盾构法隧道测量20160508

21
3 《盾构法隧道测量工作指引》（问题防范对策）
3.1 《盾构法隧道测量工作指引》简介
3.2 工作分解结构（WBS）
★ WBS简介 ★ WBS示例：盾构导向系统计划线数据 3.3 责任矩阵（RAM） ★ RAM简介 ★ RAM示例：盾构导向系统计划线数据 3.4《指引》中的开创性工作简介
盾构法隧道 测量工作指 引
——实时性：盾构机在推进的过程中，要求实时地反映盾构机的姿态。
5
1 盾构法隧道测量简述
1.2 盾构法隧道施工测量步骤
盾构法隧道测量的步骤如下
策划 准备
联系 测量
盾构 始发 测量
洞内 控制 测量
盾构 掘进 测量
盾构 接收 测量
6
1 盾构法隧道测量简述
1.3 盾构法隧道施工测量与矿山法隧道测量比较
施工 测量 方法 仪器 测量方法 常规测量分工 控制原理及流程 纠错措施
移站前 移站后
18
2 盾构法隧道常见的测量事故案例
（续前）
案例四： 目前，国内地铁一般对“移站断差”不做控制，石家庄地铁1
号线是从2015年初开始管理该指标的。移站断差控制不好，会引 发盾构机“纠偏”频繁，轻则会导致管片错台、开裂，重则会导致
成型隧道超限。
事件处理：该段成型隧道虽然临近超限且错台较多，但尚能满 足限界要求。
7
1 盾构法隧道测量简述
1.3 盾构法隧道测量与矿山法隧道测量比较
结合上表比对分析，盾构法隧道测量相较矿山法隧道测量具有如下特点：
——测量内容更多：增加了联系测量、导向系统测量与跟踪式人工复测。 ——纠错难度更大：盾构法隧道中，管片拼装与掘进同时进行，复核纠错 的时间较少（不存在掘进放样与衬砌放样的时间差），一旦出现超限，只能通 过调线调坡或重建方式来处理。 ——后方支持更少：盾构机掘进速度非常快，可供测量作业的时间非常有 限，联系测量、地下控制测量与导向系统测量大多由现场测量组独立完成，相 较于矿山法隧道，所获取后方精测队的支持极为有限。 ——测量原理更复杂：盾构测量相较矿山隧道测量，增加了导向系统这 一重要环节。而导向系统是诸多测量仪器、仪表、软硬件的集成，其原理及操 作更加复杂。 自动导向系统是盾构法隧道测量的关键设备，下面就其原理和构成，做简 要介绍。
14
非常严重
2 盾构法隧道常见的测量事故案例
案例一：
事故情况：2014年12月，华北某城市地铁XX区间盾构机接收时
发现掘进轴线与设计轴线存在偏差159mm，造成盾构机姿态与洞门下 缘相抵触，割除局部洞门钢环后，勉强接收，但造成洞口加固区出现小 面积坍塌。 主要原因分析：洞内控制导线最末端的控制点，精度超限，未能 及时检核发现，在精度超限的控制导线的指引下，盾构机掘进，导致接 收段落成型隧道超限，并造成接收困难。 事故处理：通过调线调坡后，满足使用功能。
8
1 盾构法隧道测量简述
1.4 盾构自动测量导向系统简介
盾构自动测量导向系统：是一种集测量、仪器仪表和计算机软硬件技术于一体， 具有对盾构掘进姿态进行动态测量功能的系统。硬件负责获得数据，与之配套的软件 则负责处理数据，导向系统则在盾构推进的过程中实时测量，并把信息及时反馈给工 作人员。 按实现的技术原理分为：激光靶导向系统技术原理、棱镜法导向系统技术原理。 激光靶 导向系 统原理
主要原因分析：项目部盾构测量工作存在管理缺陷，加之使用的测量导向系 统未对操作权限进行详细分级设置，测量人员为逃避监控，违规操作，私自修改计
划线数据，导致隧道超限问题发生。
事故处理：经调线调坡后满足运营限界要求。 相关案例：前述，华南某城市的XX区间，也存在私自修改计划线数据的情况。
20
2 盾构法隧道常见的测量事故案例
综上五个典型案例来看，盾构法隧道测量超限事故就其引 发原因至少有五种之多。 课题组通过对众多的测量事故调查发现，当前盾构法隧道 测量现状不容乐观，简要概括为“四多四少”特点：
——作业环节多管控手段少
——边干边学者多精通业务者少 ——责任大付出多地位低收入少 ——超限事故多刨根问底少 精通盾构测量=熟悉盾构施工工艺+掌握导向系统+精通 控制测量；同时满足这三个条件的人寥寥无几！
导向系统集成 11
1 盾构法隧道测量简述
1.4 盾构自动测量导向系统简介 盾构自动测量导向系统常见类型
德国VMT 英国ZED
上海力信RMS-D
日本演算工房
12
1 盾构法隧道测量简述
1.4 盾构自动测量导向系统简介
通过对国内比较有代表性的四类导向系统的调查发现，导向系统行业 呈现“一有三无”的特点： ——有市场：据不完全统计，国内盾构达一千余台，每台盾构都必须配 置一套导向系统。一套德国VMT激光靶导向系统售价高达160万元，国产 力信也达90万元之多。 ——无标准：当前国内尚无针对导向系统的技术标准。 ——无教材：对于导向系统，厂家均会提供使用说明书，鉴于各厂家对 自己商业秘密的保护，抑或就是一种商业模式，各家的说明书差异较大， 涉及到核心内容时大多语焉不详，导致大多从业者知其然而不知其所以然 。由于缺乏教材和专业参考书籍，给从业人员的业务学习带来诸多困难。 ——无监管：导向系统作为一种集成化后的计量设备，目前尚无技术 监督管理，其精度的检定或校准也无从谈起。
