盾构隧道断面测量技术
盾构隧道测量方案
盾构施工地面监测方案1、概况1.1、工程概况深圳地铁5号线土建2标盾构施工共包括三个区间，分别是：翻身站～灵芝公园站、灵芝公园站～大浪站、大浪站～同乐站。
翻身站～灵芝公园站设计起止里程CK4+196.34～CK5+461.66。
其中左右线CK4+196.34～CK4+410各213.66m为矿山法施工暗挖隧道；左线盾构区间CK4+410～CK5+461.66，长1265.32m；右线盾构区间CK4+410～CK5+461.66，长1252.68m; 灵芝公园站～大浪站起点里程为CK5＋686.661，左线隧道设计终点里程为CK6+265.602，长578.941m；右线设计终点里程为CK6+109.605，长422.944m; 大浪站～同乐站区间起点里程为CK6＋588.140，左线隧道设计终点里程为CK7+201.660，长613.520m；右线设计终点里程为CK7+241.200，长653.060m。
1.2、施工总体方案投入两台海瑞克复合式土压平衡盾构机（配备保压泵碴装置），两台从同乐明挖区间盾构井站先左线、后右线下井始发，由北向南沿创业路掘进；至大浪站，过站；再从大浪站南端始发、掘进，进入灵芝公园站北端头井吊出转场。
两台分别再从翻身站北端始发,通过矿山法隧道,由南向北掘进,至灵芝公园站南端头井吊处,退场。
为了确保盾构机从同乐～大浪～灵芝站和翻身～灵芝站三个区间顺利准确的进行掘进施工，对翻身～同乐站三区间的地面导线点联测控制导线测量，地面高程测量为盾构机掘进前施工奠定基础。
2、编制依据《地下铁道、轻轨交通工程测量规范GB50308-1999》《广州地铁三号线工程施工测量管理细则》《工程测量规范》（GB500026-93）《城市测量规范》（CJJ8-99）《铁路测量规范》（TBJ101-85）3、仪器设备配置4、施工测量组织机构整个区间施工中，项目经理部设测量主管一名，负责具体的施工测量工作管理及安排；专职测量工程师二名，负责现场施工测量放样及内业资料的整理；专职测量工三名。
盾构测量方法及要领
1控制测量1.1平面控制测量:1.1.1平面控制测量概述:地铁施工领域里平面控制网分两级布设，首级为GPS 控制网，二级为精密导线网。
施工前业主会提供一定数量的GPS点和精密导线点以满足施工单位的需要。
施工单位需要做的是在业主给定的平面控制点上加密地面精密导线点，然后是为了向洞内投点定向而做联系测量，最后是在洞内为了保证隧道的掘进而做施工控制导线测量。
不管是地面精密导线还是洞内施工控制导线都是精密导线测量，虽然边长不满足四等导线的要求，但是基本上是采用四等导线的技术要求施测，其中具体技术要求在《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》都有规定。
1.1.2地面平面控制测量：在业主交接桩后，施工单位要马上对所交桩位进行复测。
业主交桩数量有限，不一定能很好地满足施工的需要，所以经常要在业主所交桩的基础上加密精密导线点，以方便施工。
特别是在始发井附近，一定要保证有足够数量的控制点，不少于３个。
其具体技术要求在《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》都有规定。
1.1.3 洞内平面控制测量洞内施工控制导线一般采用支导线的形式向里传递。
但是支导线没有检核条件，很容易出错，所以最好采用双支导线的形式向前传递。
然后在双支导线的前面连接起来，构成附合导线的形式，以便平定测量精度。
洞内施工控制导线一般采用在管片最大跨度附近安装牵制对中托架，测量起来非常方便，且可以提高对中精度，还不影响洞内运输。
