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摘要:结合多个城市地铁施工实例,分别从标准车站模式、换乘车站模式、始发井车站模式、区间通视、区间不通视、长区间等各种施工情况从地而控制测量、联系测量、地下控制测量、区间隧道控制测量等对盾构控制测量方法进行了探讨和经验总结,并在强制对中观测墩、主副导线点、基线控制、整体平差等方而对盾构区间控制网的布设和应用提出了独特的见解,以期为不同模式下的地铁盾构施工控制测量提供借鉴。
中图分类号:U231文献标识码: A
1、引言
盾构法施工测量贯通精度要求很高,规范要求横向误差限差l00mm,纵向误差限差50 mm,洞门钢环最大允许盾构机贯通偏差160 mm(洞门钢环直径6 600 mm,盾构刀盘6280 mm。随着地铁在中心城区的逐步完善,越来越多的郊区延长线开工建设,就可能使盾构区间很长,很多条地铁线同时在一个车站交汇,使地铁车站形式变得复杂多样,车站深度的加深又使联系测量难度增加,由于工期要求,会采用一个端头井或始发井进行盾构始发,这就加大了贯通难度。因此,采用传统的地铁盾构控制测量方法很难满足新形式下地铁发展的需要,需要采取一些新方法或综合方法来适应今后长盾构隧道区间、车站复杂多样的地铁发展模式。但是对目前的地铁盾构控制测量方法尤其是对今后发展的长盾构隧道间区、车站复杂多样的盾构施工控制测量方法还没有系统的、有创新的探讨。本文结合各种施工现场从采用强制对中观测墩、主副导线点、基线控制、整体平差、全自动陀螺经纬仪等方面对盾构区间控制网的布设应用提出了独特的见解,基本上能够满足今后地铁盾构施工的发展需要。
2、控制测量原理
地铁工程建于地下,对贯通控制测量提出了更高的要求,由于地铁的地下线性工程的特点,洞内可供利用的空间有限,施工干扰也很大,另外,由于地下屏蔽效应,从而使地铁隧道施工中的地下测量工作不能采用先进的GPS定位技术,而只能采用常规的大地测量方法,且只适宜采用导线测量形式。依次测得布设于洞内各条导线边的水平距离和转折角,即可得各导线点的坐标。地铁的洞内施工控制测量就是依据导线点的坐标来精确指导盾构掘进的方向和位置。地铁盾构的掘进过程中,我们要考虑的问题就是:如何保证盾构准确地沿设计轴线开挖推进,并顺利进人接受井中的预留洞门,使盾构机头中心与预留洞门中心的偏差值在设计要求的范围内。
3、地铁盾构隧道测量
地铁地下工程测量指的是在地表下工程建筑物进行的测量工作,其内容主要包括:勘察设计测量、施工测量和运营测量。地下工程测量的任务口的在于保证工程在规定误差范围内正确施工及使用,按期保证工程照设计要求竣工。
1地铁盾构测量的技术方法
由于测量过程中会因观测条件的限制,不可避免地产生误差,因此采取正确的测量方法显得十分的必要,为有效地降低测量过程中的误差,应遵循由外部到内部,由全局到局部,先控制后碎部的原则。下而就介绍几种主要的测量方法。
(1)控制测量。控制测量又分为平而控制测量和高程控制测量。平而控制测量就是测定控制点的平而坐标,把所用的控制点组构成三角形,测定三角形的内角度数和一条边长,根据正弦定理就可以用演算出其余各边的边长以及内角度数,最后利用数据推算出控制点的坐标。
(2)全站仪测量。全站仪是全站型电子速测仪的简称,它主要用于角度、距离、坐标、高程等参数的测量和计算。就其本质来说,全站仪是将光电测距仪与电子经纬仪二者集合为一体,同时具有数据处理系统的器械,它能一次获取水平角、竖直角和倾斜距离这三个参数,同时由于具备良好的训一算功能,能将平距、高差、坐标增量经自身演算后直接在屏幕上显
