盾构法隧道测量20160508

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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!
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
19
2 盾构法隧道常见的测量事故案例
案例五:
事故情况:2015年1月,西南某城市地铁XX区间,受地质上软下硬影响,盾
构机掘进过程出现上漂现象,为了躲避业主的视屏监控,在项目部领导不知情的情 况下,现场测量人员通过私自修改计划线数据,使工业电脑操作界面上显示的姿态
“合格”,后经第三方复核测量发现,管片姿态出现较大偏差,最大达235mm。
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
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。
——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
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
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。
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。
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。
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。
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!
移站前 移站后
18
2 盾构法隧道常见的测量事故案例
(续பைடு நூலகம்)
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。
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
4
1 盾构法隧道测量简述
1.1 盾构法隧道测量特点
盾构法隧道测量,是盾构机赖以精确导向的一系列设备与作业的总称; 应具有如下特点: ——系统性:盾构法隧道测量包括策划准备、联系测量、盾构始发测量、 洞内控制测量、盾构掘进测量、盾构接收测量等一系列的测量活动,是一
项系统性很强的专门技术工作。
——精确性:掘进中要求管片安装偏差控制为:高程和平面±50mm, 成型隧道中线允许偏差为:高程和平面±100mm。
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
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
矿 山 法
控制测量:地面控 三级公司精测队实施: 控制原理:主要通过导线 制网+洞内控制网。地面控制网和洞内控 点来控制洞体空间位置 制网; (导线点,3个自由度) 二衬前如发现个别 常规测 部位超欠挖,可采 量仪器 放样测量:采用传 控制流程:导线网→线路 取措施进行处理。 项目部测量组实施放 统的全站仪水准仪, 中线→开挖及二衬轮廓。 对掘进和衬砌分次 样测量。 放样。
“-”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。
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。
16
2 盾构法隧道常见的测量事故案例
案例三:
事故情况:2014年7月,中原某城市地铁XX区间盾构始发刚掘进 16.5m时,发现盾尾间隙变化异常,经人工测量后,发现盾构机垂直姿态 偏差达184mm。 主要原因分析:经检查发现,系导向系统中倾斜仪装反所致。本案例 中的导向系统系日本演算工房,其售后服务能力在同类产品中较弱,所以 厂商和施工单位均没能及时发现盾构机倾斜仪装反的错误,导致将下坡向 指为上坡向,进而造成超限事故。 相关规范中,对于盾构机导向系统,均没有校准(检定)的要求,对 于导向系统的使用也没有相应的技术监督管理。本案例充分说明,“导向 系统零位检定“的必要性与重要性。 事故处理:将盾构机导向系统重新安装调试;隧道线路进行调坡处理。 相关案例:2013年华东某城市有类似事件发生。
2

1 2 3 4 5 4
盾构法隧道测量概述

盾构法隧道常见的典型测量事故案例
《盾构法隧道测量工作指引》(问题防范对策)
石家庄地铁1号线盾构法隧道测量管理实践
结语
3
1、盾构法隧道测量简述
1.1 盾构法隧道测量特点 1.2 盾构法隧道测量步骤 1.3 盾构法隧道测量与矿山法隧道测量比较 1.4 盾构导向系统简介
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
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
相关文档
最新文档