盾構(gòu)施工測(cè)量

盾構(gòu)施工測(cè)量技術(shù)盾構(gòu)法隧道施工是一項(xiàng)綜合性的施工技術(shù)，它是將隧道的定向掘進(jìn)、運(yùn)輸、襯砌、安裝等各工種組合成一體的施工方法。其埋設(shè)深度可以很深，不受地面建筑、天氣和交通等的影響,機(jī)械化和自動(dòng)化程度很高,是一種先進(jìn)的土層隧道施工方法，廣泛應(yīng)用于城市地鐵、越江隧道等的施工中.盾構(gòu)施工測(cè)量主要是控制盾構(gòu)的位置和推進(jìn)方向，目的是確保盾構(gòu)按照設(shè)計(jì)軸線(xiàn)推進(jìn)，管片拼裝后型后滿(mǎn)足隧道軸線(xiàn)誤差控制要求。利用洞內(nèi)導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)測(cè)定盾構(gòu)機(jī)的位置（當(dāng)前空間位置和軸線(xiàn)方向），通過(guò)推進(jìn)油缸施以不同的推力，調(diào)整盾構(gòu)的位置和推進(jìn)方向，使盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)按照設(shè)計(jì)的線(xiàn)路方向推進(jìn)。盾構(gòu)推進(jìn)只是盾構(gòu)施工技術(shù)的一部分，在整個(gè)施工過(guò)程中，施工測(cè)量還包括地面測(cè)量（地面控制測(cè)量﹑沉降觀(guān)測(cè)和井位放樣等）﹑聯(lián)系測(cè)量（方位傳遞﹑坐標(biāo)傳遞和高程傳遞等)以及地下施工測(cè)量(地下導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)、洞門(mén)鋼環(huán)的安裝、始發(fā)臺(tái)的定位、反力架的定位、盾構(gòu)始發(fā)測(cè)量﹑盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中的測(cè)量、隧道沉降測(cè)量﹑聯(lián)絡(luò)通道的施工測(cè)量、盾構(gòu)到達(dá)測(cè)量、貫通測(cè)量、斷面測(cè)量以及竣工測(cè)量等)。每一步的測(cè)量工作都十分重要,直接影響下一步的施工。在各項(xiàng)工作中，最為重要的是地面控制測(cè)量﹑聯(lián)系測(cè)量﹑地下控制測(cè)量和盾構(gòu)施工測(cè)量。這些工作決定著隧道能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，盾構(gòu)機(jī)能否準(zhǔn)確進(jìn)入接受井并確保隧道準(zhǔn)確貫通。地面控制測(cè)量地面平面控制測(cè)量對(duì)于隧道工程,地面控制測(cè)量的主要任務(wù)是建立合適的測(cè)量控制系統(tǒng)，提供可靠的地面控制點(diǎn)，為聯(lián)系測(cè)量和地下控制測(cè)量提供起算依據(jù)，同時(shí)也作為以后復(fù)核測(cè)量和竣工測(cè)量的起算數(shù)據(jù)。地面測(cè)量控制網(wǎng)的點(diǎn)位和起算數(shù)據(jù)由建設(shè)單位負(fù)責(zé)提供，一般要求暗挖隧道的地面控制網(wǎng)精度不應(yīng)低于國(guó)家四等三角網(wǎng)測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)及精度要求,同時(shí)要根據(jù)盾構(gòu)隧道的貫通長(zhǎng)度、聯(lián)系測(cè)量和地下控制導(dǎo)線(xiàn)的精度等條件，估算地面控制網(wǎng)應(yīng)達(dá)到的精度。施測(cè)時(shí)，以現(xiàn)有平面GPS控制點(diǎn)為依據(jù)布置平面控制點(diǎn)，建立地面導(dǎo)線(xiàn)控制網(wǎng).地面高程控制測(cè)量以現(xiàn)有的二等水準(zhǔn)點(diǎn)從工作井至接收井布設(shè)水準(zhǔn)線(xiàn)路,用此精密水準(zhǔn)點(diǎn)來(lái)控制隧道的施工高程。在施工前、施工中和進(jìn)洞前分三次復(fù)核水準(zhǔn)路線(xiàn)。聯(lián)系測(cè)量為了保證地下工程的正確貫通，使得=地下控制與地面控制建立一定的幾何聯(lián)系，形成一個(gè)統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，必須將地面控制網(wǎng)中的坐標(biāo)、方位角和高程通過(guò)聯(lián)系測(cè)來(lái)那個(gè)傳遞下去.對(duì)于盾構(gòu)法隧道工程，聯(lián)系測(cè)量是通過(guò)施工豎井將方位、坐標(biāo)及高程由地面上的控制點(diǎn)傳遞至地下控制點(diǎn)以及地下水準(zhǔn)點(diǎn)，從而確定地下控制測(cè)量的起算點(diǎn)。1、平面坐標(biāo)和方位角傳遞聯(lián)系測(cè)量的方法主要有一井定向法、兩井定向法、陀螺定向法等.但在具體實(shí)施時(shí)，由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，應(yīng)用最多的是一井定向.一井定向法實(shí)施方便，但容易受到投點(diǎn)誤差、井口大小和豎井深度等因素的影響.為了減小一井定向時(shí)垂線(xiàn)投影的誤差，條件允許時(shí)可以采用兩井定向.兩井定向能顯著的提高無(wú)定向地下導(dǎo)線(xiàn)最后一條邊的方向角的精度.陀螺經(jīng)緯儀定向速度快、操作簡(jiǎn)便，但在使用時(shí)其精度可能受到隧道施工環(huán)境中電磁波的影響，必須注意陀螺方位角與坐標(biāo)方位角之間的差異。一井定向示意圖兩井定向示意圖高程傳遞高程傳遞一般采用懸掛鋼尺法，即將鋼卷尺懸掛于豎井內(nèi)，鋼尺下面懸掛一定重量的重物，兩臺(tái)水準(zhǔn)儀在井上和井下同步觀(guān)測(cè)（如下圖所示)。導(dǎo)入時(shí)，改變儀器高或適當(dāng)錯(cuò)動(dòng)鋼卷尺，共測(cè)量三次，測(cè)定的高差必須進(jìn)行溫度、尺長(zhǎng)改正,三次高差較差小于3mm時(shí)取其平均值作為洞內(nèi)高程傳遞的依據(jù)。高程傳遞示意圖地下控制測(cè)量1、洞內(nèi)平面控制測(cè)量由于隧道呈狹長(zhǎng)形狀,在加上盾構(gòu)掘進(jìn)和測(cè)量幾乎同時(shí)進(jìn)行,因此洞內(nèi)平面控制只能采用支導(dǎo)線(xiàn)的形式。因?yàn)橹?dǎo)線(xiàn)是隨著隧道的開(kāi)挖面而向前延伸的，為了保證橫向貫通誤差不超過(guò)限差,應(yīng)減少導(dǎo)線(xiàn)轉(zhuǎn)折角數(shù)，即導(dǎo)線(xiàn)邊應(yīng)越長(zhǎng)越好，但為了利用導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)進(jìn)行方向監(jiān)控，變長(zhǎng)又不能太長(zhǎng),所以，在布設(shè)地下導(dǎo)線(xiàn)時(shí)最好采用分級(jí)布設(shè)的方法布設(shè)兩種導(dǎo)線(xiàn)：主導(dǎo)線(xiàn)和施工導(dǎo)線(xiàn)。因?yàn)橹骺貙?dǎo)線(xiàn)是選擇一部分施工導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)布設(shè)而成的，因此只能在施工導(dǎo)線(xiàn)布設(shè)到一定程度時(shí)才能布設(shè)。隨著盾構(gòu)的掘進(jìn)，應(yīng)首先布設(shè)施工導(dǎo)線(xiàn),再用主控導(dǎo)線(xiàn)來(lái)檢核施工導(dǎo)線(xiàn)。兩種導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)布設(shè)成跳點(diǎn)式導(dǎo)線(xiàn)（如下圖）。