地铁盾构隧道施工特点及贯通施工测量技术

地铁盾构隧道施工特点及贯通施工测量技术

谢彪云

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摘要：盾构施工技术在地铁隧道建设领域取得广泛的应用，为充分发挥出盾构施工技术的应用优势，需要将贯通测量工作落实到位，最大限度提高测量的精确性。盾构法是地铁工程建设工作中较为主流的技术形式，为保证盾构施工效果，则需要严格做好测量工作，减小贯通误差。鉴于贯通施工测量复杂度高且难度较大的特点，有必要梳理技术要点。基于此，本文详细分析了地铁盾构隧道施工特点及贯通施工测量技术。

关键词：地铁盾构；隧道施工特点；贯通施工；测量技术

引言

盾构是盾构掘进机的简称，是在可以移动的钢结构外壳保护下进行开挖、支护、衬砌等多种作业一体化的施工机械。盾构法施工掘进速度快，且对周围环境的影响小，不影响地面交通与航运，施工中不受季节、风雨等气候条件制约，可以实现在多种复杂地质条件下施工，在松软含水地层中修建埋深较大的长隧道往往具有技术和经济方面的优越性。盾构是隧道工程施工中常用的盾构掘进机的简称，依托设备可移动钢制外壳，在隧道开挖过程中，可同时进行已开挖隧道的支护、衬砌等工序施工，显著提高隧道工程施工效率，保障隧道工程施工安全，降低隧道内壁脱落、隧道坍塌风险，是目前地铁隧道工程施工的常用方法。但受盾构隧道施工工艺局限性影响，隧道开挖施工会不可避免地出现不同程度的横向贯通误差，比如在隧道开挖施工准备阶段，起始方位角测定偏差，会引起隧道横向偏差，且随隧道开挖长度增加，偏差会逐步扩大，加之多种测量误差影响，易出现隧道横向贯通误差较大的问题。

1盾构隧道贯通施工测量概述

地下工程测量是一项持续性工作，需落实到勘察设计、施工建设、运营等阶段。经地下工程测量后，应及时反馈线状工程的实际状况，根据所得结果采取调整措施，及时纠偏，保证隧道可顺利贯通。盾构法因具有技术可靠性和施工便捷性的特点而取得广泛的应用，盾构期间做好测量工作具有显著现实意义，能够作为反映盾构施工状况的“窗口”，在此基础上合理组织后续的盾构作业，直至盾构贯通为止^[1]。根据盾构法隧道工程的施工特点，测量工作应重点考虑如下几方面：创建平面控制网和高程控制网；明确地面的坐标、方向及高程，将其有序传递至地下，由此构建完整的地下坐标系统；在前述基础上，做好地下平面和高程的测量与控制工作；组织测量放样，作为开挖和衬砌的参照基准，保证开挖量的合理性以及衬砌结构的准确性。根据上述所提的要点，详细部署测量工作包括：经测量后，在地下标定建筑物的控制基准线，包含设计中心线和高程，作为参照基准而使用，以便后续的开挖和衬砌作业均可高效推进；开挖面掘进施工期间，根据要求使施工中线顺利贯通，应确保实际开挖范围稳定在设定的界限以内；按图纸将设备安装到位；采集并完整记录测量数据，汇总成测量资料，交给设计部门和管理部门，为相关部门日常工作的开展提供参考。盾构施工测量具有指导作用，应保证盾构机沿设计轴线方向稳定运行，同时生成的测量数据应作为盾构机调整姿态的参考。根据实际情况修正参数，并且测量数据还需反映出隧道衬砌环的安装质量^[2]。