强制对中托架尺寸形状要控制好，以便可以直接安装在管片的螺栓上面，不需要电钻打眼安装。
由于盾构施工一般都是双线隧道错开50环左右掘进，如果错开环数很大，后面掘进的盾构机由于推力很大，会对前面另一个洞的导线点产生影响。
特别是在左右线间距较小岩层很软时，影响很大，很容易导致测量出大错。
还有就是如果在曲线隧道里，管片上的导线点间的边角关系经常受盾构机的推力和地质条件的影响，所以要经常复测。
1.2 高程控制测量：1.2.1高程控制测量概述：高程控制测量主要包括地面精密水准测量和高程传递测量及洞内精密水准测量，在广州地铁领域里的精密水准测量也就是城市二等水准测量。
盾构隧道施工测量技术规范
点位中误差 犿犲犪狀狊狇狌犪狉犲犲狉狉狅狉狅犳犪狆狅犻狀狋 表示点位精度的一种数值指标，指真坐标与测量最或然坐标位置的差值平方和的平方根。 ３．７ 极限误差 狋狅犾犲狉犪狀犮犲 在一定测量条件下规定的测量误差绝对值的限值。通常以测量中误差的２～３倍作为其极限误差。
犐犘犆犛１１９３．０６０
团 体 标 准
犜／犆犛犘犛犜犆４２—２０１９
盾构隧道施工测量技术规范
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２０１９１２２６发布
２０２００４０１实施
中国科技产业化促进会 发 布
犜／犆犛犘犛犜犆４２—２０１９
目 次
前言 ………………………………………………………………………………………………………… Ⅲ １ 范围 ……………………………………………………………………………………………………… １ ２ 规范性引用文件 ………………………………………………………………………………………… １ ３ 术语和定义 ……………………………………………………………………………………………… １ ４ 地面平面控制测量 ……………………………………………………………………………………… ２ ５ 地面高程控制测量 ……………………………………………………………………………………… ６ ６ 联系测量 ………………………………………………………………………………………………… ９ ７ 盾构始发与接收测量…………………………………………………………………………………… １２ ８ 盾构姿态测量…………………………………………………………………………………………… １３ ９ 洞内导线测量…………………………………………………………………………………………… １５ １０ 贯通测量和竣工测量 ………………………………………………………………………………… １６ １１ 质量检查与验收 ……………………………………………………………………………………… １７ １２ 信息化管理 …………………………………………………………………………………………… １８ 附录 Ａ （资料性附录） 地面平面控制测量 ……………………………………………………………… １９ 附录Ｂ（资料性附录） 联系测量 ………………………………………………………………………… ２０
盾构隧道管片质量检测技术标准CJJ／T
盾构隧道管片质量检测技术标准（CJJ/T 164-2011）说明：目前网上尚无“盾构隧道管片质量检测技术标准（CJJ/T 164-2011）”的word 版文档；为了让大家更好的学习和交流这份规范，网友ershibasui1474编写了这份规范的电子版，请大家尊重该规范的版权和权威性，不得侵犯该规范编写单位及编写人的知识产权。
该规范是在很匆忙的时间内完成的，并未进行复核，请大家在阅读时注意其中可能存在的错误并予以更正。
