摘要：隧道工程测量在隧道工程中占据着重要位置，覆盖在隧道工程的勘测、施工、管理等不同阶段，直接影响着工程的质量。进行隧道施工的过程中，随着隧道开挖的不断推进，需要明确隧道掘进方向，因此，为按时、高效完成施工放样工作，避免较大施工误差，应加大对隧道洞内控制测量工作的重视程度，通过对洞内导线形式、边长的合理布设，从而确保隧道能够及时、顺利贯通。因此，本文主要探讨了盾构隧道施工测量技术。
关键词：盾构隧道；测量技术
盾构施工技术以其安全高效、可穿越复杂底层的特点，被广泛应用于地铁工程施工中，与传统的地铁开挖施工法相比，盾构施工技术不仅安全、快速，而且不会对地面交通正常运行造成不良影响。盾构法施工中所采用的有效合理的测量措施，是确保工程施工安全、高效的重要保障。
1、隧道盾构法概述
盾构隧道施工测量技术的实施就是为了保证地铁施工在规定的时间之内完成任务。盾构法在隧道工程的施工中，需要测量的工作内容很多，主要包括地面控制测量、联系测量、地下控制测量、隧道施工测量等等，地面控制测量就是在地面上建立平面网；联系测量是将地面上的坐标和方向传到施工地下，从而建立统一的坐标；地下控制测量与地面控制测量类似，就是在地下建立平面网；隧道施工测量主要是根据隧道施工设计图知道开挖的中线和高程测量。
隧道盾构法施工是以盾构在地下暗挖隧道的一种施工方法。盾构是一个既可以支承地层压力又可以在地层中推进的活动钢筒结构。盾构的前端设有支撑和开挖土体的装置，盾构的中段设有顶进所需的千斤顶，盾构尾部拼装预制的管片或现浇挤压混凝土衬砌环。在我国地下铁道施工中，盾构法已在上海、广州取得了成功的经验，在北京、南京等其它城市的地铁建设中也将应用。与传统地铁施工方法(如明挖法、盖挖法、浅埋暗挖法等)相比较，盾构法的优点是安全、速度快、不影响地面交通、不受气候条件影响和适用于各种不同软硬程度的含水或不含水的不同地层(盾构可按不同地质、水文地质条件进行有针对性的专门设计)，它是加速发展城市地下铁道的有效手段。而盾构法施工中的测量工作，是确保工程施工安全、质量、高效的一项重要的保障工作。
1、盾构隧道测量施工技术
2.1、工程概况
国家电网苏通GIL综合管廊工程是淮南～南京～上海1000千伏交流特高压输变电工程的单项越江工程，越江线位位于G15沈海高速苏通长江大桥上游附近徐六泾节点缩窄段。如图2.1-1所示。
2.2、平面控制测量
GPS 网采用 Leica GPS 接收机，按静态相对定位法进行施测，仪器平面标称精度为3mm+0.5ppm，高程标称精度为 6mm+0.5ppm。GPS 观测满足以下几个条件：
观测墩的控制点采用强制对中方式，联测点采用经检验过的光学对中器对中。为消除天线相位中心偏差对测量结果的影响，本次测量使用同种仪器类型，同时测量前，用指南针先在观测墩上划好指北线，使天线指北线与观测墩上的指北线重合，保证了定向误差小于 5。在测量过程中，对每个测站进行认真的记录，记录手薄参考 GPS 测量规范中规定的形式。对天线严格整平，天线高在测量前后各量一次，量取时从三个不同方向分别量取，互差不得大于 3mm。数据采集时，50m 以内禁止使用手机和对讲机等强电磁辐射通信设备。
观测按常规静态作业方式，采用 13 台 Leica GPS 双频接收机组成同步图形进行观测。观测时间为连续 72 小时。
2.3、地下导线测量
盾构隧道地下导线是保证正确开挖方向和平面贯通的地下控制网，该网为双支导线网，随盾构的推进而延伸，每延伸一控制点须由监理工程师审查合格后方可使用。掘进过程中每一千米距离做一个左右导线公共点作为掘进导线校核点。网中各控制点的可靠性用相对关系和重复传递的方法检查。导线沿隧道设计方向布设，导线布设为S形，根据洞内施工情况导线边长≥300m，400m左右为最佳。如因施工测量需要，可设置加密点，设点必须遵循长边定短边的原则，加密点须检查地下控制点可靠后进行，加密点不参与地下控制网复测。
3、隧道掘进自动激光导向系统的结构与应用
3.1、激光自动导向系统(SLS-T)的作用
在隧道掘进中需要对隧道掘进机相对于隧道设计轴线(DTA)位置作经常检查。而在实际上隧道掘进机的运行受到很多因素的影响,如岩土的硬度;当掘进曲线地段时,又要调整隧道掘进机的掘进方向。此外,盾尾间隙大小对管片的安装也是至关重要的。SLS-T导向系统为隧道掘进机高精度地沿着设计路线推进,并提供全部必需的信息和资料文件起重要作用。SLS-T系统的特点在于能计算出隧道掘进机与衬砌环的位置,并以图形与数字形式显示在屏幕上;计算与显示隧道掘进机的运动方向,如果是曲线段,则计算出设计路线的切线方向;按照计算的修正曲线显示设计的千斤顶伸长量;盾尾壳体间隙的自动测量;激光方位的自动检验。总之,隧道掘进实现了全过程自动控制,在地面办公室进行指挥。
3.2、激光自动导向系统操作过程
3.2.1、坐标系统的确定
任何测量工作的基础是坐标系统。SLS-T系统的应用有三种坐标系统:一是国家统一坐标系统,测量工程师用它计算全部控制点、放样点的坐标;二是隧道掘进机(TBM)坐标系统,以TBM的轴为基准,计算ELS觇标、控制点和基准点的坐标;三是隧道设计轴线(DTA)坐标系统,确定里程以及水平和垂直支距。十分重要的是如何解决三个坐标系统的相对定位和转换。
3.2.2、TBM在开始掘进前的定位
其中包括机器的起始位置。基准点应设置在盾构上,测得其统一坐标,并转换为DTA坐标。
3.2.3、TBM在掘进中的定位
TBM的位置是根据已知国家统一坐标的全站仪控制点确定的,这个点至基准点的方位角为已知。然后全站仪的激光束射向ELS,由此求得偏转角。直接利用安置在ELS里的测斜仪测定侧倾角和纵倾角。用光电测距得到的激光经纬仪至ELS的距离就可获得TBM沿着隧道设计轴线推进的里程。用这些量测的数据可计算TBM的统一坐标位置。
3.2.3、衬砌环排序和TBM掘进的计算
在TBM定位后,测定了末尾安装了的衬砌环,这样就能计算下一个推进。如果改正数达到几cm,就需要计算改正曲线,并得出所要求的千斤顶伸长量,通过计算机来达到所需要的压力,从而很快使TBM转向DTA方向。
3.2.4、把数据传输到地面办公室
TBM的位置一般通过已有的电话线连接传输到地面办公室,隧道的掘进也就同步地通过地面监视器进行跟踪。
总之，严格执行盾构测量日常巡查制度，做到发现问题不放过，解决问题要彻底；严肃、严谨、严格对待测量问题，容不得丝毫大意，针对特殊地形加强每日检查姿态及全站仪是否正常工作，发现问题及时解决。
参考文献：
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[3]冯力.隧道盾构法施工中的测量技术[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2016,(10):75-76.
论文作者:王亮
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/31
标签：盾构论文; 隧道论文; 测量论文; 坐标论文; 导线论文; 系统论文; 地下论文; 《防护工程》2018年第2期论文;