ABC…為主控導(dǎo)線(xiàn)123456…為施工導(dǎo)線(xiàn)2、洞內(nèi)高程控制測(cè)量以豎井傳遞的水準(zhǔn)點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，沿隧道直線(xiàn)段每150m左右布設(shè)一固定水準(zhǔn)點(diǎn)，曲線(xiàn)段每100m左右布設(shè)一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn).其閉合差≤±8√Lmm（L為全程長(zhǎng)度，單位：km）。地下控制水準(zhǔn)測(cè)量在隧道貫通前獨(dú)立進(jìn)行三次，并與高程聯(lián)系測(cè)量同步；重復(fù)測(cè)量的高程與原測(cè)高程之差≤5mm時(shí),取其加權(quán)平均值做為下次水準(zhǔn)控制測(cè)量的起算值。地下施工測(cè)量洞門(mén)鋼環(huán)的安裝定位洞門(mén)鋼環(huán)的安裝包括始發(fā)洞門(mén)鋼環(huán)和到達(dá)洞門(mén)鋼環(huán)的安裝,它是盾構(gòu)機(jī)始發(fā)和到達(dá)的一個(gè)重要組成部分。洞門(mén)鋼環(huán)內(nèi)圓設(shè)計(jì)半徑為3.25米,外圓半徑為3.40米,在內(nèi)圓和外圓之間有螺栓孔，螺栓孔圓心與鋼環(huán)圓心距離為3.31米，相鄰螺栓孔間距0.174米,弧度為3度。洞門(mén)鋼環(huán)通常是整體安裝,但根據(jù)施工工藝的不同，有時(shí)候會(huì)采用分塊安裝的形式。對(duì)于整體鋼環(huán)，在安裝前需要把鋼環(huán)放在地面上，用水準(zhǔn)儀抄平鋼板面,在不同的位置用鋼卷尺檢查洞門(mén)鋼環(huán)的直徑，保證直徑?jīng)]有大的偏差。在吊裝前需要對(duì)檢查好的鋼環(huán)進(jìn)行加固，防止在吊裝過(guò)程中出現(xiàn)大的變形。安裝時(shí)，測(cè)量人員只需控制住A、B（如圖1-1）兩點(diǎn)的高程和里程,同時(shí)保證C、D兩點(diǎn)的里程就可以.對(duì)于分兩塊安裝的洞門(mén)鋼環(huán)來(lái)說(shuō)，通常是先安裝下面的一塊,下板塊鋼環(huán)的安裝直接影響整個(gè)鋼環(huán)的安裝。在安裝時(shí)保證B、C、D（如圖1—2）三點(diǎn)的高程和里程，B、C兩點(diǎn)一定要在同一個(gè)高度上。如果B、C兩點(diǎn)高程有較大的出入，則洞門(mén)鋼環(huán)的中心會(huì)出現(xiàn)偏移，直接影響盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞時(shí)的姿態(tài)。下半部分固定好以后，就可以將下半部分直接放上去。上半部分放上去以后，測(cè)量A、C′、D′（如圖1-3）的里程和高程，若A點(diǎn)的高程低于設(shè)計(jì)高程,則在C′與C或者D′與D之間加焊鋼板，保證洞門(mén)鋼環(huán)的凈空。圖1—1圖1—2圖1—3對(duì)于從上往下分層安裝洞門(mén)鋼環(huán)并澆筑混凝土的情況來(lái)說(shuō)，最關(guān)鍵的是第一層和最后一層的鋼環(huán)。第一層鋼環(huán)安裝時(shí)同樣是要控制住A、E、F（如圖1-4）三點(diǎn)的高程和里程，保證E、F兩點(diǎn)在同一高度；第二層鋼環(huán)可在第一層的基礎(chǔ)上直接安裝；第三層鋼環(huán)安裝時(shí)要用倒鏈將G、H兩點(diǎn)的弦長(zhǎng)拉長(zhǎng)2公分（目的是為第四層鋼環(huán)的安裝預(yù)留空間）,將鋼環(huán)加固好后再澆鑄混凝土；第四層鋼環(huán)安裝時(shí)可根據(jù)GH和G′H′的實(shí)際弦長(zhǎng)來(lái)調(diào)整,如LGH〉LG′H′，則在兩層鋼環(huán)之間加焊一塊鋼條，如LGH〈LG′H′,則需將G′H′向內(nèi)拉緊,保證洞門(mén)鋼環(huán)的凈空要求。圖1—4洞門(mén)鋼環(huán)安裝的總體原則是保證洞門(mén)的凈空，就大不就小，為盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞和出洞提供足夠的空間。洞門(mén)鋼環(huán)安裝時(shí),我們可以將線(xiàn)路的大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為施工坐標(biāo),X是里程,Y是偏軸，Z是高程。洞門(mén)中心坐標(biāo)為（X,Y,Z），鋼環(huán)上任意點(diǎn)坐標(biāo)為（X2,Y2,Z2），通過(guò)計(jì)算(Y，Z）和(Y2,Z2）的距離與半徑相比較，就可以知道鋼環(huán)的凈空。始發(fā)臺(tái)的安裝定位始發(fā)臺(tái)既是盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞的平臺(tái)，也是盾構(gòu)機(jī)出洞的承接臺(tái)。盾構(gòu)始發(fā)的時(shí)候定位尤其關(guān)鍵。盾構(gòu)始發(fā)分直線(xiàn)和曲線(xiàn)兩種情況，直線(xiàn)始發(fā)比較簡(jiǎn)單，曲線(xiàn)始發(fā)相對(duì)復(fù)雜.直線(xiàn)始發(fā)直線(xiàn)上始發(fā)臺(tái)定位時(shí)，我們?nèi)匀豢梢詫⒕€(xiàn)路的大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為施工坐標(biāo),X是里程，Y是偏軸，Z是高程。只需控制好ZQ、ZH（如圖2—1）的里程和偏距，然后調(diào)整導(dǎo)軌Z1、Y1和Z2、Y2到設(shè)計(jì)標(biāo)高,整個(gè)始發(fā)臺(tái)的定位工作基本上完成。通常情況下為了轉(zhuǎn)動(dòng)盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)，檢查刀盤(pán)，始發(fā)臺(tái)前端和洞門(mén)鋼環(huán)之間有0。8-1米的空間。圖2-1始發(fā)臺(tái)導(dǎo)軌的高程通過(guò)如下關(guān)系換算，以海瑞克S-261（如圖2—2）為例：現(xiàn)場(chǎng)量取始發(fā)臺(tái)導(dǎo)軌（中對(duì)中）之間的距離為2。66米，盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)直徑6。28米。圖2—2則盾構(gòu)機(jī)前體圓心到始發(fā)臺(tái)導(dǎo)軌的垂直距離為:OA=√（OB2-AB2）=2.8導(dǎo)軌中心B點(diǎn)標(biāo)高=圓心標(biāo)高-2。8曲線(xiàn)上始發(fā)曲線(xiàn)上始發(fā)通常有兩種方式：切線(xiàn)始發(fā)和割線(xiàn)始發(fā)(如下圖）。最需要關(guān)注的是盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞時(shí)在始發(fā)臺(tái)上沒(méi)法調(diào)向（圖2—3）,如果曲線(xiàn)半徑過(guò)小，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞后姿態(tài)很容易超限。盾構(gòu)始發(fā)時(shí)既要保證進(jìn)洞的姿態(tài)，同時(shí)還要給盾構(gòu)機(jī)一個(gè)轉(zhuǎn)彎的趨勢(shì)，使得盾構(gòu)機(jī)完全進(jìn)洞后能平滑的沿著隧道線(xiàn)路中線(xiàn)前進(jìn)，因此在始發(fā)臺(tái)定位時(shí)就需要固定住始發(fā)臺(tái)前端，把始發(fā)臺(tái)后端往線(xiàn)路轉(zhuǎn)彎的反方向偏移一定的距離（如圖2-4），因此，曲線(xiàn)上始發(fā)時(shí)，始發(fā)臺(tái)前中心點(diǎn)和線(xiàn)路中心重合，而始發(fā)臺(tái)后的中心與線(xiàn)路中線(xiàn)不重合.