1总则1.0.1为加强盾构法隧道工程施工管理，统一盾构隧道管片质量检测和验收，保证检测准确可靠，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于采用盾构法施工的盾构隧道混凝土管片和钢管片进场拼装施工前的检测和质量验收。
1.0.3 盾构隧道管片质量检测和验收除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语2.0.1 管片盾构隧道衬砌环的基本单元，包括混凝土管片和钢管片。
2.0.2 混凝土管片以混凝土为主要原材料，按混凝土预制构件设计制作的管片。
2.0.3 钢管片以钢材为主要原材料，按钢构件设计制作的管片。
2.0.4 水平拼装检验将两环或三环管片沿铅直方向叠加拼装，通过测量管片内径、外径、环与环、块与块之间的拼接缝隙，从而评价管片的尺寸精度和形位偏差。
2.0.5渗漏检验对混凝土管片外弧面逐级施加水压，观察水在混凝土管片内弧面及拼接面的渗透情况，评价管片抵抗水渗漏的能力。
2.0.6抗弯性能检验对混凝土管片施加抗弯设计荷载，分析混凝土管片在抗弯荷载作用下的变形、管片表面裂缝的产生和变化，评价管片的抗弯性能。
2.0.7抗拔性能检验对混凝士管片中心吊装孔的预埋受力构件进行拉拔试验，评价管片吊装孔的抗拔性能。
2.0.8粘皮混凝土表面的水泥砂浆层被模具粘去后留下的粗糙表面。
2.0.9飞边模塑过程中溢人模具合模线或脱模销等间隙处并留在混凝土管片上的水泥砂浆。
2.0.10 拼接面采用某种方式将盾构隧道管片连接起来，管片与管片之间的接触面。
盾构隧道管片质量检测技术标准(CJJ／T 164)
盾构隧道管片质量检测技术标准（CJJ/T 164-2011）说明：目前网上尚无“盾构隧道管片质量检测技术标准（CJJ/T 164-2011）”的word 版文档；为了让大家更好的学习和交流这份规范，网友ershibasui1474编写了这份规范的电子版，请大家尊重该规范的版权和权威性，不得侵犯该规范编写单位及编写人的知识产权。
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1总则1.0.1为加强盾构法隧道工程施工管理，统一盾构隧道管片质量检测和验收，保证检测准确可靠，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于采用盾构法施工的盾构隧道混凝土管片和钢管片进场拼装施工前的检测和质量验收。
1.0.3 盾构隧道管片质量检测和验收除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语2.0.1 管片盾构隧道衬砌环的基本单元，包括混凝土管片和钢管片。
2.0.2 混凝土管片以混凝土为主要原材料，按混凝土预制构件设计制作的管片。
2.0.3 钢管片以钢材为主要原材料，按钢构件设计制作的管片。
2.0.4 水平拼装检验将两环或三环管片沿铅直方向叠加拼装，通过测量管片内径、外径、环与环、块与块之间的拼接缝隙，从而评价管片的尺寸精度和形位偏差。
2.0.5渗漏检验对混凝土管片外弧面逐级施加水压，观察水在混凝土管片内弧面及拼接面的渗透情况，评价管片抵抗水渗漏的能力。
2.0.6抗弯性能检验对混凝土管片施加抗弯设计荷载，分析混凝土管片在抗弯荷载作用下的变形、管片表面裂缝的产生和变化，评价管片的抗弯性能。
2.0.7抗拔性能检验对混凝士管片中心吊装孔的预埋受力构件进行拉拔试验，评价管片吊装孔的抗拔性能。
2.0.8粘皮混凝土表面的水泥砂浆层被模具粘去后留下的粗糙表面。
2.0.9飞边模塑过程中溢人模具合模线或脱模销等间隙处并留在混凝土管片上的水泥砂浆。
2.0.10 拼接面采用某种方式将盾构隧道管片连接起来，管片与管片之间的接触面。
盾构施工测量
