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)量主要是限制盾構(gòu)的位置和推動(dòng)方向，目的是確保盾構(gòu)依據(jù)設(shè)計(jì)軸線推動(dòng)，管片拼裝后型后滿意隧道軸線誤差限制要求。利用洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)測(cè)定盾構(gòu)機(jī)的位置（當(dāng)前空間位置和軸線方向），通過推動(dòng)油缸施以不同的推力，調(diào)整盾構(gòu)的位置和推動(dòng)方向，使盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)依據(jù)設(shè)計(jì)的線路方向推動(dòng)。盾構(gòu)推動(dòng)只是盾構(gòu)施工技術(shù)的一部分，在整個(gè)施工過程中，施工測(cè)量還包括地面測(cè)量(地面限制測(cè)量﹑沉降觀測(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)線點(diǎn)的測(cè)設(shè)、洞門鋼環(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、貫穿測(cè)量、斷面測(cè)量以及竣工測(cè)量等)。每一步的測(cè)量工作都特別重要，干脆影響下一步的施工。在各項(xiàng)工作中,最為重要的是地面限制測(cè)量﹑聯(lián)系測(cè)量﹑地下限制測(cè)量和盾構(gòu)施工測(cè)量。這些工作確定著隧道能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，盾構(gòu)機(jī)能否精確進(jìn)入接受井并確保隧道精確貫穿。地面限制測(cè)量地面平面限制測(cè)量對(duì)于隧道工程，地面限制測(cè)量的主要任務(wù)是建立合適的測(cè)量限制系統(tǒng)，供應(yīng)牢靠的地面限制點(diǎn)，為聯(lián)系測(cè)量和地下限制測(cè)量供應(yīng)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)量限制網(wǎng)的點(diǎn)位和起算數(shù)據(jù)由建設(shè)單位負(fù)責(zé)供應(yīng)，一般要求暗挖隧道的地面限制網(wǎng)精度不應(yīng)低于國家四等三角網(wǎng)測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)及精度要求，同時(shí)要依據(jù)盾構(gòu)隧道的貫穿長(zhǎng)度、聯(lián)系測(cè)量和地下限制導(dǎo)線的精度等條件，估算地面限制網(wǎng)應(yīng)達(dá)到的精度。施測(cè)時(shí)，以現(xiàn)有平面GPS限制點(diǎn)為依據(jù)布置平面限制點(diǎn)，建立地面導(dǎo)線限制網(wǎng)。地面高程限制測(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)線路，用此精密水準(zhǔn)點(diǎn)來限制隧道的施工高程。在施工前、施工中和進(jìn)洞前分三次復(fù)核水準(zhǔn)路途。聯(lián)系測(cè)量為了保證地下工程的正確貫穿，使得=地下限制與地面限制建立肯定的幾何聯(lián)系，形成一個(gè)統(tǒng)一的坐標(biāo)系統(tǒng)，必需將地面限制網(wǎng)中的坐標(biāo)、方位角和高程通過聯(lián)系測(cè)來那個(gè)傳遞下去。對(duì)于盾構(gòu)法隧道工程，聯(lián)系測(cè)量是通過施工豎井將方位、坐標(biāo)及高程由地面上的限制點(diǎn)傳遞至地下限制點(diǎn)以及地下水準(zhǔn)點(diǎn)，從而確定地下限制測(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。但在詳細(xì)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)施便利，但簡(jiǎn)潔受到投點(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)垂線投影的誤差，條件允許時(shí)可以采納兩井定向。兩井定向能顯著的提高無定向地下導(dǎo)線最終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，但在運(yùn)用時(shí)其精度可能受到隧道施工環(huán)境中電磁波的影響，必需留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納懸掛鋼尺法，即將鋼卷尺懸掛于豎井內(nèi)，鋼尺下面懸掛肯定重量的重物，兩臺(tái)水準(zhǔn)儀在井上和井下同步觀測(cè)（如下圖所示）。導(dǎo)入時(shí)，變更儀器高或適當(dāng)錯(cuò)動(dòng)鋼卷尺，共測(cè)量三次，測(cè)定的高差必需進(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限制測(cè)量1、洞內(nèi)平面限制測(cè)量由于隧道呈狹長(zhǎng)形態(tài)，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)平面限制只能采納支導(dǎo)線的形式。因?yàn)橹?dǎo)線是隨著隧道的開挖面而向前延長(zhǎng)的，為了保證橫向貫穿誤差不超過限差，應(yīng)削減導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角數(shù)，即導(dǎo)線邊應(yīng)越長(zhǎng)越好，但為了利用導(dǎo)線點(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)線時(shí)最好采納分級(jí)布設(shè)的方法布設(shè)兩種導(dǎo)線：主導(dǎo)線和施工導(dǎo)線。