隧道盾构法施工中的测量技术
地下工程盾构施工测量的主要目的是使盾构机能够沿设计轴线前进，确保盾构隧道准确贯通。盾构法施工中的测量工作主要分为三个部分：地上控制测量、地上与地下联系测量、盾构掘进控制测量。此外，为了确保隧道准确贯通，还应结合工程的实际情况，严格把控影响隧道精度的各个环节的测量技术，以提高隧道成型整体精度，从而达到隧道准确贯通的目的。
标签：盾构测量；联系测量；控制测量；ROBOTEC自动测量系统
0 引言
盾构施工中，测量方面的主要工作是在人工测量基础上进行自动化测量，保证盾构机沿设计轴线前进，偏差值满足设计要求。本文以北京地铁14号线15标东风北桥站至将台站区间10.22m大盾构施工为例， 对盾构施工测量技术作简要阐述。
北京地铁14号线15标东风北桥站至将台站盾构区间为单洞双线圆形区间隧道，区间线路从东风北桥站向北下穿东四环后到达将台站。盾构掘进测量以日本演算工房 ROBOTEC隧道自动导向系统为主， 辅以人工测量校核。
1 地上控制测量
首先对业主给定的平面控制点及高程控制点进行复核，坐标点采用附合导线形式，水准测量采用往返闭合水准线路，并对测量结果进行平差处理，作为平面控制点及高程控制点的施工控制网的依据。根据始发竖井的现场实际情况，分别在盾构井的东西侧加设了3个地面导线点以及3个水准点。为了避免对中误差对精度带来的影响，导线点全部采用了强制对中盘模式。
2 联系测量
联系测量精度对整个标段能否正确贯通起着决定性的作用。联系测量的主要目的是将地上的平面及高程系统传递到地下导线点和水准点上，形成统一的空间坐标系统。根据以往经验，本工程定向测量采用了全站仪一井定向法，高程传递测量采用钢尺导入法。本工程在整个施工过程中， 联系测量坐标传递3次。
2.1 导线传递
根据施工现场条件，本工程采用了一井定向方法，地面、地下近井导线测量观测技术要求等同精密导线。分别在隧道工作井两端各投挂一根钢丝，在每根钢丝上下两端适当位置上粘贴反射亮片，钢丝底部挂工作重锤并置入油桶内。先在地上测出两个亮片点的坐标，然后在工作井中再分别测设两条钢丝，反算出井下两个导线点的坐标，作为盾构始发及掘进的平面控制依据。
Ｔｌ０ｔａｌ １１４ Ｎｏ．２ ２Ｏｌ２ 铜 业 工 程 Ｃ０ＰＰＥＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ 总第ｌ１４期 ２０１２年第２期
盾构在矿山法隧道内进出洞施工莱键攮术
张振光 ，赵艳粉
（１．上海市第一市政工程有限公司，上海２０００８３；２．《供用电》编辑部，上海２０００８１）
摘要：地铁等区间隧道两端多为强风化的岩层或残积土，中间较深段常遇到未风化或微风化的高强度岩层， 单靠盾构法施工难以完成，多采用“矿山法＋盾构法”施工。以深圳地铁某区间隧道为例，详细介绍了“矿山法＋盾 构法”工法中盾构在矿山法隧道内进出洞施工技术，提出了解决施工关键技术的措施，为这种新型复合工法的推广 提供了良好的借鉴。 关键词：地铁；盾构法；矿山法；空推；进出洞 中图分类号：Ｕ２３１；Ｕ４５５文献标识码：Ａ文章编号：１００９—３８４２（２ｏｊ２）ｏ２—００４７一ｏ４
Ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｈｉｅｌｄ Ａｄｖａｎｃｉｎｇ ｉｎ＆ｏｕｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｍｉｎｅｄ Ｔｕｎｎｅｌ
ＺＨＡＮＧ Ｚｈｅｎ—ｇｕａｎｇ ．ＺＨＡＯ Ｙａｎ—ｆｅｎ （１．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｎｏ．１ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００８３，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ＆Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ Ｎｅｗｓｒｏｏｍ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００８１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｍｏｓｔｌｙ ｓｅｒｉｏｕｓ ｗｅａｔｈｅｒｅｄ ｒｏｃｋｓ ｏｒ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｏｉｌｓ ａｔ ｔｈｅ ｂｏｔｈ ｅｎｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｇｉｏｎａｌ ｔｕｎｎｅｌ，ｗｈｆｉｅ ｔｈｅ ｃｅｎｔｒａｌ ｄｅｅｐ