盾构施工测量技术盾构法隧道施工是一项综合性的施工技术，它是将隧道的定向掘进、运输、衬砌、安装等各工种组合成一体的施工方法。
其埋设深度可以很深,不受地面建筑、天气和交通等的影响，机械化和自动化程度很高，是一种先进的土层隧道施工方法，广泛应用于城市地铁、越江隧道等的施工中。
盾构施工测量主要是控制盾构的位置和推进方向，目的是确保盾构按照设计轴线推进，管片拼装后型后满足隧道轴线误差控制要求。
利用洞内导线点测定盾构机的位置(当前空间位置和轴线方向），通过推进油缸施以不同的推力，调整盾构的位置和推进方向，使盾构机的掘进按照设计的线路方向推进.盾构推进只是盾构施工技术的一部分，在整个施工过程中，施工测量还包括地面测量（地面控制测量﹑沉降观测和井位放样等)﹑联系测量（方位传递﹑坐标传递和高程传递等）以及地下施工测量（地下导线点的测设、洞门钢环的安装、始发台的定位、反力架的定位、盾构始发测量﹑盾构掘进过程中的测量、隧道沉降测量﹑联络通道的施工测量、盾构到达测量、贯通测量、断面测量以及竣工测量等）。
每一步的测量工作都十分重要，直接影响下一步的施工。
在各项工作中,最为重要的是地面控制测量﹑联系测量﹑地下控制测量和盾构施工测量。
这些工作决定着隧道能否达到设计要求,盾构机能否准确进入接受井并确保隧道准确贯通。
一、地面控制测量1、地面平面控制测量对于隧道工程，地面控制测量的主要任务是建立合适的测量控制系统，提供可靠的地面控制点，为联系测量和地下控制测量提供起算依据,同时也作为以后复核测量和竣工测量的起算数据。
地面测量控制网的点位和起算数据由建设单位负责提供，一般要求暗挖隧道的地面控制网精度不应低于国家四等三角网测量的技术指标及精度要求,同时要根据盾构隧道的贯通长度、联系测量和地下控制导线的精度等条件，估算地面控制网应达到的精度。
施测时，以现有平面GPS控制点为依据布置平面控制点，建立地面导线控制网。
2、地面高程控制测量以现有的二等水准点从工作井至接收井布设水准线路，用此精密水准点来控制隧道的施工高程。
盾构法隧道工程监测技术交流
盾构法隧道工程监测技术交流1 概述1.1盾构的定义盾构，全称隧道掘进机（Tunnel Boring Machine），是一种用于软土、土岩混合、岩石等地层内隧道暗挖施工的机械设备，具有金属外壳，外壳内装有整机及其辅助设备，通过外壳的掩护进行地层开挖、渣土（石）排运、整机推进和管片安装或其他支护等作业，使隧道一次成型。
传统上讲，用于土层或土岩混合地层的称为盾构，用于岩石地层的称为岩石全断面掘进机（国际上简称TBM）。
在欧美地区，一般将上述两种情形统称为TBM，而在日本、中国和东南亚地区，仍习惯的有盾构和TBM之分。
盾构是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构集机、电、传感、信息等技术于一体，具有开挖切削地层、输送渣土、拼装隧道衬砌（一般是管片或锚喷支架支护）、测量导向纠偏等功能。
盾构已广泛用于城市地铁、铁路、公路、市政、水电隧道等工程中。
TBM是Tunnel Boring Machine的简称，在盾构/TBM的发展历史上，曾经在很长一段时间里一直将盾构定义为在土体内修建开挖隧道的机械化设备，而将TBM定义为在岩石地层中开挖隧道的机械化设备。
随着社会的不断发展，工程建设大规模开展，施工建设条件更加复杂，在采用机械掘进机开挖隧道的过程中，经常遇到隧道断面为土岩混合的情况，同时在全岩隧道开挖中大量出现软硬不均（岩石的无侧限抗压强度相差较大，国际上一般定义岩石单轴抗压强度为10～20以上）的地层情况，土层隧道开挖中出现断面内土体性质差异较大的复合地层等情况，因此国际隧道协会已经将软土盾构和硬岩TBM统称为TBM。
图1和图2分别为典型的盾构和TBM刀盘外部结构图。