因?yàn)橹骺貙?dǎo)線是選擇一部分施工導(dǎo)線點(diǎn)布設(shè)而成的，因此只能在施工導(dǎo)線布設(shè)到肯定程度時(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，再用主控導(dǎo)線來檢核施工導(dǎo)線。兩種導(dǎo)線應(yīng)布設(shè)成跳點(diǎn)式導(dǎo)線（如下圖）。ABC…為主控導(dǎo)線123456…為施工導(dǎo)線2、洞內(nèi)高程限制測(cè)量以豎井傳遞的水準(zhǔn)點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，沿隧道直線段每150m左右布設(shè)一固定水準(zhǔn)點(diǎn)，曲線段每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）。地下限制水準(zhǔn)測(cè)量在隧道貫穿前獨(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)限制測(cè)量的起算值。地下施工測(cè)量洞門鋼環(huán)的安裝定位洞門鋼環(huán)的安裝包括始發(fā)洞門鋼環(huán)和到達(dá)洞門鋼環(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。洞門鋼環(huán)通常是整體安裝，但依據(jù)施工工藝的不同，有時(shí)候會(huì)采納分塊安裝的形式。對(duì)于整體鋼環(huán)，在安裝前須要把鋼環(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鋼環(huán)的直徑，保證直徑?jīng)]有大的偏差。在吊裝前須要對(duì)檢查好的鋼環(huán)進(jìn)行加固，防止在吊裝過程中出現(xiàn)大的變形。安裝時(shí)，測(cè)量人員只需限制住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鋼環(huán)來說，通常是先安裝下面的一塊，下板塊鋼環(huán)的安裝干脆影響整個(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)肯定要在同一個(gè)高度上。假如B、C兩點(diǎn)高程有較大的出入，則洞門鋼環(huán)的中心會(huì)出現(xiàn)偏移，干脆影響盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞時(shí)的姿態(tài)。下半部分固定好以后，就可以將下半部分干脆放上去。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鋼環(huán)并澆筑混凝土的狀況來說，最關(guān)鍵的是第一層和最終一層的鋼環(huán)。第一層鋼環(huán)安裝時(shí)同樣是要限制住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；其次層鋼環(huán)可在第一層的基礎(chǔ)上干脆安裝；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)可依據(jù)GH和G′H′的實(shí)際弦長(zhǎng)來調(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，保證洞門鋼環(huán)的凈空要求。圖1-4洞門鋼環(huán)安裝的總體原則是保證洞門的凈空，就大不就小，為盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞和出洞供應(yīng)足夠的空間。洞門鋼環(huán)安裝時(shí)，我們可以將線路的大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為施工坐標(biāo)，X是里程，Y是偏軸，Z是高程。洞門中心坐標(biāo)為（X,Y,Z）,鋼環(huán)上隨意點(diǎn)坐標(biāo)為（X2,Y2,Z2）,通過計(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)分直線和曲線兩種狀況，直線始發(fā)比較簡(jiǎn)潔，曲線始發(fā)相對(duì)困難。直線始發(fā)直線上始發(fā)臺(tái)定位時(shí)，我們?nèi)耘f可以將線路的大地坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為施工坐標(biāo)，X是里程，Y是偏軸，Z是高程。只需限制好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。通常狀況下為了轉(zhuǎn)動(dòng)盾構(gòu)機(jī)刀盤，檢查刀盤，始發(fā)臺(tái)前端和洞門鋼環(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曲線上始發(fā)曲線上始發(fā)通常有兩種方式：切線始發(fā)和割線始發(fā)（如下圖）。最須要關(guān)注的是盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞時(shí)在始發(fā)臺(tái)上沒法調(diào)向（圖2-3），假如曲線半徑過小，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞后姿態(tài)很簡(jiǎn)潔超限。