盾构施工测量技术

盾构施工测量技术

一、引言

盾构施工技术以其安全高效、可穿越复杂地层的特点,在地铁、大型引水工程及城市市政建设中被广泛应用，盾构

施工采用的工艺不同于传统施工方法,因此其测量手段与传统测量手段既紧密联系又有很多不同。盾构法施工中所采用

的有效合理的测量措施,是确保工程施工安全、高效的重要

保障。为适应公司快速发展及精细化管理的迫切需求，公司

整合相关施工经验，编制盾构施工测量技术，希望能为相关

工程提供借鉴。

二、盾构施工测量质量管理目标和质量指标

（一）盾构施工测量质量管理目标是确保在线路上不产

生因施工测量超差而引起修改线路设计从而降低行车运营

标准。

（二）质量指标为在任何贯通面上，暗、明挖隧道横向

贯通中误差小于±50mm，高程贯通中误差小于±25mm。三、盾构施工测量主要内容

（一）盾构始发前阶段测量工作主要分为：工程交接桩、

地面控制网复测、测量及监测方案编制、始发前联系测量、

始发洞门环复测、始发托架、反力架定位、导向系统安装等。

1、工程交接桩交接桩由业主主持，监理及承包商参加，各方签署交接桩记录（按业主下发表格执行），交接桩

点位与相邻标段应至少保证有两个共用点位。

2、地面控制网复测施测使用仪器设备需保证其各项

误差达到精度指标，施测人员应根据气压、温度等地域环境

条件对仪器设备参数进行重置，长距离测边时建议进行高斯

投影改正，地面控制网复测成果应满足相关规范要求。

3、测量及监测方案编制开工前需根据工程特点编制

本工程测量、监测方案，并报监理审查同意后报业主批准执

行，技术部分要求合理，有针对性、可操作性，重点应放在

保证空间位置正确、与相邻工程的衔接等方面。

4、始发前联系测量始发前须将经复测合格后的地面

平面、高程控制网传递至井下，做为地下控制测量依据，并

报监理、业主复测审核。联系测量应根据实际条件因素选择

合理的测量方法，平面控制网宜采用直接传递法、两井定向

法、联系三角形法、陀螺经纬仪铅锤仪（钢丝）组合法、投

点定向法等，高程控制网宜采用悬挂钢尺法。基坑长度大于

100m且具备直接通视条件时（垂直角应小于30°），建议采用直接传递法；不具备直接通视条件且基坑长度大于40m 时建议采用两井定向法；基坑长度小于40m时建议采用联系三角形法（即一井定向法）；陀螺经纬仪铅锤仪（钢丝）组

合法及投点定向法建议结合其它测量方法共同施测。联系测

量控制标准应满足各项规范要求。

5、始发洞门环复测始发前应测定洞门环的空间位置、

垂直度及椭圆率等情况，宜通过测量洞门环板内圆的三维坐

标进行计算，圆周测量应不少于8个点位且平均分布。

6、始发托架、反力架定位盾构机初始状态主要取决于始发托架及反力架的安装情况，固应根据实际情况对盾构

机始发轴线进行合理的研究后确定。盾构机在直线段始发时

可根据洞门环偏差情况确定始发轴线，根据0环位置推算出反力架里程，始发轴线宜平行于线路轴线且两轴线较差小于

50mm。盾构机在曲线段始发时宜采用切线或割线始发法，应

保证盾构机直线进洞后盾头与设计轴线偏差及盾尾在洞门

环处与设计轴线偏差相对适宜且满足规范要求，同时应考虑

车站内净空等条件是否满足需要。小半径曲线始发段或其它

特殊条件下可根据实际情况报监理、业主在基坑施工时对洞

门环净空或位置进行适当调整。

盾构机曲线段切线、割线始发示意图

由于始发托架存在加工误差和多次使用后的变形误差，

固始发托架安装前需进行试拼以对其实际状态进行测量，以

实际测量尺寸数据计算其相应的定位数据。反力架安装应保

证其空间位置及垂直度均满足相应规范要求。

7、导向系统安装盾构机自动导向系统通过运用测量

原理，结合仿真技术，可将在土层中向前掘进的盾构机模拟

成清晰可见的图形型式，并辅以文字标识，实时展现在盾构

机操作手面前，以达到对盾构机掘进姿态实时监测的目的。

现行主要使用的有激光导向系统和多棱镜导向系统，由于其

不同的开发模式及较快的改进和完善速度，固要求一线操作

人员需对自动导向系统工作原理、计算方法、操作流程、注

意事项全面掌握后方可使用。

7.1、德国VMT自动导向系统为主要使用的激光导向系统，其工作原理为：由全站仪发射出一束可见的红色激光束

照射到ELS靶面板中心位置，光束相对于ELS靶的位置通过ELS靶上小棱镜精确测定，水平角由全站仪照射到ELS靶的入射角决定的，ELS靶内部安装的双轴传感器来测定ELS靶的上下、左右倾角和入射点相对于ELS靶的中心线的旋转角，再通过ELS靶中心和盾构机轴线的平面几何关系,可得出盾构机轴线，与输入隧道掘进软件的设计中心线比较,即显示出盾构机与隧道设计中心线的关系。

VMT掘进软件输入的数据参数将直接影响盾构机姿态

显示信息的准确性，测量人员应反复核对后予以正确处理。

盾构机机体结构参数为固定值且每台盾构机均不同，应根据

盾构机图纸予以确定，可与初始数据夹或VMT公司备份文件核对。软件中DTA为设计轴线编辑功能，其数据为盾构机掘

进提供方向依据，数据输入错误会致使盾构机按错误的方向

掘进。为盾构施工测量质量事故重大风险源，应执行严格的

复核程序，需按公司测量管理办法相关规定报公司测量工程

师审核，按业主相关规定报监理及业主工程师审核，以保证

其数据准确无误。其数据输入信息如下：

初始值栏：

里程：隧道设计轴线上起算点里程，小里程至大里程掘进时为正值，反之为负值

东向：起算点Y坐标