摘要：随着我国城市化步伐的加快，盾构施工技术在穿越复杂地质施工方面具有极高的安全性和高效性，因此被广泛应用于地铁建设中。其具体采用的施工工艺与传统的暗挖隧道施工工艺存在明显区别，在实际测量中，相对于传统的测量方法，存在密切相关性的同时，也有很多明显的区别之处。本文结合城市盾构区间施工实例，对盾构施工测量内容和方法进行了概述。
关键词：盾构；测量；定位；姿态；导向系统
引言
随着人民生活水平的不断提高，汽车数量的急剧增加在给人们的生活带来便利的同时，也造成了严重的交通拥堵现象。而地铁作为新兴交通工具的出现，不仅缓解了交通拥堵现象，充分利用了地下空间，其独具的准时、安全、大容量和运行速度也为城市居民的日常生活带来了更多的便利。因此针对地铁的各种优势，我国现阶段进入了大规模的城市地铁规划时代。
1控制要点
为保证工程的顺利进行及隧道质量，必须对盾构机初始姿态进行精确定位。盾构机定位是盾构施工的重要阶段，不但直接关系盾构施工的进度和成型隧道的质量，也是为后续盾构施工摸索、积累经验的过程；盾构机的初始姿态，首先决定盾构机能否顺利进入洞门。盾构中心点应与隧道中心点重合，偏差控制在１０ｍｍ内。前盾应比后盾高５０～７０ｍｍ，避免盾体开始脱离始发托架后因自身重量或者受力不匀导致栽头或者趋势偏离，从而使刀盘触及洞门，影响盾体顺利进洞后的姿态调整。
2洞门钢环复测
在盾构始发前及出洞前150~200m位置，及时复测洞门钢环，再反馈到盾构掘进以便进、出洞前进行姿态修正，达到精确进、出洞。使用全站仪在钢环外侧内边线上采集上下左右6个点或6个以上点的三维坐标。通过点拟合圆心的方法，可计算出钢环的圆心三维坐标。拟合圆心三维坐标和设计圆心三维坐标相比较，得出平面及高程偏差值。
3竖井联系测量控制点布设
井下测量控制点是盾构机定位测量控制的第１步，也是最重要的一步，其精度直接影响盾构始发进洞。利用始发井两端盾构预留井，在地面测设近井点，两端井口吊钢丝，在底板（井底）上布设４个控制点。并采用两井定向方法进行控制点竖井的联系测量。为保证地下定向精度，点位均采用埋设观测墩强制对中，以减少仪器对中误差，如
4始发托架测量
始发托架是盾构机的基座，托架导轨的位置和高程及坡度决定了盾构机的始发姿态。始发托架的测量就是要调整托架导轨的平面位置和高程及设定坡度，保证盾构机进洞后盾首和盾尾的姿态在允许偏差范围内。始发托架的测量就是测量导轨4个角的三维坐标，根据三维坐标判定托架的中线和掘进计划线的偏差。由托架端头里程处隧道圆心高程、托架尺寸及盾构机半径计算托架导轨高程，计算时要考虑竖曲线及始发坡度，一般要高于设计轴线20~40mm，原则是保证进洞后盾构机是抬头且盾首和盾尾的姿态不超限。反力架是给盾构机掘进提供反推力的，反力架测量就是准确定位反力架支撑立柱中心。根据拼装的负环数及零环进入洞门钢环的距离推算出反力架立柱中心的里程，根据实测盾尾中心高程和反力架尺寸计算出反力架底端高程，然后现场实际放样出立柱中心位置和反力架底端高程。
5盾构机盾体外壳测量
为使盾体外壳测量点尽量保持在同一个截面上，在刀盘与前体连接处、中体与盾尾连接部位任意选点，使用全站仪无棱镜测量模式，获取数据。利用采集到的盾体外壳测点三维坐标，根据空间拟合圆心的原理，推算得出与实际最接近的盾体中心坐标。
6始发姿态测定
始发前要针对盾构机姿态进行人工测量，并与导向系统测量姿态展开对比，一般偏差控制在±20mm以内。盾构机始发姿态人工测量一般采用分中法测量，在盾构机的导向系统所指的盾首和盾尾处分别测定盾构机外壳点A高程，在另一侧放样出等高点B，利用软尺按弧长分中A点和B点找到中点C，最后测量C点三维坐标，根据盾构机半径可计算出盾构机对应圆心的三维坐标，和设计的掘进计划线坐标对比可得到盾构机的始发姿态。需注意的是尽可能在盾壳上前盾、中盾及尾盾分界处多测几组数据，计算方位角可检验其是否安放合理。
7盾构掘进控制测量
为提高贯通精度可布设成交叉双导线，且一条导线边布设在管片上设置为强制对中标以减少对中误差，另外一条导线边布设在隧道另一侧的底部设为地标。导线点间距根据隧道实际情况合理布设，一般在150~200m左右，最短不得小于60m，且要满足1∶2边长比。导线测量同精密导线测量方法及精度要求，水准测量同二等水准测量法与精度要求，起算点是联系测量传递至车站底板的控制点，通常来说，平面与高程起算点分别为3个和2个，采用严密平差，平差计算前检查起算点稳定性。控制点点位横向误差宜符合下式要求。
8管片姿态测量
盾构法隧道掘进要针对成型后的管片姿态进行测量，管片环姿态测量内容包括：管片环中心坐标和底部高程，管片环水平和垂直直径及前端面里程，测量误差控制在–3~+3mm区间。管片姿态测量：水平尺放置在管片内，靠近每环管片掘进方向，精确整平，然后利用全站仪测量出反射片中心的三维坐标，以水平尺、反射片及管环尺寸为计算依据，得出具体的管环中心三维坐标。在实际测量管片时，每次测量都要重叠五环已稳定的管片，以便分析管片的位移趋势，并核对测量数据的准确性。通过实测的管环中心的三维坐标计算出管片的实际水平和垂直姿态。对比每环的盾构机显示姿态，得出每环管片的偏移量及规律，从而调整盾构机姿态，提高隧道掘进精度。
9限界断面测量
隧道贯通后与地下控制点联测形成附合导线和附合水准，进行严密平差，利用新的坐标成果测量隧道断面。按照设计及规范要求测量横断面及底板高程点，测点为管片接缝处的突出点。由于测量技术越来越先进，为使地铁隧道断面测量更为精准，现阶段采用全站仪自动记录，与计算机构成断面测量系统，可实现室外数据的自动采集，而在室内针对所采集的数据进行编辑，自动形成相应的图表。此法高效快捷，很大程度上提升了工作效率。
10演算工坊导向系统控制
演算工坊（ＥＮＺＡＮ）自动导向系统调试：测量刀盘、前后体、盾构机姿态参考点、导向系统激光靶、全站仪及后视点托架坐标，计算盾构机姿态参数，在导向系统控制软件中输入隧道设计中线、铰接、激光站、激光靶、ＴＢＭ等参数，调整导向系统编辑器参数，使导向系统自动测量姿态值与人工测量值吻合。
结束语
盾构始发定位精度的重要性在于将影响盾构机进出洞及掘进时的位置状态，进而影响掘进线路、影响管片安装质量及是否能正常进出洞。在金融岛始发定位过程中，布设高精度施工测量控制点，通过数条定向控制线对盾构机姿态精度定位控制，并进行反复测量复核。通过联系测量、盾构始发定位、盾构姿态计算与复核等一系列的工作，保证盾构始发定位精度，确保盾构的顺利始发。
参考文献
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