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路中線前進(jìn)，因此在始發(fā)臺(tái)定位時(shí)就須要固定住始發(fā)臺(tái)前端，把始發(fā)臺(tái)后端往線路轉(zhuǎn)彎的反方向偏移肯定的距離（如圖2-4），因此，曲線上始發(fā)時(shí)，始發(fā)臺(tái)前中心點(diǎn)和線路中心重合，而始發(fā)臺(tái)后的中心與線路中線不重合。由于洞門鋼環(huán)的位置已經(jīng)確定，始發(fā)臺(tái)前端的里程和中線點(diǎn)也就跟著確定下來，所以M點(diǎn)的坐標(biāo)就是固定的。我們假設(shè)盾構(gòu)機(jī)離起先發(fā)臺(tái)后到達(dá)隧道中線的設(shè)計(jì)位置Q，那么Q、M兩點(diǎn)就確定一個(gè)方向，可以做為盾構(gòu)機(jī)進(jìn)洞的方向。有始發(fā)臺(tái)前端中線坐標(biāo)、始發(fā)臺(tái)的長(zhǎng)度，始發(fā)臺(tái)的方向，通過坐標(biāo)正算，我們就得到始發(fā)臺(tái)后端的中線坐標(biāo)S。可以看出，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。曲線上始發(fā)臺(tái)高程的定位可以參考直線上始發(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)須要留意的幾個(gè)問題：依據(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)過多次始發(fā)等因素，始發(fā)臺(tái)有可能變形，因此定位前須要人工現(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)前端就簡(jiǎn)潔變形下沉，盾構(gòu)進(jìn)洞時(shí)簡(jiǎn)潔發(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)與洞門鋼環(huán)的相對(duì)關(guān)系美觀，我們也可以在做洞門的時(shí)候就將洞門圓心標(biāo)高抬高2-3cm；始發(fā)臺(tái)底部肯定要墊密實(shí)，固定堅(jiān)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狀況下，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，正常狀況下，聯(lián)絡(luò)通道的中線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后，對(duì)應(yīng)的高程也就確定了。以重慶軌道交通6號(hào)線二期蔡家站盾構(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米依據(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3-1）。反力架為盾構(gòu)始發(fā)時(shí)供應(yīng)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)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線保持平行（即我們可以依據(jù)線路坡度放樣出反力架的俯仰角）。反力架定位好以后，我們還須要檢查盾構(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盾構(gòu)平坡始發(fā)圖3-2-2盾構(gòu)下坡始發(fā)、四﹑盾構(gòu)機(jī)始發(fā)姿態(tài)的測(cè)量以聯(lián)測(cè)后地下平面和高程限制點(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的狀況下，我們可以得到盾構(gòu)機(jī)刀盤切口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，通過修改—三維操作—三維對(duì)齊后，就可以捕獲上述三個(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)文件在輸入前須要經(jīng)過兩人獨(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)是否一樣。假如在誤差范圍內(nèi)，就啟用系統(tǒng)來指導(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)是有肯定限制的，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上不能與激光靶距離太長(zhǎng)，一般為50米到80米，在直線段時(shí)與洞內(nèi)的施工環(huán)境有關(guān)，一般為120米到200米之間。詳細(xì)可通過反射激光的強(qiáng)度和激光靶面板上激光斑點(diǎn)的大小來確定。3）定期檢查隧道邊墻上限制點(diǎn)的穩(wěn)定性。由于盾構(gòu)機(jī)刀盤開挖直徑比管片外徑大28公分，這個(gè)空隙通常采納管片壁后注漿的方法來填充，砂漿凝固須要一個(gè)時(shí)間過程，再加上盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)的振動(dòng)、電瓶車運(yùn)動(dòng)、隧道線路轉(zhuǎn)向、二次注漿、管片上浮下沉及旋轉(zhuǎn)等因素，管片的穩(wěn)定須要一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間。依據(jù)閱歷，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。因此，定期檢查洞內(nèi)限制點(diǎn)的穩(wěn)定性特別必要。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進(jìn)行巡察和維護(hù)，避開發(fā)生刮擦、碰撞，電纜線被拉斷等狀況）。