为了统一使用外文译文中的盾构或TBM这个词，同时也为了规范国内对盾构设备的用语，我国已在一些相关规范或规程中将历史上曾经的“盾构机”一词统称为“盾构”。
尽管国际隧道协会已经将传统意义上的盾构和岩石TBM的称谓仍然会争论一段时间，例如混合式盾构、混合式TBM，泥水盾构、泥水TBM等。
盾构施工测量技术要求
盾构施工测量技术要求为了进一步加强盾构施工测量的管理，更好的在掘进过程中监控盾构姿态，确保盾构掘进方向正确，并且使各相关单位、部门及时掌握盾构掘进姿态情况，现对盾构施工测量要求如下：一、控制测量1、地面控制测量与联系测量应同步进行，在隧道贯通前，测量次数不能少于四次。
宜在盾构始发前、隧道掘进至100m、300m以及距贯通面100~200m时分别进行一次。
当地下起始边方位角较差小于12″时，可取各次测量成果的平均值作为后续测量的起算数据指导隧道贯通。
2、地下平面控制点布设应采用强制对中装置，隧道内控制点间平均边长宜为150m，曲线隧道控制点间距不应小于60m。
地下控制点应避开强光源、热源、淋水等地方，控制点间视线距隧道壁应大于0.5m。
每次向前延伸地下控制导线前，应从地下起始边开始进行延伸测量。
3、地下控制点布设完毕，在隧道贯通前应至少测量三次，地下控制导线的起始边应取第1条规定的平均值。
重合点重复测量坐标值的较差应小于30×d/D（mm），其中d为控制导线长度，D为贯通距离，单位为米。
满足要求时，应取逐次平均值作为控制点的最终成果指导隧道贯通。
4、地下控制点延伸测设，施工单位每次向前延伸新的控制点时，新控制点的测量成果必须经过监理单位检验复核，第三方复测审批。
施工导线延伸布设新点时，测量成果需报送监理检验。
5、对于控制测量、联系测量必须遵循“施工单位先测，监理单位检验复核，第三方复测审批”的原则，施工单位的测量成果必须经过监理单位、第三方审批合格后，方能用于指导施工。
二、盾构姿态及管片姿态测量1、盾构机姿态测量的内容包括平面偏差、高程偏差、俯仰角、方位角、滚转角及切口里程；管片姿态测量内容至少包括平面偏差、高程偏差。
2、盾构机姿态测量标志不少于3个，且标志点间距离应尽量大。
3、对于配备导向系统的盾构机，在始发前，必须利用人工测量的方法测定盾构机的初始姿态，成果应与导向系统测得的成果一致；在始发10环内，每一环都应对盾构机姿态进行人工测量；在盾构机正常掘进过程中，盾构人工姿态测量应在导向系统换站后进行；在到达接收井前50环内应增加人工测量频率。
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盾构隧道断面测量技术浅述
摘要：结合广州地铁三号线[天~华]两个区间段隧道施工测量工作的实践，介绍如何用水准仪和全站仪，进行地铁盾构隧道断面测量。
关键词：盾构隧道；断面测量；高程放样；三维坐标；偏差
中图分类号： u45文献标识码：a 文章编号：
1 概述
盾构法隧道断面测量不同于一般的矿山法隧道断面测量，它是在隧道全面贯通后才进行的，是盾构隧道施工测量的最后工作，用以检测已成型的隧道是否有侵入限界。
它已无法改变既有的形状，对隧道的开挖没有实际的控制作用。
但业主设和计单位要根据断面测量的成果，确定是否要对原设计的线路进行调整，以满足行车及其他设备安装的需要。
2 测量要求
盾构法隧道一般为圆形隧道，由多块预制管片拼装而成型，断面测量要求是：在指定的位置进行测量，每个断面测量10个点，如图形1。
顶部和底部测量其高程，计算两点间的高差，其他各点则是测量其到设计中线的横距（即水平距离）。
测量精度要求是里程误差<±50mm，点位高程误差<±10mm、横距误差<±10mm。
点位精度要求是比较高的。
盾构隧道断面测量要求是，曲线段4.5米，直线段9米测量一个断面。
