摘要：本文对于地铁区间隧道盾构法施工中的测量技术进行了简单的探讨。在几种主流的不同的地铁区间隧道施工方法中，盾构法对于机器和操作的要求非常高。这意味着施工人员需要熟练应用设备，对测量的基础专业知识掌握牢固，同时要求施工人员责任心强，对于测量保持着精益求精的态度，这些都是保证工程顺利完工的基础要素。
关键词：地铁区间；隧道盾构法施工；测量技术
1 概述盾构隧道测量技术
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。
盾构法隧道施工是在地下暗挖隧道的一种施工方法，盾构的施工方法就是一种支持地层压力和在地层中活动的圆柱体的钢组件沿隧洞轴线向前掘进，盾构法施工在我国的一线城市应用比较广泛，在北京、上海这种隧道施工技术得到很好的应用，盾构隧道施工测量技术与传统的矿山法地铁施工测量技术相比较最主要的优点就是安全、快速可以在不影响支护施工以及隧洞掘进的情况下开展施工测量，但是受到地下的水文地质条件的影响，需要根据不同的地层采取有针对性的测量设计方法，盾构隧道施工测量技术是加快我国地下铁路发展的有效方式，确保地铁施工测量质量。盾构测量技术施工测量在地铁施工技术的主要作用可以在地铁施工中校准中心线和高程，为地铁施工准确定位方向和位置，地铁施工中开挖断面可以保证施工的中心线在正确的设计要求中保证开挖的限额度，保证盾构施工设备的正确暗转和合理构造，为地铁成型隧道和管理提供完整的数据，保障盾构机的掘进姿态和管片姿态，符合设计及规范要求；保证盾构机导向系统在进入隧道之后可以接受准确的测量数据，从而完善盾构隧道施工测量的精准度。
2主要工程阶段测量
本工程起点为滨海新城站，终点为壶井站，线路纵断面大体呈“V”字坡，设1处联络通道，盾构机在滨海新城站始发，期间下穿民房，在壶井站接收。按照目前施工总体计划，盾构机由滨海新城始发，壶井站接收。本区间盾构隧道覆土约6.51m（滨海新城站端头）～15.21m（联络通道处），到达端头处覆土约7.92m。
2.1盾构机始发定位
利用井口经过联系测量，把控制点投在始发井底板上，并经检查无误后，才能利用这些控制点对盾构机始发进行定位。
盾构机下井组装前，在始发井中标定线路中线，以确定始发基座和反力架的位置，保证反力架在基座方位的法线方向上，由于本区间左、右线盾构均在直线段始发，始发基座中线、反力架中线与线路中线重合。
始发托架的高程要比设计提高约1～5cm，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。
通过所放样的隧道中线及相关高程安装盾构机始发托架，并在始发井底板上做出可通视的控制点，这样盾构机放置于始发托架上时，对盾构机进行全面测量，计算出盾构机的姿态满足始发的要求即可。
始发前对区间隧洞中线设计数据进行检查，盾构机输入设计数据后导出线路数据进行复核，无误后方可进行下道工序。
2.2盾构机姿态测量
盾构掘进过程中的姿态测量主要以人工测量为主，自动测量为辅，两种方法互相校核，确保盾构隧道掘进方向的精确。
2.2.1盾构机方向控制（力信自动导向系统）
隧道掘进中的方向控制是确保隧道施工质量的关键因素。根据规范，线路中线平面位置和高程的允许偏差均为±100mm。
本区间盾构隧道选用的中铁装备土压平衡式盾构机配备了一套力信RMS-D自动导向系统。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该系统由上海力信测量技术有限公司设计、生产，由硬件和软件两部分组成，硬件部分主要由LEICA TS15激光全站仪、三维激光靶、无线电台、系统控制盒、工业电脑组成；
软件部分主要由力信RMS-D掘进指导软件和管片拼装程序组成。该系统正常工作时，就可以让盾构机操作手在盾构掘进过程中实时了解盾构机与隧道设计中心线（DTA）之间的偏差值。
该自动导向系统的工作原理如下：
首先安装在托架上的Leica TS15全站仪照准后视托架上的棱镜，定位后自动旋转至前方，然后照准三维激光靶，测量并获得三维激光标靶的坐标、及其与定向边之间的角度值和与全站仪之间的距离值，同时三维激光标靶内安装的横向和纵向两个倾斜传感器会测量出激光标靶的俯仰角和滚动角，以上各项数据通过数据传送系统传给计算机中的力信RMS-D导向软件，导向软件自动加入激光标靶相对于盾构机中心线之间的偏航角加常数、滚动角加常数和俯仰角加常数等各个必须参数后进行计算，经过计算即可获得盾构机中心线与隧道设计中心线（DTA）之间的偏差值，并以数据和图形实时显示在屏幕界面上。盾构机操作手即可按照导向软件提供的实时偏差信息对盾构机进行方向调整。
激光全站仪初始定位采用人工测量，激光全站仪与激光靶的距离一般为10m～100m，具体还受洞内空气浮尘、激光能量的大小和隧道曲线半径等的影响。
三维激光标靶在盾构机上的安装位置和各项加常数参数在盾构机出厂时由上海力信测量技术有限公司的工程师测量确定，将有关的各个位置参数数据输入到计算机中，并且以书面形式提供给客户。
为确保该自动导向系统工作的正确性，我们将利用人工测量对其进行检查，避免因系统自身原因而引起施工误差，从而保证隧道的贯通质量。
2.2.2盾构自导导向系统移站、托架复测
随着盾构机向前掘进，导向的仪器距离盾构机越来越远，达到一定的距离时，导向激光的强度下降到限值或者隧道弯道使通视受阻，就必须将仪器站向前移动，以便跟上盾构机继续为掘进导向，这一移站工作在盾构自动导向系统中设计了自动移站程序，使用该程序，可方便的将仪器站从后方移动到前方，但是该种移站方式有一个弱点，就是测量误差会随着往前移站而逐渐的累积，因而为了保证盾构机自动导向系统中控制坐标的正确性，消除移站积累的坐标误差，就必须对移站后仪器的托架坐标进行人工检测。
检测仪器托架的坐标，必须使用隧道内最靠近盾构机的控制导线点，引测坐标到仪器和后视定位托架上，然后比对系统内的坐标，如果坐标差超过5mm则对系统内的坐标进行修正。托架坐标的检测频率每隔一站就必须检测一次，在管片有沉降的地段则每移一站都必须检测仪器和后视托架的坐标。
（1）测量方法：用隧道内最靠近盾构机的控制导线点，以直接坐标测量法，引测坐标到仪器和后视定位托架上。每测一个坐标都必须做正倒镜测量，以确保坐标的正确性。
（2）仪器设备：使用徕卡TS15全站仪、徕卡配套反射棱镜。
（3）精度控制：正倒镜坐标差小于2mm。
（4）成果复核：测量成果经项目二级复核必须符合相关测量规范要求。
结束语
近年来我国经济高速发展，公共交通领域发展更加迅猛。地铁作为一种地下轨道交通，很大程度上方便了人们的出行。然而在地铁施工的过程中，区间隧道施工一直是一个难点。因此积极探索地铁区间隧道盾构法施工中的测量技术具有积极的探索意义。
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论文作者:雷雨亮
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/5/29
标签：盾构论文; 测量论文; 隧道论文; 坐标论文; 托架论文; 导向论文; 地铁论文; 《基层建设》2018年第9期论文;