“-”号，导致曲线转为反向。掘进过程中，相关人员已觉察异常，但未引
起重视。随后，测量人员自己发现了问题的所在，出于畏惧心理，没敢向 上汇报实情，而是错上加错，私自设置了迂回曲线进行盾构机接收。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
事故处理：对成型隧道调坡处理后，仍有70m隧道拆除重建。
相关案例：2014年西南某城市地铁也出现过类似事故。
北方公司召开了参建单位三级公司总工程师参加的盾构测量专题会，出
棱镜法 导向系 统原理
六 六
9
1 盾构法隧道测量简述
1.4 盾构自动测量导向系统简介
固定在盾构机上的导向系统 激光靶
安装在成型管片上的测站点
盾构机
安装在成型管片上的后视点 成型隧道
10
1 盾构法隧道测量简述
1.4 盾构自动测量导向系统简介 盾构导向系统（硬件）组成
激光靶
全站仪
后视棱镜
黄盒子
工业电脑
22
3 盾构法隧道测量工作指引
3.1 《盾构法隧道测量工作指引》简介
2014年05月份 2014年12月份 受股份公司安全生产部的委托，对导向系统的使用性能作调查研究。 中铁北方公司在开展石家庄地铁盾构测量专项检查时，发现测量工作现 状令人担忧，开始着手研究制定管理及技术措施。
2015年03月份
2015年03月份
盾 构 法
控制原理：主要通过导线 控制测量：地面控 三级公司精测队实施： 网和导向系统来控制盾构 制网+联系测量+ 机姿态（刚体，6个自由 地面控制网； 常规测 地下控制导线。 度），进而控制管片姿态。 出现隧道超限，只 量仪器 能通过调线调坡或 +导向 放样测量：采用导 项目部测量组，实施 控制流程：导线网+导向 重建来处理。 向系统对掘进和管 系统 联系测量、地下控制 片拼装一次“放 系统→盾构机姿态→管片 导线、导向系统测量、 姿态→成型隧道轮廓。 样”。 人工复核测量。
13
2 盾构法隧道常见的测量事故案例
盾构法隧道测量存在问题相对较多，现场测量事件/事故也 频繁发生，从产生原因分析，大致分为五种类型。 盾构隧道测量典型事故类型
序号 1 2 3 4 5 测量事故常见类型 控制网精度超限 计划线错误 导向系统零位未校核 移站断差失控 管理缺陷+导向系统 权限漏洞 危害程度 非常严重 非常严重 严 严 重 重 典型事故案例 华北某城市地铁XX区间 华南某城市地铁XX区间 中原某城市地铁XX区间 华北某城市地铁XX区间 西南某城市地铁XX区间
相关案例：2003年11月华南某城市地铁沥大区间隧道轴线超限
15
2 盾构法隧道常见的测量事故案例
案例二：
事故情况：2008年12月，华南某城市XX区间左线在掘进完成后，贯 通测量时发现，约119m成型隧道偏离轴线，最大偏移量1793mm。 主要原因分析：在盾构机接收前150m范围内， VMT系统出现异常， 数据丢失，测量人员重新输入计划线数据时，出现错误，曲线要素少输入
盾构法隧道测量问题与对策
中铁投资集团.北方投资发展有限公司
2016年9月 青岛
1
盾构法修建隧道与传统的工法相比，具有安全、快速、低成本 等优势，在国内地铁建设领域已被广泛应用。目前，股份公司拥有 盾构达300余台，已经成为中国中铁的核心装备。然而，盾构法隧道 因测量而导致的超限事故屡有发生，引起了股份公司的高度重视。 受股份公司安全生产部委托，中铁北方投资公司于2014年5月 开始调查各种常用盾构导向系统的现状，并于2015年3月成立了科 研课题组，确立了研究方向，结合石家庄地铁一号线的实践，对盾 构法隧道测量中的诸多问题进行了深入研究，形成了针对性较强的 技术及管理对策《盾构法隧道测量工作指引》。2015年10月份在上 海“中国中铁2015年地铁工程项目管理暨安全质量管控推进会”上 作了经验技术交流。2015年12月份股份公司印发了中铁股份生产 （2015）140号文关于印发《中国中铁股份有限公司盾构法隧道测 量管理卡控要点》的通知。 在此汇报我们的工作与体会，请各位领导与同行批评指正！
17
2 盾构法隧道常见的测量事故案例
案例四： 事件情况：2014年5月，华北某城市地铁XX区间，YK13+160.8 ~+192.0段（约26环），掘进时连续出现盾构机姿态偏差较大，造成成 型管片轴线偏差最大达93mm（规范要求100mm）。 主要原因分析：在该段隧道测量移站作业过程中，移站前后盾构机姿 态数据经对比，偏差达60mm，项目部未采取重新测量或校核情况下，采 用新的数据进行掘进控制，造成移站点附近盾构机姿态出现波动较大，相 应段落管片姿态偏差较大，轴线临近超限且错台较多。