由于洞門(mén)鋼環(huán)的位置已經(jīng)確定，始發(fā)臺(tái)前端的里程和中線(xiàn)點(diǎn)也就跟著確定下來(lái),所以M點(diǎn)的坐標(biāo)就是固定的。我們假設(shè)盾構(gòu)機(jī)離開(kāi)始發(fā)臺(tái)后到達(dá)隧道中線(xiàn)的設(shè)計(jì)位置Q，那么Q、M兩點(diǎn)就決定一個(gè)方向，可以做為盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞的方向。有始發(fā)臺(tái)前端中線(xiàn)坐標(biāo)、始發(fā)臺(tái)的長(zhǎng)度，始發(fā)臺(tái)的方向，通過(guò)坐標(biāo)正算，我們就得到始發(fā)臺(tái)后端的中線(xiàn)坐標(biāo)S?？梢钥闯?相對(duì)于始發(fā)臺(tái)偏移前（用綠色表示)，后端產(chǎn)生了一個(gè)偏移值SS’.偏移值我們不予考慮，只需將始發(fā)臺(tái)后端中心定位到S點(diǎn)即可。曲線(xiàn)上始發(fā)臺(tái)高程的定位可以參考直線(xiàn)上始發(fā)臺(tái)高程定位的計(jì)算方法。圖2—3圖2-4始發(fā)臺(tái)定位時(shí)需要注意的幾個(gè)問(wèn)題：根據(jù)始發(fā)的方式和盾構(gòu)機(jī)的不同，始發(fā)臺(tái)的尺寸也不相同，再加上始發(fā)臺(tái)加工的精度，經(jīng)過(guò)多次始發(fā)等因素,始發(fā)臺(tái)有可能變形，因此定位前需要人工現(xiàn)場(chǎng)量取導(dǎo)軌中對(duì)中的尺寸；由于盾構(gòu)機(jī)主機(jī)前體重量大,重心在前體，因此始發(fā)臺(tái)前端就容易變形下沉，盾構(gòu)進(jìn)洞時(shí)容易發(fā)生“低頭”現(xiàn)象，尤其是大坡度始發(fā)時(shí)，這種現(xiàn)象更為明顯.為了減緩出現(xiàn)“低頭”現(xiàn)象，給盾構(gòu)機(jī)一個(gè)向上抬頭的趨勢(shì)，始發(fā)臺(tái)前端高程應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)高程上抬高2-3cm。為了使盾構(gòu)進(jìn)洞時(shí)與洞門(mén)鋼環(huán)的相對(duì)關(guān)系美觀(guān)，我們也可以在做洞門(mén)的時(shí)候就將洞門(mén)圓心標(biāo)高抬高2—3cm始發(fā)臺(tái)底部一定要墊密實(shí)，固定牢固，以免盾構(gòu)機(jī)放上去之后始發(fā)臺(tái)發(fā)生大的變形,造成盾構(gòu)機(jī)放樣姿態(tài)與實(shí)際姿態(tài)產(chǎn)生大的出入。三、反力架的安裝定位一般情況下，反力架的長(zhǎng)度為6。6米，寬度為1.1米.反力架的定位里程往往跟聯(lián)絡(luò)通道有關(guān)系，正常情況下，聯(lián)絡(luò)通道的中線(xiàn)里程正好在相鄰兩環(huán)管片的環(huán)縫上.這就要求反力架定位時(shí)考慮0環(huán)管片外漏洞門(mén)鋼環(huán)的長(zhǎng)度。只有這個(gè)長(zhǎng)度確定了，我們才知道反力架前端的里程，反力架前端的里程確定下來(lái)后，對(duì)應(yīng)的高程也就確定了.以重慶軌道交通6號(hào)線(xiàn)二期蔡家站盾構(gòu)始發(fā)為例,設(shè)計(jì)始發(fā)里程為YDK43+442.031,第一個(gè)聯(lián)絡(luò)通道的里程為YDK43+200，兩個(gè)里程相差242.031米,可以安裝161。35環(huán)管片（管片寬度為1.5米）。也就是說(shuō)聯(lián)絡(luò)通道中心里程在第162環(huán)管片上，距161環(huán)和162環(huán)管片環(huán)縫0。35*1。5=0.53米,那么0環(huán)管片就要外漏1.5-0.53=0。97米；再加上安裝的6環(huán)負(fù)環(huán),最終得到反力架前端的里程為43442.031+1。5＊6+0.97=43452米根據(jù)反力架前端的里程，我們可以算出該里程對(duì)應(yīng)的圓心標(biāo)高H，則反力架底部D點(diǎn)的高程為H—2。7米（如圖3—反力架為盾構(gòu)始發(fā)時(shí)提供反推力,在安裝反力架時(shí)，反力架端面應(yīng)與始發(fā)臺(tái)水平軸垂直,以便盾構(gòu)軸線(xiàn)與隧道設(shè)計(jì)軸線(xiàn)保持平行（即我們可以根據(jù)線(xiàn)路坡度放樣出反力架的俯仰角).反力架定位好以后，我們還需要檢查盾構(gòu)機(jī)尾端上下兩點(diǎn)S、X以及左右點(diǎn)距反力架前端的距離是否相等或接近（如圖3—2-1和3-2-2圖3—1圖3-2-1圖3—2四﹑盾構(gòu)機(jī)始發(fā)姿態(tài)的測(cè)量以聯(lián)測(cè)后地下平面和高程控制點(diǎn)為基準(zhǔn),精確測(cè)定盾構(gòu)機(jī)零參考面的5—8個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，選取其中的三個(gè)點(diǎn)作為基點(diǎn)（這三個(gè)點(diǎn)形成的空間三角形盡可能的接近等邊三角形，各點(diǎn)間距離盡量遠(yuǎn)).已知盾構(gòu)機(jī)主機(jī)長(zhǎng)度L的情況下，我們可以得到盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)切口A的坐標(biāo)為（L，0，0）,盾尾B坐標(biāo)為(0,0，0）,后點(diǎn)右邊1米點(diǎn)C的坐標(biāo)為（0,1，0）在AUTOCAD中，通過(guò)修改—三維操作—三維對(duì)齊后,就可以捕捉上述三個(gè)點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，最終得到盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)切口、盾尾的里程、平面和豎直方向的偏差值以及盾構(gòu)機(jī)的滾動(dòng)值，有盾構(gòu)機(jī)的長(zhǎng)度，我們進(jìn)而可以求得盾構(gòu)機(jī)在水平方向和豎直方向上的趨勢(shì)。將盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)線(xiàn)系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)輸入到系統(tǒng)中，DTA數(shù)據(jù)文件在輸入前需要經(jīng)過(guò)兩人獨(dú)立計(jì)算或者是不同的的軟件進(jìn)行復(fù)核，確保DTA數(shù)據(jù)的正確性.將測(cè)站坐標(biāo)和后視點(diǎn)坐標(biāo)輸入導(dǎo)向系統(tǒng)，檢查系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)與人工計(jì)算的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)是否一致。如果在誤差范圍內(nèi),就啟用系統(tǒng)來(lái)指導(dǎo)掘進(jìn)方向。五、盾構(gòu)施工中的施工測(cè)量盾構(gòu)機(jī)正常掘進(jìn)后，施工測(cè)量就變得比較重復(fù)，測(cè)量人員的主要工作如下：1）測(cè)定全站儀站點(diǎn)坐標(biāo)、后視棱鏡的坐標(biāo).2）隨著隧道向前掘進(jìn)，盾構(gòu)導(dǎo)向系統(tǒng)前移(通常說(shuō)的測(cè)量搬站）。由于只有當(dāng)全站儀的激光束垂直射入激光靶屏幕時(shí)，入射光才有效，而激光靶里面的感光屏幕的角度參數(shù)是有一定限制的，如下所示：旋轉(zhuǎn)角（Max。roll)±40°上下傾角（Max.yawangle）±5°左右傾角（Max.pitch）±15°所以，激光全站儀的位置在曲線(xiàn)上不能與激光靶距離太長(zhǎng)，一般為50米到80米，在直線(xiàn)段時(shí)與洞內(nèi)的施工環(huán)境有關(guān)，一般為120米到200米之間。