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）軸線與線路設(shè)計(jì)軸線（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）軸線相對(duì)于線路設(shè)計(jì)軸線（DTA）的方向偏差、高程偏差以及里程，并由此計(jì)算出刀盤中心處相對(duì)于線路設(shè)計(jì)軸線（DTA）的方向偏差、高程偏差以及里程。各項(xiàng)測(cè)量誤差應(yīng)滿意下表：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兩軸線間平面夾角±1mm/m縱向坡度±1mm/m橫向旋轉(zhuǎn)角±1mm/m刀盤處的位置測(cè)量誤差依據(jù)上表考慮靶平面到刀盤中心的距離依據(jù)下式計(jì)算：C=其中C為刀盤處的位置誤差(mm)；A為靶平面處的位置誤差(mm)；L為靶平面到刀盤中心的里程差(m)；θ為軸線夾角測(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)定的限制點(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上表的倍。定期采納獨(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，如超過該值，應(yīng)依據(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)剛好對(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更。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)，找出偏差的緣由，避開隧道軸線與設(shè)計(jì)軸線產(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)通道處旁邊加密導(dǎo)線點(diǎn)，與原有地面限制點(diǎn)組成附合導(dǎo)線進(jìn)行聯(lián)測(cè)，平差后作為聯(lián)絡(luò)通道放線的平面限制點(diǎn)。其精度要求同地面限制測(cè)量。高程由旁邊限制高程點(diǎn)按三等水準(zhǔn)引洞內(nèi)。洞內(nèi)聯(lián)絡(luò)通道放線由洞內(nèi)限制點(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，造成左右線聯(lián)絡(luò)通道處管片環(huán)縫不在一條直線上，假如單從左線向右線開挖或者是從右線向左線開挖，就會(huì)造成通道開挖之后與對(duì)面管片的環(huán)縫對(duì)接不上。在開挖之前，要人工測(cè)量左右線聯(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。從右線向左線開挖時(shí)，假如依據(jù)DC兩點(diǎn)確定的方向開挖的話，開挖到左線隧道右側(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)通道開挖時(shí)洞門中線為相鄰兩塊管片的環(huán)縫（如聯(lián)絡(luò)通道洞門圖），因此，必需將BC兩點(diǎn)的連線作為聯(lián)絡(luò)通道的中線。可以通過BC和CD的邊長(zhǎng)關(guān)系，將E點(diǎn)在管片上標(biāo)識(shí)出來，EC的連線方向即為聯(lián)絡(luò)通道的中線。聯(lián)絡(luò)通道開挖示意圖聯(lián)絡(luò)通道洞門圖8）貫穿前的測(cè)量盾構(gòu)機(jī)在進(jìn)入到達(dá)段前100米要進(jìn)行一次貫穿前的測(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)減慢推動(dòng)速度以維持盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的穩(wěn)定，水平偏差值應(yīng)限制在±10mm之內(nèi)，同時(shí)將垂直偏差放在20-30mm之間（特殊是盾構(gòu)機(jī)須要上導(dǎo)臺(tái)接著始發(fā)推動(dòng)的狀況下，將高程抬高2-3公分特別必要，確保盾構(gòu)機(jī)順當(dāng)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)減慢刀盤轉(zhuǎn)速，以減小對(duì)洞門維護(hù)結(jié)構(gòu)及四周土體的擾動(dòng)。9）貫穿測(cè)量隧道貫穿后應(yīng)進(jìn)行貫穿測(cè)量，將地面和洞內(nèi)限制點(diǎn)聯(lián)測(cè)后進(jìn)行平差，平差后的數(shù)據(jù)作為隧道中線測(cè)量、斷面測(cè)量和線路調(diào)整的基準(zhǔn)。貫穿測(cè)量包括隧道的縱橫向貫穿誤差、方位誤差和高程貫穿誤差。相向開挖的兩條施工中線，具有貫穿面里程的中線點(diǎn)不重合性，兩點(diǎn)連線的空間線段成為貫穿誤差。實(shí)際的貫穿誤差只能在隧道貫穿后才能確定；測(cè)定貫穿誤差時(shí)，應(yīng)在盾構(gòu)接收井的貫穿面做導(dǎo)線相遇點(diǎn)。貫穿誤差在水平面上的正射投影稱為平面貫穿誤差，在鉛垂面上的正射投影稱為高程貫穿誤差，簡(jiǎn)稱高程誤差。平面貫穿誤差在水平面內(nèi)可分解為兩個(gè)重量：與貫穿面平行的重量稱為橫向貫穿誤差；與貫穿面垂直的重量，稱為縱向貫穿誤差。隧道的橫向和縱向貫穿誤差，可利用隧道貫穿面兩側(cè)的平面限制點(diǎn)來測(cè)定貫穿面導(dǎo)線相遇點(diǎn)的坐標(biāo)閉合差確定，也可以通過隧道貫穿面兩側(cè)中線在貫穿相遇點(diǎn)的間距測(cè)定。