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地铁盾构隧道测量误差研究

圃圆

地铁盾构隧道测量误差研究 何源

建筑科学

(海市信息管线有限公司上海 2 0 2 )上 0 0 0摘要:本文基于笔者多年从事地下工程潮量的相关工作经验,以地铁盾构隧道测量为研究对象,探讨了盾构隧道测量的误差分配及控 制措施,文首先简要阐述了盾构隧道潮量的定艾和范畴,后分析了隧道贯通误差的来源,后深度探讨了贯通误差的分配及误差控幸论而最 j

方法,全文是笔者长期工作实践基l;的理论升华, I上相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借薹意叉。 关键词:地铁盾构隧道测量误差贯通中图分类号: 2 P文献标识码: A文章编号: 6 2 3 12 0 ) 7b一0—0 1 7— ( 0 9o ( ) 0 0 1 7 9 7

1盾构隧道测量概述 地下工程测量是指建设和运营地表下面工程建筑物需要进行的测量工作,括包地下工程勘察设计、工和运营各个阶段施的测量工作。下工程测量的任务是保证地线状工程在规定误差范围内正确贯通,保证面状工程按设计要求竣工。 盾构方法以其独特的施工工艺特点和较高的技术经济优越性,隧道施工中得在到广泛应用, 1世纪末盾构机问世以来,从 8 与盾构施工相伴而生的盾构施工测量,一直在为盾构施工起着保驾护航的作用。 盾构法隧道工程施工,要进行的测需量工作主要包括: ( )面控制测量:地面上建立平面 1地在和高程控制网; ( )系测量: 2联将地面上的坐标、向和方高程传到地下,建立地面地下统一坐标系统; ( )下控制测量:括地下平面和高 3地包程控制; (隧道施工测量:据隧道设计进行 4)根放样,导开挖及衬砌的中线和高程测量。指 所有这些测量工作的作用是: () 1在地下标定出地下工程建筑物的设计中心线和高程,为开挖、砌和施工指定衬方向和位置; ( )证在开挖面的掘进中,工中线 2保施在平面和高程上按设计的要求正确贯通, 保证开挖不超过规定的界线,证所有建保筑物在贯通前能正确地修建; ()证设备的正确安装; 3保

( )设计和管理部门提供竣工测量资 4为料等。 盾构施工测量不仅要保障盾构机沿着隧道设计轴线运行,时提供盾构机掘进随的瞬时姿态,盾构机操作人员提供盾构为机姿态修正参数,同时还要对隧道衬砌环的安装质量进行测定。保证盾构机从始要发井经区间隧道准确进入接收井,须以必较高的精度实施盾构法隧道施工测量。

积累,使开挖工作面的施工中线不能理将想衔接,生的错开现象称为贯通误差。产 贯通误差在线路中线方向的投影长度称为纵向贯通误差 (称纵向误差 )在垂直简,于中线方向的投影长度称为横向贯通误差 (简称横向误差 )在高程方向的投影长度称,为高程贯通误差(称高程误差)简。 纵向误差只影响隧道中线的长度,与工程质量关系不大,隧道贯通没有多大对影响;程误差仅影响接轨点的平顺 (掘高边进边铺轨的隧道尤为突出)隧道的坡度,或 要求较高,实践表明,用一定的测量方应法,容易达到所需的精度要求。

GPS制测量方法己逐渐替代常规测量方控法,泛应用于地铁工程的地面控制测量。广 为适应施工方法的变更和应用方便,据依《下铁道、轨交通工程测量规范》介绍地轻,贯通误差的配赋情况。 地下铁道、轨交通工程测量规范》轻提出横向贯通中误差应在±5 r 0 m之内, a高程贯通中误差应在±2 mm之内。 5根据误差理论和国内外地铁贯通测量经验,向贯通误差的横合理配赋为地面控制测量的横向中误差应在±2 r 5 m之内,系测量中误差应在±2 m之 a联咖内,地下导线测量中误差应在±3 rm之内。 0 a

