把从一侧洞口控制点到另一端洞口控制点的连线（A-a-b-c…-F）当成一条导线来估算。把贯通点作为导线上的一点来进行估算。 3.1 平面贯通误差预计 3.1.1 平面贯通误差的主要来源
地铁盾构法施工新技术要点解析 随着社会经济、科学技术的发展进步，我国交通事业也得到了良好的发展，地铁成为了目前缓解城市交通压力的重要交通工具。而地铁建设环境比较特殊，绝大部分施工环境处于地下，施工极为复杂，盾构法作为地铁建设一项重要的施工技术，大多数用于隧道地铁施工中。本文围绕地铁盾构法施工新技术要点进行探讨分析。 标签：地铁；盾构法；施工；新技术；要点 1、工程实例 某城市在地铁建设过程中合理应用了盾构法。施工中存在以下几方面问题：一是建设城市地铁的时候盾构机需要穿过老旧房区，经过相关部门的鉴定，这些拥有几十年历史的房屋属于CU级危楼；二是建设地铁隧道的时候，近距离的位置就存在河道，并且需要通过数百米范围；三是地铁隧道需要穿过城市繁华地段，存在很多管线，施工困难比较大。 2、盾构施工技术的特点 （1）对城市地面建筑物和周围环境影响小。除了在盾构竖井或基坑处需要一定的施工场地外，地铁隧道沿线不需要施工场地，施工无噪音、无振动公害，对地面交通基本无干扰。适用于埋深较大、不宜明挖的松散地层。（2）施工精度要求高。管片的制作精度几乎相当于机械制造的程度，误差范围要求控制在0.5mm以内；盾构前进过程中要求严格控制对隧道轴线的偏差。（3）盾构施工过程有单行前进、不可后退的强制性，具有较大的风险。盾构施工开始便无法后退，一旦盾构本身出现致命故障，则可能产生灾难性的后果；所以，盾构施工的前期准备工作非常重要。（4）盾构机是适合于某一特定区间的专用设备，如需根据施工隧道的断面大小、埋深、地质条件等进行设计、制造或者改造。 3、地铁盾构法施工新技术 3.1地铁盾构法施工新技术要点 地铁盾构法施工新技术要点包括：控制特殊条件沉降；制造耐久性、高强度管片；比较错缝、通缝拼装，分析总线形变；砂质粉土、流砂给设备带来的危害和影响；进出工作难题和措施；纠偏；施工中如果发现大石块、高压水、桩、超浅覆土等存在灾难性的实际地质情况解决措施。 3.2阐述地铁盾构法施工新技术 3.2.1特殊断面盾构施工技术
地铁盾构施工技术 试题
地铁盾构施工技术试题 （含选择题80道，填空题25道，简答题10道） 一、选择题：（共80题） 1、刚性挡土墙在外力作用下向填土一侧移动，使墙后土体向上挤出隆起，则作用在墙上的水平压力称为（）。 A．水平推力B．主动土压力C．被动土压力 2、混凝土配合比设计要经过四个步骤，其中在施工配合比设计阶段进行配合比调整并提出施工配合比的依据是（）。 A．实测砂石含水率 B．配制强度和设计强度间关系 C．施工条件差异和变化及材料质量的可能波动 3、盾构掘进控制“四要素”是指（）。 A．始发控制、初始掘进控制、正常掘进控制、到达控制 B．开挖控制、一次衬砌控制、线形控制、注浆控制 C．安全控制、质量控制、进度控制、成本控制 4、盾构施工中，（）保持正面土体稳定 A．可 B．易C．必须 5、土压平衡盾构施工时，控制开挖面变形的主要措施是控制：（） A．出土量B．土仓压力C．泥水压力 6、开挖面稳定与土压的变形之间的关系，正确的描述是：（） A．土压变动大，开挖面易稳定 B．土压变动小，开挖面易稳定
C．土压变动小，开挖面不稳定 7、土压平衡式盾构排土量控制中国当前多采用（）方法 A．重量控制B．容积控制C．监测运土车 8、隧道管片中不包含（）管片 A．A型B．B型C．C型 9、拼装隧道管片时，盾构千斤顶应（） A．同时全部缩回B．先缩回上半部C．随管片拼装分别缩回10、向隧道管片与洞体之间间隙注浆的主要目的是（） A．抑制隧道周边地层松弛，防止地层变形 B．使管片环及早安定，千斤顶推力能平滑地向地层传递 C．使作用于管片的土压力均匀，减小管片应力和管片变形，盾构的方向容易控制 11、多采用后方注浆方式的场合是：（） A．盾构直径大的B．在砂石土中掘进 C．在自稳性好的软岩中掘进 12、当二次注浆是以（）为目的，多采用化学浆液。 A．补足一次注浆未填充的部分 B．填充由浆液收缩引起的空隙 C．防止周围地层松弛范围的扩大 13、盾构方向修正不会采用（）的方法 A．调整盾构千斤顶使用数量 B．设定刀盘回转力矩