示出来。可以看出,全站仪使得测量工作得到了极大的简化,为户外数宇化测量提供了条件。
4、测量误差
地下工程测量与地而工程测量相比,由于施工截而狭窄、地下工程開挖,使得各工段间无法通视,直接导致测量数据无法现场核实,即使出现较大的误差也不能被及时发现和更正,
而只能等到各工段间隧道被贯通才能确认。由此可见地下工程测量数据的精确性十分的重要。
贯通误差指的是在盾构施工中,地而测量、地下测量和联系测量的所有误差的积累,它的产生是由于开挖施工而的施工中线不能有效地对接。贯通误差一般有三种形式的表现:纵向误差(即线路中线方向的投影长度)、横向误差(即垂直于中线方向的投影长度)、高程误差(即高程方向的投影长度)。纵向误差只对隧道中线的长度产生影响,对隧道整体的贯通质量不会产生巨大的影响;高程误差仅影响接轨点的隧道坡度,设计要求较高,要得到高精度要求的数据,必须应用科学的测量方法。实际工作中,横向误差因其最为重要而被讨论得最多,因为一旦横向误差超出范围,就会导致隧道中线形状改变,甚至隧道内建筑超出限界,使衬砌部拆除重建,这样就严重影响到了工程的质量和工期。
贯通误差的调整应在隧道未衬砌地段进行,因为隧道控制点的中轴线测量精度远远高于施工而中线,而且施工区间比车站点更加容易进行中线调整。在施工区间的中线得到调整后,如果还有部分的边墙伸入到洞内,那么可以考虑进行局部的剔凿,若剔凿过程中剔凿而积实在太大,就要添加曲线或变更线路坡度的方法予以解决。经过隧道施工调整误差后,那些剩下未衬砌地段的工程,都必须以调整后的中线和高程参数来指导后续的施工。
5、建议
5.1洞内控制测量的导线应采用分级布设形式,导线的边数和转折角数既能满足贯通面处的横向贯通误差不超过允许的限制,又能方便放样和指导开挖。
5.2洞内控制测量的导线点应选在顶板或底板岩石坚固、工作安全、测设方便和利于保存的地方。通常,导线点建在顶部或侧面的仪器台上,仪器采用强制归心,测量人员可在吊篮或走道板上观测并与仪器台完全分离,从而确保仪器的稳定。
5.3由于洞内导线在施工期间只能布设成支导线的形式,为加强检核,保证隧洞的贯通精度,导线测量中应采取往、返观测。为检核已设放点位的稳定情况,测定新的点位时,必须将作为洞内控制的导线各点进行检核测量。直线型的隧洞中,测角时应适当增加测回数,以提高测角精度,确保其能满足贯通误差要求。
6、结语
近些年来,国外各大城市和国内大、中型城市都将城市地铁作为解决日益严重的交通问题的有效途径。然而,在地铁的施工过程中,利用盾构机在地而以下挖隧道的施工方法(即
盾构法),已越来越普遍地被运用。通过本文对盾构法的一些分析我们知道,相对于传统的地铁施工方法来说,盾构法的地表作业少使得其对周围环境和交通的影响小,机械化程度高
使得施工人员的劳动强度低、速度快。从理论上来看,该施工技术正向隧道距离长、直径大、深度高、地下结构复杂以及自动化程度高的方向发展。自上世纪六十年代开始,我国引进了盾构技术修建城市地铁隧道,相对于国外一些大型城市的地铁修建来说,虽然起步晚,但发展很快。随着国家城市地下快速交通系统的开发建设,我国盾构测量技术与施工技术也必将得到更好、更快的发展。
参考文献:
[1]北京市城建勘察测绘院.地下铁道、轻轨交通工程测量规范.北京:中国计划出版社,