—ｅｍｂｅｄｄｅｄ ｒａｎｇｅ ｉｓ ｆｉｌｌｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｉ＇ｅｓｈ ｏｒ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ｗｅａｔｈｅｒｅｄ ｓｏｌｉｄ ｒｏｃｋｓ．Ｔｈｅ ｓｈｉｅｌｄ ｍａｃｈｉｎｅ ｓｏｌｅｌｙ ｃａｎ？ｄｅａｌ ｗｉｔｈ ｔｈｉｓ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｓｔｒａｔｕｍ．Ａｓ ａ ｃａｓｅ ｏｆ ｏｎｅ ｔｕｎｎｅｌ ｉｎ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｍｅｔｒｏ．ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｂｏｔｈ ｂｒｅａｋ—ｏｕｔ ａｎｄ ｂｒｅａｋ—ｉｎ ｏｆ ｓｈｉｅｌｄｅｄ ＴＢＭ ｉｎ ｍｉｎｅｄ ｔｕｎ— ｎｅｌ，ｓｏｍｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｋｅｙ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｐｒｏｂｌｅｍｓ．Ｉｔ ｉｓ ｗｏｒｔｈ ｔｏ ｕｓｅ ｔｈｅｓｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｐｏｐｕｌａｒｉ— ｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｗａｙ：ｓｈｉｅｌｄ ｔｕｎｎｅｌ；ｍｉｎｅｄ ｔｕｎｎｅｌ；ｎｏｎ—ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ ａｄｖａｎｃｉｎｇ；ｂｒｅａｋ—ｏｕｔ ａｎｄ ｂｒｅａｋ—ｉｎ
交通建设 建材发展导向２０１３年３月 【文章编号】１６７２—１６７５（２０１３）０５—０２３０—０３ 浅谈地铁隧道盾构法施工技术 殷硕 （中铁十一局集团城市轨道工程有限公司 湖北武汉４３００７４） 摘要：隧道作为地铁工程的重要组成，其施工质量非常重要，而且考虑到地底环境的特殊，因此其施工技术也和普通隧 道施工技术有所差距。本文笔者对地铁隧道中常用的盾构法进行了探讨，仅供参考。 关键词：地铁隧道施工；盾构法；手工挖掘 盾构法施工是以盾构（Ｓｈｉｅｌｄ）作为施工机械在地面下以暗 挖修筑隧道的一种施工方法。盾构是一种钢制的活动防护装置 或活动支撑，既能支撑地层压力，又能作为活动钢制圆形或半圆 形装置在地层中推进。盾构是通过软弱含水层，特别是江河底、 海底以及城市中心区修建隧道的一种机械，是集开挖、支护等多 功能一体化的机械，适合用于软土层或者复杂地质层的施工。 １优缺点 １．１盾构施工法的优点 （１）安全性：和明挖法不同，盾构法的隐蔽性非常好，地面环 境、河道对其影响非常小，整体过程较为稳定，隐患较少，因此不 需要考虑太多的防治措施，一定程度上降低了施工成本。 （２）高效率：整体施工基本实现自动化，手动施工较少，大部 分都是机械完成，因此其效率很高，开挖、掘进速度都很快。 （３）危害小：施工中噪声、振动引起的公害小，对周围环境没 有干扰；隧道穿越河底、海底及地面建筑群下部时，可完全不影 响航道通行和地面建筑正常使用。 （４）经济性：适宜在不同颗粒条件下的土层中施工，多车道 的隧道可做到分期施工，分期运营，可减少一次性投资；尤其是 在软土地层或者含水量较高的地层大型隧道施工中，其优越性、 经济性更为明显。 １．２盾构施工法的缺点 （１）重复利用率低：盾构是一种价格较昂贵，针对性很强的 专用施工机械，对每一座采用盾构法施工的隧道，均应根据工程 地质、水文地质条件、衬砌结构断面尺寸的大小进行专门制造、 运送、拼装与拆卸等，且设备较复杂。因此，一般不能随便将其他 隧道施工用的盾构重复使用。 （２）施工复杂：盾构施工需要有气压供应设备、人工并点降 水、衬砌管片预制、衬砌结构的防水设施及施工堵漏、隧道内的 运输、施工测量、场地布置、拼装与拆卸工作并等施工技术的密 切配合才能顺利施工；且用气压法施工时，会遇到压缩空气泄出 倔压病等问题。 （３）适用性受限：工程造价和工程规模不成正比，即便是一 些小项目，其造价依旧很高，因此其经济性受到一定的影响。对 隧道曲线半径过小或隧道埋深较浅时，施工因难较大（对水底隧 道当覆盖土太浅时施工反而不太安全）；盾构一次掘进的长度有 限，国内、外的施工实绩分别为１４００ｍ和２５００ｍ左右。面且技目 ・２３０・ 前的水平，盾构直径难以做到过大，一般认为：直径Ｄ≥１２ｍ时为 超大型盾构，世界最大直径为１４．１４ｍ。 （４）工作条件差：当盾构法施工采用全气压方法以疏干和稳 定地层时，由于施工条件较差，因此对劳动保护要求较高。当采用 气压施工时，工作面周围ｌｍｍ范围有缺氧和枯井的情况，井且有 隧道冒顶和施工人员因减压不当而患减压病（沉箱病）的危险。 ２适用范围 现代的盾构能适用于各种复杂的工程地质和水文地质条件， 从流动性很大的第四纪淤泥质土层到中风化和微风化岩层。既可 用来修建小断面的区间隧道，也可用来修建大断面的车站隧道。 而且施工速度快（５—４０ｍ／ｄ），对控制地面沉降有较大把握。但是需 要注意的是，盾构施工法需要花费较长的时间和资金在设备制作 以及工作井开挖上，而且盾构法收隧道围岩的影响非常大，因此 在施工前需要事先进行隧道地质勘察，然后根据地质勘察情况来 确立工作井的开挖方案。由此可见，在一些路面交通繁华，管线布 置密集等区域，盾构法更为适合。 ３施工流程 其整体施工如图１所示。 疆土■盎柏辩斗
地铁盾构法隧道施工技术方案（直线段）
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。 安装盾构始发基座
盾构掘进机组装调试
安装密封胀圈、调试后续设备
组装临时管片、盾构掘进机试运转
拆除临时盾构掘进机贯入作业加压、掘进（组装临时衬砌）
盾尾通过始发洞口、背衬回填、注浆 始发端隧道地层加固 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。
图4盾构管片反力架示意图
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。