具體可通過(guò)反射激光的強(qiáng)度和激光靶面板上激光斑點(diǎn)的大小來(lái)決定。3）定期檢查隧道邊墻上控制點(diǎn)的穩(wěn)定性.由于盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)開(kāi)挖直徑比管片外徑大28公分,這個(gè)空隙通常采用管片壁后注漿的方法來(lái)填充，砂漿凝固需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程，再加上盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)的震動(dòng)、電瓶車(chē)運(yùn)動(dòng)、隧道線(xiàn)路轉(zhuǎn)向、二次注漿、管片上浮下沉及旋轉(zhuǎn)等因素,管片的穩(wěn)定需要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，管片在拖出盾尾后100米左右時(shí)基本上已經(jīng)穩(wěn)定下來(lái)。因此，定期檢查洞內(nèi)控制點(diǎn)的穩(wěn)定性非常必要。4）確保導(dǎo)向系統(tǒng)正常工作(保證全站儀與目標(biāo)棱鏡間的通視,防止人員或物體遮擋棱鏡；定期檢查數(shù)據(jù)傳輸電纜,保證數(shù)據(jù)能正常傳輸;定期除去全站儀、激光靶面板、目標(biāo)棱鏡和后視棱鏡上面的灰塵，保證全站儀能正常觀(guān)測(cè)目標(biāo)棱鏡和后視棱鏡；隨時(shí)對(duì)全站儀托架和后視托架以及電纜線(xiàn)進(jìn)行巡視和維護(hù)，避免發(fā)生刮擦、碰撞,電纜線(xiàn)被拉斷等情況）。5）盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)測(cè)量盾構(gòu)（TBM）掘進(jìn)實(shí)時(shí)姿態(tài)測(cè)量?jī)?nèi)容應(yīng)包括盾構(gòu)(TBM）軸線(xiàn)與線(xiàn)路設(shè)計(jì)軸線(xiàn)(DTA）之間的平面夾角、相對(duì)縱向坡度差、橫向滾動(dòng)角度的測(cè)量和靶平面處盾構(gòu)（TBM）軸線(xiàn)相對(duì)于線(xiàn)路設(shè)計(jì)軸線(xiàn)（DTA）的方向偏差、高程偏差以及里程，并由此計(jì)算出刀盤(pán)中心處相對(duì)于線(xiàn)路設(shè)計(jì)軸線(xiàn)（DTA）的方向偏差、高程偏差以及里程.各項(xiàng)測(cè)量誤差應(yīng)滿(mǎn)足下表：盾構(gòu)（TBM)姿態(tài)測(cè)量誤差技術(shù)要求測(cè)量項(xiàng)目測(cè)量誤差靶平面方向偏差±5mm靶平面高程偏差±5mm靶平面里程偏差±10mm兩軸線(xiàn)間平面夾角±1mm/m縱向坡度±1mm/m橫向旋轉(zhuǎn)角±1mm/m刀盤(pán)處的位置測(cè)量誤差根據(jù)上表考慮靶平面到刀盤(pán)中心的距離按照下式計(jì)算:C=其中C為刀盤(pán)處的位置誤差(mm);A為靶平面處的位置誤差(mm）；L為靶平面到刀盤(pán)中心的里程差(m)；θ為軸線(xiàn)夾角測(cè)量誤差(mm/m）應(yīng)建立獨(dú)立的人工測(cè)量盾構(gòu)(TBM）位置的方法，作為自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)的檢查和備用系統(tǒng).人工測(cè)量方法的起始數(shù)據(jù)宜從洞內(nèi)已經(jīng)穩(wěn)定的控制點(diǎn)引用，也可引用導(dǎo)向系統(tǒng)中的部分已知數(shù)據(jù)。但人工測(cè)量時(shí)應(yīng)對(duì)這些已知數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查。人工測(cè)量方法的誤差不超過(guò)上表的倍.定期采用獨(dú)立的人工測(cè)量方法對(duì)盾構(gòu)（TBM）的姿態(tài)進(jìn)行測(cè)量，并與導(dǎo)向系統(tǒng)測(cè)出的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，兩者較差的誤差為上表項(xiàng)誤差的倍，如超過(guò)該值，應(yīng)根據(jù)人工測(cè)量結(jié)果對(duì)導(dǎo)向系統(tǒng)的各項(xiàng)原始值進(jìn)行修正.6）管片測(cè)量管片安裝后，應(yīng)及時(shí)對(duì)管片位置進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)是對(duì)導(dǎo)向系統(tǒng)顯示姿態(tài)的一個(gè)復(fù)核，內(nèi)容主要包括管片的橫向和高程變化。監(jiān)測(cè)間隔為每掘進(jìn)5環(huán)一次。當(dāng)管片的姿態(tài)與導(dǎo)向系統(tǒng)顯示的姿態(tài)有較大出入時(shí)，應(yīng)人工復(fù)測(cè)全站儀和后視棱鏡的坐標(biāo)，人工復(fù)測(cè)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài),找出偏差的原因，避免隧道軸線(xiàn)與設(shè)計(jì)軸線(xiàn)產(chǎn)生大的偏差。管片的總位移量大于20mm時(shí)，應(yīng)提高監(jiān)測(cè)頻率，每掘進(jìn)2環(huán)監(jiān)測(cè)一次。管片的監(jiān)測(cè)到每天的變形量不大于1mm時(shí)為止。管片凈空測(cè)量應(yīng)包括管片中心偏差、管片的橢圓度、和管片的姿態(tài)。管片測(cè)量間隔執(zhí)行相關(guān)規(guī)范或技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求。7）聯(lián)絡(luò)通道施工測(cè)量在聯(lián)絡(luò)通道處附近加密導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn),與原有地面控制點(diǎn)組成附合導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)，平差后作為聯(lián)絡(luò)通道放線(xiàn)的平面控制點(diǎn)。其精度要求同地面控制測(cè)量.高程由附近控制高程點(diǎn)按三等水準(zhǔn)引洞內(nèi)。洞內(nèi)聯(lián)絡(luò)通道放線(xiàn)由洞內(nèi)控制點(diǎn)在聯(lián)絡(luò)通道口加密后引入方向和高程。管片在安裝時(shí)，管片之間有1-2mm的環(huán)縫，造成左右線(xiàn)聯(lián)絡(luò)通道處管片環(huán)縫不在一條直線(xiàn)上，如果單從左線(xiàn)向右線(xiàn)開(kāi)挖或者是從右線(xiàn)向左線(xiàn)開(kāi)挖，就會(huì)造成通道開(kāi)挖之后與對(duì)面管片的環(huán)縫對(duì)接不上。在開(kāi)挖之前,要人工測(cè)量左右線(xiàn)聯(lián)絡(luò)通道相鄰兩塊管片環(huán)縫的坐標(biāo)（如聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖示意圖ABCD點(diǎn)）。人工計(jì)算環(huán)縫的里程,也可以在AUTOCAD上將上面測(cè)的四個(gè)點(diǎn)展出來(lái).從右線(xiàn)向左線(xiàn)開(kāi)挖時(shí)，如果按照DC兩點(diǎn)決定的方向開(kāi)挖的話(huà)，開(kāi)挖到左線(xiàn)隧道右側(cè)時(shí)，就會(huì)與AB兩點(diǎn)環(huán)縫環(huán)縫方向相差0。4米.