[2]潘国荣,王穗辉.地铁盾构施工中的若干测量手段及方法.测绘通报,2001,l
[3]聂爱梅地铁控制测量检测主要技术方法[j]工程与建设,2008 ( 1):45一47
[4]肖书安国外隧道施工侧量技术的现状和发展[j]隧道建设,2007 ,27 ( 1) : 76一79
中图分类号:U231文献标识码: A
1、引言
盾构法施工测量贯通精度要求很高,规范要求横向误差限差l00mm,纵向误差限差50 mm,洞门钢环最大允许盾构机贯通偏差160 mm(洞门钢环直径6 600 mm,盾构刀盘6280 mm。随着地铁在中心城区的逐步完善,越来越多的郊区延长线开工建设,就可能使盾构区间很长,很多条地铁线同时在一个车站交汇,使地铁车站形式变得复杂多样,车站深度的加深又使联系测量难度增加,由于工期要求,会采用一个端头井或始发井进行盾构始发,这就加大了贯通难度。因此,采用传统的地铁盾构控制测量方法很难满足新形式下地铁发展的需要,需要采取一些新方法或综合方法来适应今后长盾构隧道区间、车站复杂多样的地铁发展模式。但是对目前的地铁盾构控制测量方法尤其是对今后发展的长盾构隧道间区、车站复杂多样的盾构施工控制测量方法还没有系统的、有创新的探讨。本文结合各种施工现场从采用强制对中观测墩、主副导线点、基线控制、整体平差、全自动陀螺经纬仪等方面对盾构区间控制网的布设应用提出了独特的见解,基本上能够满足今后地铁盾构施工的发展需要。
2、控制测量原理
地铁工程建于地下,对贯通控制测量提出了更高的要求,由于地铁的地下线性工程的特点,洞内可供利用的空间有限,施工干扰也很大,另外,由于地下屏蔽效应,从而使地铁隧道施工中的地下测量工作不能采用先进的GPS定位技术,而只能采用常规的大地测量方法,且只适宜采用导线测量形式。依次测得布设于洞内各条导线边的水平距离和转折角,即可得各导线点的坐标。地铁的洞内施工控制测量就是依据导线点的坐标来精确指导盾构掘进的方向和位置。地铁盾构的掘进过程中,我们要考虑的问题就是:如何保证盾构准确地沿设计轴线开挖推进,并顺利进人接受井中的预留洞门,使盾构机头中心与预留洞门中心的偏差值在设计要求的范围内。
3、地铁盾构隧道测量
地铁地下工程测量指的是在地表下工程建筑物进行的测量工作,其内容主要包括:勘察设计测量、施工测量和运营测量。地下工程测量的任务口的在于保证工程在规定误差范围内正确施工及使用,按期保证工程照设计要求竣工。
1地铁盾构测量的技术方法
由于测量过程中会因观测条件的限制,不可避免地产生误差,因此采取正确的测量方法显得十分的必要,为有效地降低测量过程中的误差,应遵循由外部到内部,由全局到局部,先控制后碎部的原则。下而就介绍几种主要的测量方法。
(1)控制测量。控制测量又分为平而控制测量和高程控制测量。平而控制测量就是测定控制点的平而坐标,把所用的控制点组构成三角形,测定三角形的内角度数和一条边长,根据正弦定理就可以用演算出其余各边的边长以及内角度数,最后利用数据推算出控制点的坐标。
(2)全站仪测量。全站仪是全站型电子速测仪的简称,它主要用于角度、距离、坐标、高程等参数的测量和计算。就其本质来说,全站仪是将光电测距仪与电子经纬仪二者集合为一体,同时具有数据处理系统的器械,它能一次获取水平角、竖直角和倾斜距离这三个参数,同时由于具备良好的训一算功能,能将平距、高差、坐标增量经自身演算后直接在屏幕上显
示出来。可以看出,全站仪使得测量工作得到了极大的简化,为户外数宇化测量提供了条件。
4、测量误差