2贯通测量的施测

中腰线的标定是隧道贯通施工期间的关键环节。施工单位可通过激光指示的方式确定作业方向，有序开展隧道挖掘工作，给机械设备的运行提供依据。盾构机上配置光电接受靶，掘进施工期间，若存在挖掘方向与指向仪光束不重合的情况，将会显现出激光束，随即触发光电接收靶。信息传递给盾构机控制室，操作人员获取该信息后做出调整，避免偏移。盾构贯穿后的偏差测量包括三个方面。一是水平面的测量。延长隧道的中心线，使其可到达隧道接通接合面处，再利用全站仪检测中心线的间距。该值反映的是水平面内隧道的误差情况，对隧道两端的导线进行联测，可确定坐标方位差和闭合差。此方面的数据可作为反映水平面测量精度的关键依据。二是竖直面内的偏差测量。以水准仪为测量工具，检测接合面内两端腰线的高度差，所得结果则指的是竖直面的偏差情况。此外，可通过其他测量方式确定两端隧道高程控制点的距离，进一步计算高程闭合差。同时也可有效反映出竖直面内的偏差情况。三是中腰线的调整。以施工期间的测量数据为准，经计算后确定隧道坡度情况，若该值超过6%，则需适当调整中腰线，反之则无需调整，使中腰线维持原状即可。贯通施工期间应加强测量，在最后一次贯通测量时，应重点关注两个工作面的位置关系，保证其距离超过50m，在此条件下组织测量工作。地铁隧道贯穿工程落实到位后，施工单位应做全面的检查，做好中线基柱、纵断面的测绘工作，生成详细的报告，在此基础上组织后续工作，以便各项工作可高效推进^[3]。

3盾构隧道掘进轴线偏差测量控制技术措施

盾构隧道掘进轴线偏差测量控制，主要通过盾构机导向系统、人工测量盾构机姿态及成型管片姿态综合控制，主要测量措施如下：3.1盾构始发前，应检查始发架及反力架安装位置和安装稳定性，确保其安装位置、安装稳定性满足设计和规范要求。3.2施工前，应反复核查盾构隧道设计中心、盾构机参数等，确保所有设计值符合设计和规范要求，盾构机参数设置准确。3.3为有效降低掘进线路轴线偏差，提高掘进轴线控制精度，应提前确定轴线偏差控制值，并结合以往施工经验和现场工况，制定具有针对性和实践性的应急预案；同时，在掘进施工期间，实时监测轴线偏差情况，严格将偏差控制在允许值以内。3.4采用盾构自动导向系统，在盾构机掘进施工过程中，系统可实时监测隧道开掘轴线与设计轴线偏差，同时，还具有远程测量监控功能，可实现盾构机掘进姿态数据的实时监测。3.5隧道轴线偏差过大时，应根据轴线偏差情况、偏差大小、现场工况等，制定行之有效的纠偏方案；纠偏应秉承“多次少量，勤测勤纠”的纠偏原则，避免单次纠偏幅度过大，造成错台过大

^[4]。

4基于贯通施工测量技术分析的几点总结

经过贯通测量、调整及分析等环节后得知，若要确保隧道可有效贯通，则需要根据规范做好测量控制工作，合理优化细节。对此，作出如下总结：贯通施工测量工作中，应保证地面控制点可维持稳定的状态；测量仪器应具有较高的精度，使用前做好检定；选择合适的测量方法，由专员做好测量工作；测量过程中采取全面的管控措施，减小环境对测量结果的影响；协调好测量现场各项要素的关系，尽可能营造良好的测量条件，以免因外界因素的干扰而导致测量结果误差偏大的情况；加强对测量人员的培训，实现专业水平和职业素养的双重提升，以严谨的态度做好测量工作^[5]。

结语

综上所述，地铁盾构隧道施工是城市轨道交通建设领域的关键内容，但隧道掘进施工难度较大，易对后续的贯通效果带来影响。对此，应做好贯通测量工作，根据所得结果分析盾构施工情况。若存在偏差则及时调整，给隧道施工提供正确的引导，以便在短时间内保质保量完成盾构隧道的相关建设工作，实现贯通。

参考文献

[1]康直.地铁盾构隧道下穿既有高铁隧道施工影响研究[J].现代城市轨道交通,2019(12):27-31.

[2]刘国锋.地铁盾构隧道施工的质量控制分析[J].建筑技术开发,2019,46(15):137-138.

[3]彭荣华.地铁盾构隧道侧穿既有基坑的加固措施分析[J].低温建筑技术,2019,41(07):101-106.

[4]田茂海,张敬伟.地铁盾构隧道施工的质量控制分析[J].建筑技术开发,2019,46(14):138-139.

[5]仲奇峰.地铁盾构法施工技术要点及质量控制措施[J].建筑技术开发,2019,46(14):73-74.