由于聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖時(shí)洞門(mén)中線(xiàn)為相鄰兩塊管片的環(huán)縫(如聯(lián)絡(luò)通道洞門(mén)圖），因此,必須將BC兩點(diǎn)的連線(xiàn)作為聯(lián)絡(luò)通道的中線(xiàn)。可以通過(guò)BC和CD的邊長(zhǎng)關(guān)系，將E點(diǎn)在管片上標(biāo)識(shí)出來(lái),EC的連線(xiàn)方向即為聯(lián)絡(luò)通道的中線(xiàn)。聯(lián)絡(luò)通道開(kāi)挖示意圖聯(lián)絡(luò)通道洞門(mén)圖8）貫通前的測(cè)量盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)入到達(dá)段前100米要進(jìn)行一次貫通前的測(cè)量。在到達(dá)段掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)將盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)逐步調(diào)整至到達(dá)洞口允許偏差范圍內(nèi)。同時(shí)，應(yīng)減慢推進(jìn)速度以維持盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的穩(wěn)定,水平偏差值應(yīng)控制在±10mm之內(nèi)，同時(shí)將垂直偏差放在20-30mm之間(特別是盾構(gòu)機(jī)需要上導(dǎo)臺(tái)接著始發(fā)推進(jìn)的情況下,將高程抬高2-3公分非常必要，確保盾構(gòu)機(jī)順利上導(dǎo)臺(tái)）。在到達(dá)前，應(yīng)減小盾構(gòu)機(jī)的推力，同時(shí)減慢刀盤(pán)轉(zhuǎn)速,以減小對(duì)洞門(mén)維護(hù)結(jié)構(gòu)及周?chē)馏w的擾動(dòng)。9)貫通測(cè)量隧道貫通后應(yīng)進(jìn)行貫通測(cè)量，將地面和洞內(nèi)控制點(diǎn)聯(lián)測(cè)后進(jìn)行平差,平差后的數(shù)據(jù)作為隧道中線(xiàn)測(cè)量、斷面測(cè)量和線(xiàn)路調(diào)整的基準(zhǔn)。貫通測(cè)量包括隧道的縱橫向貫通誤差、方位誤差和高程貫通誤差。相向開(kāi)挖的兩條施工中線(xiàn)，具有貫通面里程的中線(xiàn)點(diǎn)不重合性，兩點(diǎn)連線(xiàn)的空間線(xiàn)段成為貫通誤差.實(shí)際的貫通誤差只能在隧道貫通后才能確定;測(cè)定貫通誤差時(shí)，應(yīng)在盾構(gòu)接收井的貫通面做導(dǎo)線(xiàn)相遇點(diǎn)。貫通誤差在水平面上的正射投影稱(chēng)為平面貫通誤差,在鉛垂面上的正射投影稱(chēng)為高程貫通誤差，簡(jiǎn)稱(chēng)高程誤差。平面貫通誤差在水平面內(nèi)可分解為兩個(gè)分量:與貫通面平行的分量稱(chēng)為橫向貫通誤差；與貫通面垂直的分量，稱(chēng)為縱向貫通誤差.隧道的橫向和縱向貫通誤差，可利用隧道貫通面兩側(cè)的平面控制點(diǎn)來(lái)測(cè)定貫通面導(dǎo)線(xiàn)相遇點(diǎn)的坐標(biāo)閉合差確定，也可以通過(guò)隧道貫通面兩側(cè)中線(xiàn)在貫通相遇點(diǎn)的間距測(cè)定。橫向貫通誤差是由平面控制測(cè)量誤差引起的，這主要有三方面：地面控制導(dǎo)線(xiàn)的測(cè)量誤差、聯(lián)系測(cè)量的誤差和地下控制導(dǎo)線(xiàn)的測(cè)量誤差.因此，應(yīng)將上述的中誤差加以適當(dāng)?shù)姆峙?，每個(gè)環(huán)節(jié)的中誤差為貫通誤差中誤差的0。58倍，即±29mm。但不能把該原則絕對(duì)話(huà),因?yàn)椴煌`差源的影響實(shí)際上是不相等的。例如，對(duì)于平面控制測(cè)量而言，地面上的條件要比洞內(nèi)要好，故地面控制測(cè)量的精度要求應(yīng)高于±29mm.縱向貫通誤差影響線(xiàn)路中線(xiàn)的長(zhǎng)度和線(xiàn)路的設(shè)計(jì)坡度；橫向誤差影響線(xiàn)路的方向,如果超過(guò)一定的范圍，就會(huì)引起隧道設(shè)計(jì)幾何形狀的變化，甚至造成侵入建筑界限而迫使大段襯砌拆除重建(或者調(diào)線(xiàn)），因此必須對(duì)隧道橫向貫通誤差加以限制；高程貫通誤差主要影響線(xiàn)路的坡度。橫向貫通誤差和高程貫通誤差的限差控制測(cè)量對(duì)橫向貫通誤差的限制方位角貫通誤差可利用兩側(cè)平面控制點(diǎn)測(cè)定相鄰貫通面同一導(dǎo)線(xiàn)邊方位角較差確定.隧道的縱、橫向貫通誤差應(yīng)投影到線(xiàn)路的法線(xiàn)方向上。隧道高程貫通誤差,可利用隧道貫通面兩側(cè)高程控制點(diǎn)測(cè)定與貫通面鄰近水準(zhǔn)點(diǎn)的高程較差確定。高程貫通誤差是由高程控制測(cè)量誤差引起的，對(duì)于高程控制測(cè)量，洞內(nèi)的水準(zhǔn)線(xiàn)路短，高差變化小，這些條件比地面好;但洞內(nèi)也有煙塵、水氣、溫差等不利因素；豎井傳遞高程時(shí)也會(huì)受到高差、空氣流動(dòng)、尺長(zhǎng)改正等不利因素的影響，所以也按等影響原則來(lái)分配,即每個(gè)環(huán)節(jié)的中誤差為貫通誤差的0。58倍，即±14mm。10)竣工測(cè)量隧道貫通后，以始發(fā)井和接收井內(nèi)的控制點(diǎn)為起算點(diǎn)，對(duì)隧道內(nèi)的導(dǎo)線(xiàn)點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)分別重新組成附和線(xiàn)路或者是附和網(wǎng),進(jìn)行竣工測(cè)量，平差后的成果作為以后建設(shè)工作的測(cè)量依據(jù).應(yīng)包括隧道的平面偏差值、高程偏差值、橢圓度以及縱橫斷面測(cè)量等。地鐵、鐵路隧道一般直線(xiàn)段每6米,曲線(xiàn)段每4.5米測(cè)量一個(gè)凈空斷面,斷面上的測(cè)點(diǎn)位置以及數(shù)量應(yīng)按設(shè)計(jì)要求來(lái)做。斷面測(cè)量可采用斷面儀或者是全站儀極坐標(biāo)等測(cè)量方法。斷面點(diǎn)測(cè)量誤差在±10mm以?xún)?nèi)。竣工測(cè)量資料按要求整理歸檔，作為隧道驗(yàn)收的依據(jù)。常用的盾構(gòu)施工全站儀托架及附件圖片盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)控制與糾偏技術(shù)導(dǎo)向系統(tǒng)采用基于帶隧道激光的全自動(dòng)全站儀和激光感應(yīng)器（ELS標(biāo)靶）的隧道施工連續(xù)測(cè)量方案,通過(guò)全站儀自動(dòng)采集的測(cè)量數(shù)據(jù)及ELS標(biāo)靶采集的數(shù)據(jù)傳達(dá)PC,再由PC中軟件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理計(jì)算，從而得出盾構(gòu)機(jī)切口及盾尾的三維坐標(biāo),在結(jié)合DTA數(shù)據(jù)庫(kù)就能生成相應(yīng)的盾構(gòu)偏差報(bào)表，能實(shí)時(shí)的顯示盾構(gòu)機(jī)的里程、掘進(jìn)趨勢(shì)、盾構(gòu)機(jī)的旋轉(zhuǎn)角、水平傾角、俯仰角、盾構(gòu)機(jī)偏離隧道設(shè)計(jì)中心線(xiàn)的位置等。在掘進(jìn)過(guò)程中根據(jù)導(dǎo)向系統(tǒng)在電腦屏幕上顯示的數(shù)據(jù)，盾構(gòu)主司機(jī)通過(guò)合理調(diào)整各分區(qū)千斤頂?shù)耐屏暗侗P(pán)轉(zhuǎn)向等來(lái)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài).常用的導(dǎo)向系統(tǒng)和顯示界面有如下幾種：PPS（法瑪通盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)）VMT(德國(guó)海瑞克盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng))ZED（中國(guó)中鐵號(hào)盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng))TACS(加拿大羅瓦特盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)）PPS（法瑪通盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng))VMT（德國(guó)海瑞克盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)）ZED（中國(guó)中鐵號(hào)盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng))TACS(加拿大羅瓦特盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng))盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的控制包括機(jī)體滾轉(zhuǎn)控制和前進(jìn)方向控制，其控制操作原則有兩條：滾動(dòng)角應(yīng)控制在±10mm/m以?xún)?nèi)。盾構(gòu)機(jī)滾角值太大,盾構(gòu)機(jī)不能保持正確的姿態(tài)，影響管片的拼裝質(zhì)量，如果盾構(gòu)機(jī)的滾角值過(guò)大，可以通過(guò)反轉(zhuǎn)刀盤(pán)來(lái)減小滾角值.目前，有些盾構(gòu)機(jī)在盾殼兩側(cè)安裝了可以伸縮的“翼"固定在圍巖上,以防止盾構(gòu)機(jī)的滾動(dòng)。如果盾構(gòu)機(jī)水平向右偏,則需提高右側(cè)千斤頂?shù)耐屏?反之，則需提高左側(cè)千斤頂?shù)耐屏?如果盾構(gòu)機(jī)機(jī)頭向下偏，則需提高下部千斤頂?shù)耐屏?反之亦然.（一）、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制的一般細(xì)則在一般情況下，盾構(gòu)機(jī)的方向偏差應(yīng)控制在±20mm以?xún)?nèi)，在緩和曲線(xiàn)段以及圓曲線(xiàn)段，盾構(gòu)機(jī)的方向偏差應(yīng)控制在±30mm以?xún)?nèi)，曲線(xiàn)半徑越小，控制難度越大。這將受到設(shè)備狀況、地質(zhì)條件和施工操作等方面原因的影響.當(dāng)開(kāi)挖面土體較均勻或者軟硬程度上下相差不大時(shí)，保持盾構(gòu)機(jī)軸線(xiàn)與隧道設(shè)計(jì)軸線(xiàn)平行比較容易，一般情況下方向偏角應(yīng)控制在±5mm/m以?xún)?nèi)，特殊情況下不易超過(guò)±10mm/m；否則，會(huì)因盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎過(guò)急造成盾尾間隙過(guò)小和管片錯(cuò)臺(tái)破裂。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)遇到上硬下軟土層時(shí)，為防止盾構(gòu)機(jī)“低頭”，保持上仰姿態(tài)（即傾角為正）;反之,則保持下俯姿態(tài)(傾角為負(fù)）。掘進(jìn)時(shí)要注意上下兩端或左右兩側(cè)的千斤頂行程差不能相差過(guò)大，一般控制在±20mm以?xún)?nèi)，特殊情況下不能超過(guò)60mm。當(dāng)開(kāi)挖面內(nèi)的地層左右相差很大而且又是處于曲線(xiàn)段時(shí),盾構(gòu)機(jī)的方向控制將比較困難。此時(shí)，可降低掘進(jìn)速度,合理調(diào)節(jié)各分區(qū)的千斤頂推力，必要時(shí)，可將水平偏角放寬到±10mm/m，以加大盾構(gòu)機(jī)的調(diào)向速度。當(dāng)以上操作仍將無(wú)法將盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)調(diào)整到合理位置時(shí)，將考慮在硬巖區(qū)使用仿形刀進(jìn)行超挖。在曲線(xiàn)段掘進(jìn)時(shí)，管片易往曲線(xiàn)外側(cè)發(fā)生偏移,因此，一般情況下讓盾構(gòu)機(jī)向曲線(xiàn)內(nèi)側(cè)偏移一定量。根據(jù)曲線(xiàn)半徑不同,偏移量通常取10—30mm，即掘進(jìn)進(jìn)入緩和曲線(xiàn)前，應(yīng)將盾構(gòu)機(jī)水平位置偏離調(diào)整至0mm，右轉(zhuǎn)彎掘進(jìn)逐步增加到+20mm，左轉(zhuǎn)彎則調(diào)整至—20mm，在盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制中，推進(jìn)油缸的行程控制是難點(diǎn)。對(duì)于1。5米的管片，原則上推進(jìn)油缸的行程控制在1700—1800mm之間,行程差控制在0-50mm之間。行程過(guò)大，則盾尾刷容易露出，管片脫離盾尾較多，變形較大，易導(dǎo)致管片姿態(tài)變差；行程差過(guò)大，易使盾體與盾尾之間的夾角增大,鉸接油缸行程差加大，盾構(gòu)機(jī)推力增大,同時(shí)造成管片的選型困難。盾構(gòu)糾偏的基本原則是盾構(gòu)與設(shè)計(jì)軸線(xiàn)水平與豎向偏差控制在75mm（設(shè)計(jì)容許偏差100mm）以?xún)?nèi)為目標(biāo)，避免糾偏過(guò)猛，保證管片拼裝所需的最小盾尾間隙(初步定10mm)，每環(huán)的最大糾偏量不應(yīng)大與9。0mm鉸接油缸的控制是盾構(gòu)姿態(tài)控制的另一個(gè)問(wèn)題，鉸接油缸伸出的長(zhǎng)度，直接影響到掘進(jìn)時(shí)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，應(yīng)減少鉸接油缸的長(zhǎng)度差，盡量將長(zhǎng)度差控制在30mm以?xún)?nèi)，將鉸接油缸的行程控制在40—80mm（二)、不同圍巖環(huán)境中盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的控制技術(shù)1、富水砂層中盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的控制盾構(gòu)機(jī)在全斷面富水砂層中掘進(jìn)，由于富水砂層的自穩(wěn)性極差，含水量大，極易出現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)“載頭”現(xiàn)象.同時(shí)在含水砂層中盾構(gòu)機(jī)和管片也易出現(xiàn)上浮現(xiàn)象。為了避免盾構(gòu)機(jī)在富水砂層中出現(xiàn)“載頭”現(xiàn)象,在推進(jìn)過(guò)程中盾構(gòu)機(jī)應(yīng)保持向上“抬頭”的趨勢(shì),即盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)垂直偏差應(yīng)比盾尾垂直偏差小5—10mm。如果發(fā)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)有“載頭”為避免盾構(gòu)機(jī)在含水砂層中掘進(jìn)時(shí)出現(xiàn)向上漂浮的趨勢(shì),在掘進(jìn)時(shí)應(yīng)減小刀盤(pán)的轉(zhuǎn)速,控制好盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，避免過(guò)大的“蛇形”姿態(tài)，減小對(duì)周?chē)皩拥臄_動(dòng)，同時(shí)應(yīng)改善同步注漿的性能，提高漿液的早期強(qiáng)度和縮短初凝時(shí)間,盡早約束管片.2、淤泥質(zhì)或黏土質(zhì)土層中盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的控制盾構(gòu)機(jī)在軟土地層中掘進(jìn)時(shí)，由于地層自穩(wěn)性極差，掘進(jìn)時(shí)應(yīng)采用土壓平衡模式掘進(jìn)，保持密封土倉(cāng)壓力以保持開(kāi)挖面的穩(wěn)定。