地下工程测量与地而工程测量相比,由于施工截而狭窄、地下工程開挖,使得各工段间无法通视,直接导致测量数据无法现场核实,即使出现较大的误差也不能被及时发现和更正,
而只能等到各工段间隧道被贯通才能确认。由此可见地下工程测量数据的精确性十分的重要。
贯通误差指的是在盾构施工中,地而测量、地下测量和联系测量的所有误差的积累,它的产生是由于开挖施工而的施工中线不能有效地对接。贯通误差一般有三种形式的表现:纵向误差(即线路中线方向的投影长度)、横向误差(即垂直于中线方向的投影长度)、高程误差(即高程方向的投影长度)。纵向误差只对隧道中线的长度产生影响,对隧道整体的贯通质量不会产生巨大的影响;高程误差仅影响接轨点的隧道坡度,设计要求较高,要得到高精度要求的数据,必须应用科学的测量方法。实际工作中,横向误差因其最为重要而被讨论得最多,因为一旦横向误差超出范围,就会导致隧道中线形状改变,甚至隧道内建筑超出限界,使衬砌部拆除重建,这样就严重影响到了工程的质量和工期。
贯通误差的调整应在隧道未衬砌地段进行,因为隧道控制点的中轴线测量精度远远高于施工而中线,而且施工区间比车站点更加容易进行中线调整。在施工区间的中线得到调整后,如果还有部分的边墙伸入到洞内,那么可以考虑进行局部的剔凿,若剔凿过程中剔凿而积实在太大,就要添加曲线或变更线路坡度的方法予以解决。经过隧道施工调整误差后,那些剩下未衬砌地段的工程,都必须以调整后的中线和高程参数来指导后续的施工。
5、建议
5.1洞内控制测量的导线应采用分级布设形式,导线的边数和转折角数既能满足贯通面处的横向贯通误差不超过允许的限制,又能方便放样和指导开挖。
5.2洞内控制测量的导线点应选在顶板或底板岩石坚固、工作安全、测设方便和利于保存的地方。通常,导线点建在顶部或侧面的仪器台上,仪器采用强制归心,测量人员可在吊篮或走道板上观测并与仪器台完全分离,从而确保仪器的稳定。
5.3由于洞内导线在施工期间只能布设成支导线的形式,为加强检核,保证隧洞的贯通精度,导线测量中应采取往、返观测。为检核已设放点位的稳定情况,测定新的点位时,必须将作为洞内控制的导线各点进行检核测量。直线型的隧洞中,测角时应适当增加测回数,以提高测角精度,确保其能满足贯通误差要求。
6、结语
近些年来,国外各大城市和国内大、中型城市都将城市地铁作为解决日益严重的交通问题的有效途径。然而,在地铁的施工过程中,利用盾构机在地而以下挖隧道的施工方法(即
盾构法),已越来越普遍地被运用。通过本文对盾构法的一些分析我们知道,相对于传统的地铁施工方法来说,盾构法的地表作业少使得其对周围环境和交通的影响小,机械化程度高
使得施工人员的劳动强度低、速度快。从理论上来看,该施工技术正向隧道距离长、直径大、深度高、地下结构复杂以及自动化程度高的方向发展。自上世纪六十年代开始,我国引进了盾构技术修建城市地铁隧道,相对于国外一些大型城市的地铁修建来说,虽然起步晚,但发展很快。随着国家城市地下快速交通系统的开发建设,我国盾构测量技术与施工技术也必将得到更好、更快的发展。
参考文献:
[1]北京市城建勘察测绘院.地下铁道、轻轨交通工程测量规范.北京:中国计划出版社,
[2]潘国荣,王穗辉.地铁盾构施工中的若干测量手段及方法.测绘通报,2001,l
[3]聂爱梅地铁控制测量检测主要技术方法[j]工程与建设,2008 ( 1):45一47
[4]肖书安国外隧道施工侧量技术的现状和发展[j]隧道建设,2007 ,27 ( 1) : 76一79