4地面控制测量控制误差环节 3贯通误差分配 盾构隧道工程测量,面控制网的网地形可以任意选择,地下控制测量只能布但设成导线形式,且是支导线形式。量精而测度的确定实质是贯通误差限值的配赋。由于施工中线和贯通误差是由洞内导线测量确定,计,不因此测量误差对贯通精度的影响,工误差和放样误差对贯通精度的影施响可忽略主要取决 1地上、下控制网的

二地布设情况和竖井联系测量,隧道贯通误即差主要来源于洞内、控制测量和竖井联外系测量。道施工中,隧地面控制测量和洞内控制测量往往由不同单位分开施测,应故将容许贯通误差加以适当分配。 平面控制测量,面上的条件较洞内好,地 则地面控制测量的精度要求应高一些,洞而内导线测量的精度要求可适当放低一点。 地面控制测量的误差作为影响隧道贯通精度的一个独立因素,向开挖洞内导单线测量的误差也作为一个独立因素,过通竖井开挖的贯通精度受竖井联系测量的影响较大,又把竖井联系测量的误差作为故个如按等影响原则分配,面控制测量地误差对横向贯通中误差 Ma的影响允许值 一 一

盾构法隧道工程施工是由一侧竖井出发,掘进至另一侧竖井,就必然会在线路这的纵、、三个方向出现贯通误差,中横竖其 横向贯通误差对工程质量影响最大,隧是道控制测量的重点工作。地面及地下控从 制测量的设计到进洞测量的各项工作, 都

必须紧紧围绕如何保证贯通精度,别是特横向贯通精度,设计图纸和工程使用要在求所允许的范围内。面主要探讨地面控下制测量控制误差的环节。 当地面控制网按首级 GPS网和二级精密导线网的方式布设时, 5±2 mm成为GPS 网和精密导线网的联合横向中误差限差。 点位的误差影响为: P= j r + m G S P网中最弱点的点位中误差; m:精密导线网中最弱点的点位中误差实测过程中,要注意合理、效地发挥各自的特需有点和优势,取最可靠、精确的观测成获最 果。 GPS量应注意:测 ()位选在交通方便、 1点易于安置接收 z z

=±/ 3=± .坳 均 4 05 8 纵向贯通误差,要影响隧道中线的主长度,只要求满足定测中线的精度,限差即

2隧道贯通误差介绍 地下工程测量与地面工程测量相比,

△=2 L 2 0 (隧道长度), m,/ 0 0L

尽管测设方法有很多共同之处,地下工但程测量仍有其特殊性。状地下工程逐步线

开挖、工面狭窄、同工段之间不能通施不视,因此,量工作不能互相照应,便组测不织检核,了差错很难及时发现,个测量出整工作的正确性只有到开挖工段间贯通后才能得以证明。见侧量工作在地下工程建可设中具有十分重要的作用,有疏忽必将稍造成无可挽回的损失。 盾构法隧道施工中,面控制测量、地联系测量、下控制测量和细部放样的误差地

高程控制测量,内有烟尘、气,洞水按等影响原则分配,等的原则分配,内的相洞水准路线短,高差变化小,些条件比地面这的好;一方面,亮度差和施工干扰等不另光利因素,面与地下控制测量的误差,地应竖井联系测量作为一个独立因素,高程贯对通精度的影响,应按地面控制测量误差参考文献也[]于来法, .事工程测量学【】八一 1等军 M .对高程贯通中误差 Me的影响允许值为

设备的地方,场要开阔,于避开对电磁视利波接收有干扰的物体。 2尽管 G S () P测量不要求相邻测站点间通视,为今后便于用但常规测量方法联测或扩展,求每个控制要点应有一个以上的通视方向。 3 GPS网必 ()须由非同步独立观测边构成若干闭合环或附合路线以构成检核条件,高网的可靠提性。4观测前应编制出包括可见卫星号、 ()卫星高度角和方位角、佳观测卫星组的最最佳观测时间、位几何图形强度因子等内点容的G S P卫星可见性预报表。 5采用精密 ()星历和联测 w GS一8己知点。 4

【】居向明, . P在工程控制测量中应注 2等 G S上述贯通误差限值及精度要求均有一意的几个问题 .测绘学院学报,0 33 . 2 0 () 定局限性,着勘测和施工技术的发展 .随

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出版社, 9 4. 19

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