同時(shí)要嚴(yán)格控制出土量，保持出土量與進(jìn)土量的平衡。為控制盾構(gòu)機(jī)水平及垂直偏差在允許范圍內(nèi)，避免盾構(gòu)機(jī)蛇形量過(guò)大造成對(duì)地層的過(guò)量擾動(dòng)，宜將盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度控制在40—50mm3、巖層層面起伏大的地層中盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的控制巖層層面起伏大必然導(dǎo)致隧道開(kāi)挖面內(nèi)的巖層出現(xiàn)軟硬不均。軟硬不均地層是指隧道洞身穿越土工性能指標(biāo)或巖石性指標(biāo)差異較大的地層。盾構(gòu)機(jī)在這種地層中掘進(jìn)時(shí)姿態(tài)控制難度大,易產(chǎn)生盾構(gòu)機(jī)垂直方向上的蛇形過(guò)量，嚴(yán)重時(shí)造成管片錯(cuò)臺(tái)及開(kāi)裂。在此類(lèi)地質(zhì)條件下掘進(jìn)過(guò)程中必須時(shí)刻觀(guān)察測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)提供的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)(水平偏移值、高程偏差值、滾動(dòng)角、趨勢(shì)）,結(jié)合推進(jìn)千斤頂?shù)男谐滩钪?，不斷調(diào)整各分區(qū)油缸的推力及總推力,以保持盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的平穩(wěn)。如果不注意調(diào)整推進(jìn)油缸的行程差,就會(huì)造成管片選型變化大，甚至造成盾尾間隙過(guò)小使管片不能順利脫出盾尾。因此，在推進(jìn)過(guò)程中不能單一的只注意測(cè)量系統(tǒng)所提供的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)來(lái)指導(dǎo)掘進(jìn)，還應(yīng)兼顧各分區(qū)推進(jìn)油缸的行程差,宜將油缸行程差控制在35mm以?xún)?nèi)。4、盾構(gòu)始發(fā)段及到達(dá)段盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的控制盾構(gòu)始發(fā)段及到達(dá)段的掘進(jìn)是盾構(gòu)工程的重點(diǎn)及難點(diǎn)，尤其是始發(fā)段及到達(dá)段端頭隧道埋深淺、地層軟弱時(shí)，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制更顯得極為重要.盾構(gòu)機(jī)始發(fā)通過(guò)端頭加固地段后，盾構(gòu)機(jī)由改良加固后的地層進(jìn)入到原狀土層，即由硬土層至軟土層的掘進(jìn)過(guò)程。由于盾構(gòu)機(jī)重量主要集中在刀盤(pán)和前體，在這一過(guò)程中易產(chǎn)生“載頭"現(xiàn)象。在這種情況下，一般經(jīng)驗(yàn)是宜將盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)抬高20-30mm，即保持盾構(gòu)機(jī)向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)入到達(dá)段前100米要進(jìn)行一次貫通前的測(cè)量。在到達(dá)段掘進(jìn)時(shí)，應(yīng)將盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)逐步調(diào)整至到達(dá)洞口允許偏差范圍內(nèi)。同時(shí)，應(yīng)減慢推進(jìn)速度以維持盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的穩(wěn)定，水平偏差值應(yīng)控制在±10mm之內(nèi),同時(shí)將垂直偏差放在20-30mm之間(特別是盾構(gòu)機(jī)需要上導(dǎo)臺(tái)接著始發(fā)推進(jìn)的情況下，將高程抬高2-3公分非常必要，確保盾構(gòu)機(jī)順利上導(dǎo)臺(tái))。在到達(dá)前，應(yīng)減小盾構(gòu)機(jī)的推力，同時(shí)減慢刀盤(pán)轉(zhuǎn)速，以減小對(duì)洞門(mén)維護(hù)結(jié)構(gòu)及周?chē)馏w的擾動(dòng)。(三)、盾構(gòu)機(jī)的糾偏措施盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中總會(huì)偏離設(shè)計(jì)軸線(xiàn)，按規(guī)定必須進(jìn)行糾偏。糾偏必須有計(jì)劃有步驟地進(jìn)行，切忌一出現(xiàn)偏差就猛糾猛調(diào)。盾構(gòu)機(jī)的糾偏措施如下：盾構(gòu)機(jī)在每環(huán)推進(jìn)的過(guò)程中,應(yīng)盡量將盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)變化范圍控制在±5mm以?xún)?nèi).嚴(yán)格控制糾偏幅度，特別是小半徑曲線(xiàn)上防止盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)卡機(jī)現(xiàn)象。應(yīng)根據(jù)各段地層情況對(duì)各項(xiàng)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。對(duì)于含水量較大的地層,管片很容易上浮，如果對(duì)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)調(diào)整不好，將使管片的上浮加劇，并造成管片的破損,因此在這種地層中推進(jìn)時(shí)對(duì)盾構(gòu)機(jī)的控制更顯得重要,應(yīng)對(duì)各項(xiàng)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整.盡量選擇合理的管片類(lèi)型，確保拼裝質(zhì)量與精度，以使管片端面盡可能與計(jì)劃的掘進(jìn)方向垂直，避免人為因素對(duì)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)造成過(guò)大的影響。在掘進(jìn)過(guò)程中隨時(shí)注意滾角的變化,及時(shí)根據(jù)盾構(gòu)機(jī)的滾角值調(diào)整刀盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,使其滾動(dòng)值減小.在糾偏過(guò)程中，掘進(jìn)速度要慢，并且要注意避免糾偏時(shí)由于單側(cè)油缸受力過(guò)大對(duì)管片造成的破損。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)偏離理論軸線(xiàn)過(guò)大時(shí),糾偏和俯仰角的調(diào)整力度控制在5mm/m，不得猛調(diào)猛糾。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)處于軸線(xiàn)左側(cè)時(shí)，在糾偏時(shí)首先要提高左側(cè)油缸的推力，使盾構(gòu)機(jī)機(jī)頭向右偏移，然后等姿態(tài)快接近設(shè)計(jì)軸線(xiàn)時(shí)，再逐漸減小左側(cè)油缸的推力,加大右側(cè)油缸的推力,逐漸使盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)回到設(shè)計(jì)軸線(xiàn)上。