每个断面测量10个点，这样的工作量是比较大。
因此要满足精度要求，又有较高的工作效率，选择适合的仪器和测量方法是比较重要的。
购买昂贵的隧道断面仪，仅能用于隧道断面测量，投资太大不合适。
为节省投资，在广州地铁三号线[天河客运站～华师站]盾构区间中，我们采用了水准仪配合全站仪，测量断面点三维坐标的方法进行断面测量，取得了很高的效率。
3 测量步骤
3.1待测断面高程放样
高程放样是指按断面测量的要求，在待测断面相应里程处的隧道管片，放样出具体的位置，一般是与轨面高相隔一定高度的位置，如上图1中左右两边上、中1、中2、下8个点。
盾构隧道施工过程中，要进行环片姿态测量的，因此每环的前端里程实际都已经知道，依据线路设计的轨面竖曲线要素，可求出各环对应里程处的轨面高程，则其他各点的高程也可以由相关尺寸求得。
此计算工作在室内提前完成。
外业操作时，将水准仪置于任意位置，以任一已知的水准点为后视，按一般高程放样的方法，在隧道两侧管片上，放样出待测断面里程对应的轨面高+450 mm（即左下和右下）的高程点位，并用红油漆标记。
其他各点，因位置比较高不好放置塔尺，不能直接用水准仪进行高程放样。
因此我们依据相关尺寸，制作了一个铝合金
卡尺，如图2。
将卡尺上距轨面450mm的横尺放置于已经标记好的右下或左下处，保持整个卡尺处于垂直状态（可在卡尺上安置水平尺），因卡尺上各横向尺是固定在竖尺上的，则其他各点位（中2、中1、上）即时可以知道，用油漆标记即可。
在实际操作中，一般是先将要测量的所有断面的左下、右下标记出来，同时测量出该断面处顶部和底部的高程，然后再用卡尺标记其他点位，这样操作速度比较快速。
3.2全站仪测量三维坐标
断面点横距测量采用全站仪测量三维坐标法，将仪器置于隧道内的任一个控制导线点上，按一般坐标测量的方法分别测量出各个断面的左下、左中2、左中1、左上和右下、右中2、右中1、右上的三维坐标。
只要通视良好，一次置站可以进行多个断面的测量，不需要每个断面都重新摆置仪器，效率明显提高。
3.3数据处理
测得断面各点的坐标后，用autocad作图法可求出各点到中线的横距l。
但相对整个隧道断面测量工作，测量点可能有几千个，显然作图法的效率是非常低的，为此要用相应的计算机程序进行计算。
如图3。
其中a、b是线路上的两个相隔一定距离（1m）的中线坐标，测量点ｏ里程位于两点之间，测量点ｏ到中线的横距l可用下式表示：
ｌ=ｄ×ｓinｂ（1）
点ｏ的里程ｌｏ可用下式表示：
ｌｏ＝ｌａ＋ｄ×ｃosｂ（２）
式中：d是测点ｏ到中线点a的水平距离，c是直线aｏ和中线ab之间的夹角，ｌａ是a点的里程。
根据以上（1）式和（2）式，用可编程计算器或计算机vb程序编程计算，则计算工作变得非常简便快速。
在广州市地铁三号线[天～华盾构]区间断面测量工作中，采用本人编写的“断面测量计算程序”，只要将外业测量数据按一定的格式编辑好（记事本即可编辑），全部计算工作几秒钟即可完成。
4 结束语
用水准仪和全站仪结合，用坐标测量法进行断面测量，一次置站可以进行大量的断面点测量，外业操作非常简单，照明及视线良好的情况下，三个人的工作组，一天可以测量100多个断面（约500米），内业计算仅需几秒钟。
对不同的隧道，测量位置要求可能不一样，但操作方法是一样的，只需将卡尺作相应的修改就能适用。
该方法操作简单，在本工程中全部采用了此方法，作业效率非常高，测量精度也能满足相关的技术要求，为盾构隧道断面测量提供很好的借鉴。
参考文献：
[1]陈永奇．工程测量学．修订版．北京：测绘出版社，1995.
[2]陆国胜．测量学．第3版．北京：测绘出版社，1993．
[3]周文波．盾构法隧道施工技术及应有应用．北京：中国建筑工业出版社．2004．。