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)處在設(shè)計(jì)軸線(xiàn)右側(cè)、上面及下面時(shí),也應(yīng)如此控制.在糾偏時(shí),要密切關(guān)注盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，管片的選型及盾尾的間隙等,把盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)控制在設(shè)計(jì)軸線(xiàn)中心±20mm之內(nèi)，盾尾與管片四周的間隙均勻,平衡.（四)、隧道管片上浮的原因與防止措施通常情況下，由于盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中都進(jìn)行了同步注漿，當(dāng)漿液固結(jié)后，隧道管片就會(huì)受到很好的約束（如圖4-1）。好的注漿效果不僅將盾構(gòu)機(jī)的超挖空間都填充飽滿(mǎn)，而且對(duì)隧道管片的防水和結(jié)構(gòu)都起到加強(qiáng)作用（如圖4-2）。根據(jù)以往的盾構(gòu)施工資料和經(jīng)驗(yàn)，凡是盾構(gòu)在中風(fēng)化、微風(fēng)化或者是硬巖的地層中通過(guò)，只要采用了單液同步注漿法的，隧道管片都有不同程度的上浮，其中上浮量超過(guò)100mm而造成中線(xiàn)超限的情況時(shí)有發(fā)生。管片之所以上浮的首要條件是受到浮力的作用，且浮力大于重力；其次是必須有上浮的空間.以一環(huán)1。5米寬，外徑為6m、內(nèi)徑為5。4m的圓形管片，如果將兩端封閉置于水中，則其受到的浮力為1。5*∏*32*1＊9。8=415。6（KN),鋼筋混凝土管片的自重為1.5*∏＊（32—2.72）＊2。5*9.8=197.4（KN）。則管片受到的浮力比管片的自重大218。2KN,再加上管片置于未凝固的漿液中,受到的浮力更大（漿液沒(méi)有凝固，密度比水的大），從而導(dǎo)致了隧道管片的上浮。圖4—1圖4-2管片上浮的原因:圍巖較硬，自穩(wěn)性能良好，地層中水量豐富，地下水?dāng)y帶著漿液流到前方的密封土倉(cāng)，隧道上浮的空間沒(méi)有被有效填充。超挖空間大,盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)開(kāi)挖輪廓直徑為6280mm，隧道外徑為6000mm，管片周?chē)?40mm的間隙,這就為隧道管片上浮提供了充裕的空間條件。單液漿的初凝時(shí)間太長(zhǎng)。一般都超過(guò)10小時(shí)，特別是當(dāng)天掘進(jìn)速度快、掘進(jìn)距離較長(zhǎng)時(shí),這一段隧道有充足的上浮時(shí)間.漿液的稠度不能有效地抑制和約束隧道上浮。同步注漿不及時(shí)，不充分.隧道坡度的變換，尤其是變坡處管片外面的水從高處流向低處，匯集在一起，隧道底部有大量積水，使盾構(gòu)機(jī)和剛剛脫出盾尾的管片懸浮在水中，這樣極易造成管片上浮。水泥砂漿固結(jié)較慢，加上地下水的稀釋、盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)主機(jī)和電瓶車(chē)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的震動(dòng)，造成砂漿產(chǎn)生離析、砂與漿體分離等現(xiàn)象,這進(jìn)一步的降低了砂漿對(duì)管片的約束能力。預(yù)防措施：盾構(gòu)機(jī)在特殊地層掘進(jìn)時(shí)，壓低垂直姿態(tài)(50—120mm盾構(gòu)機(jī)在富水地層掘進(jìn)時(shí),必須加強(qiáng)同步注漿效果的控制，確保管片能及時(shí)的穩(wěn)定。將強(qiáng)對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)和管片姿態(tài)的測(cè)量，一旦出現(xiàn)上浮異常情況，立即采用二次注漿（在隧道頂部注雙液漿），有效地控制管片進(jìn)一步上浮.控制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的姿態(tài)，避免超挖和蛇行前進(jìn)。在上坡和下坡地段必須注意油缸的作用分力對(duì)管片的影響，及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)和油缸的行程差。放慢掘進(jìn)速度,減少對(duì)管片背后漿液的震動(dòng)；不要盲目的追求速度,不得在沒(méi)有注滿(mǎn)漿的情況下盲目推進(jìn).加強(qiáng)對(duì)管片連接螺栓的3次復(fù)緊，保證管片連接密實(shí),有效控制其上浮。（五）、盾構(gòu)施工中地表沉降的機(jī)理、規(guī)律及控制措施1、盾構(gòu)法施工引起地面沉降的根本原因是盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中對(duì)周?chē)馏w的擾動(dòng)，破壞了土體原有的平衡狀態(tài),土體在外力作用下發(fā)生變形,移動(dòng)，在外力消失后逐漸建立新的平衡狀態(tài)。土體這個(gè)平衡狀態(tài)的變化過(guò)程導(dǎo)致了地面沉降，同時(shí)也引起了地面建筑物的沉降。土體平衡狀態(tài)的變化過(guò)程按照盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程可分為5個(gè)階段：第一階段:盾構(gòu)未到達(dá)時(shí)，土體的平衡狀態(tài)是否保持主要取決于盾構(gòu)的正面推力和前方土壓的相對(duì)大小.當(dāng)盾構(gòu)機(jī)推力大小在一個(gè)合理范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，只有盾構(gòu)前方局部的土體變形，距離盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)開(kāi)挖面較遠(yuǎn)的土體仍然處于平衡狀態(tài)，不會(huì)引起地面沉降的發(fā)生；只有在盾構(gòu)推力的大小超過(guò)了這個(gè)合理的范圍，推力過(guò)大或者過(guò)小，盾構(gòu)前方的土體才會(huì)在受力變形后將外力想各個(gè)方向傳遞,并到達(dá)地面，使地面發(fā)生隆起或沉降。這一階段可以通過(guò)控制盾構(gòu)機(jī)推力的大小來(lái)減少地面的沉降.第二階段：盾構(gòu)通過(guò)后，盾構(gòu)前方和刀盤(pán)周?chē)耐馏w在盾構(gòu)推力作用下,受到刀盤(pán)滾動(dòng)壓力、齒刀和刮刀的剪力以及暫時(shí)滯留在刀盤(pán)面板上及土倉(cāng)內(nèi)渣土的壓力和摩擦力,這部分土體基本上處于不平衡狀態(tài)，如果這部分土體自穩(wěn)性較差,就容易失穩(wěn)造成開(kāi)挖面坍塌，使隧道開(kāi)挖范圍外的土體進(jìn)入土倉(cāng)被螺旋機(jī)帶走，引起大量沉降甚至地面塌方?？刂瞥鐾亮渴雇羵}(cāng)內(nèi)渣土形成的壓力與盾構(gòu)前方土壓力平衡在軟弱地層和上軟下硬地層中掘進(jìn)顯得尤為重要。由于刀盤(pán)直徑比前盾、中盾和盾尾的直徑大30—50mm，在直線(xiàn)段掘進(jìn)時(shí)，盾體周?chē)耐馏w處于臨空狀態(tài)，是完全的不平衡狀態(tài)；在曲線(xiàn)段掘進(jìn)時(shí)，第三階段：盾構(gòu)通過(guò)后的瞬間，隧道外圍的土體仍處于臨空的不平衡狀態(tài)，而且盾構(gòu)通過(guò)后盾尾空隙的存在使得土體可變形的空間更大。一般情況下，這一階段可引起的地面沉降是最大的。如果盾尾刷的密封性不好，在不