橫向貫穿誤差是由平面限制測(cè)量誤差引起的，這主要有三方面：地面限制導(dǎo)線的測(cè)量誤差、聯(lián)系測(cè)量的誤差和地下限制導(dǎo)線的測(cè)量誤差。因此，應(yīng)將上述的中誤差加以適當(dāng)?shù)陌才?，每個(gè)環(huán)節(jié)的中誤差為貫穿誤差中誤差的0.58倍，即±29mm。但不能把該原則肯定話，因?yàn)椴煌`差源的影響事實(shí)上是不相等的。例如，對(duì)于平面限制測(cè)量而言，地面上的條件要比洞內(nèi)要好，故地面限制測(cè)量的精度要求應(yīng)高于±29mm?？v向貫穿誤差影響線路中線的長(zhǎng)度和線路的設(shè)計(jì)坡度；橫向誤差影響線路的方向，假如超過肯定的范圍，就會(huì)引起隧道設(shè)計(jì)幾何形態(tài)的變更，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），因此必需對(duì)隧道橫向貫穿誤差加以限制；高程貫穿誤差主要影響線路的坡度。橫向貫穿誤差和高程貫穿誤差的限差限制測(cè)量對(duì)橫向貫穿誤差的限制方位角貫穿誤差可利用兩側(cè)平面限制點(diǎn)測(cè)定相鄰貫穿面同一導(dǎo)線邊方位角較差確定。隧道的縱、橫向貫穿誤差應(yīng)投影到線路的法線方向上。隧道高程貫穿誤差，可利用隧道貫穿面兩側(cè)高程限制點(diǎn)測(cè)定與貫穿面鄰近水準(zhǔn)點(diǎn)的高程較差確定。高程貫穿誤差是由高程限制測(cè)量誤差引起的，對(duì)于高程限制測(cè)量，洞內(nèi)的水準(zhǔn)線路短，高差變更小，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、空氣流淌、尺長(zhǎng)改正等不利因素的影響，所以也按等影響原則來安排，即每個(gè)環(huán)節(jié)的中誤差為貫穿誤差的0.58倍，即±14mm。10）竣工測(cè)量隧道貫穿后，以始發(fā)井和接收井內(nèi)的限制點(diǎn)為起算點(diǎn)，對(duì)隧道內(nèi)的導(dǎo)線點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)分別重新組成附和線路或者是附和網(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、鐵路隧道一般直線段每6米，曲線段每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)要求來做。斷面測(cè)量可采納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以內(nèi)?？⒐y(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)限制與糾偏技術(shù)導(dǎo)向系統(tǒng)采納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)中心線的位置等。在掘進(jìn)過程中依據(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)通過合理調(diào)整各分區(qū)千斤頂?shù)耐屏暗侗P轉(zhuǎn)向等來調(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（德國海瑞克盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)）ZED（中國中鐵號(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（德國海瑞克盾構(gòu)機(jī)導(dǎo)向系統(tǒng)）ZED（中國中鐵號(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)的限制包括機(jī)體滾轉(zhuǎn)限制和前進(jìn)方向限制，其限制操作原則有兩條：滾動(dòng)角應(yīng)限制在±10mm/m以內(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，假如盾構(gòu)機(jī)的滾角值過大，可以通過反轉(zhuǎn)刀盤來減小滾角值。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)。假如盾構(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?。假如盾?gòu)機(jī)機(jī)頭向下偏，則需提高下部千斤頂?shù)耐屏Γ环粗嗳?。（一）、盾?gòu)機(jī)姿態(tài)限制的一般細(xì)則在一般狀況下，盾構(gòu)機(jī)的方向偏差應(yīng)限制在±20mm以內(nèi)，在緩和曲線段以及圓曲線段，盾構(gòu)機(jī)的方向偏差應(yīng)限制在±30mm以內(nèi)，曲線半徑越小，限制難度越大。這將受到設(shè)備狀況、地質(zhì)條件和施工操作等方面緣由的影響。當(dāng)開挖面土體較勻稱或者軟硬程度上下相差不大時(shí)，保持盾構(gòu)機(jī)軸線與隧道設(shè)計(jì)軸線平行比較簡(jiǎn)潔，一般狀況下方向偏角應(yīng)限制在±5mm/m以內(nèi)，特殊狀況下不易超過±10mm/m；否則，會(huì)因盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎過急造成盾尾間隙過小和管片錯(cuò)臺(tái)裂開。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)要留意上下兩端或左右兩側(cè)的千斤頂行程差不能相差過大，一般限制在±20mm以內(nèi)，特殊狀況下不能超過60mm。當(dāng)開挖面內(nèi)的地層左右相差很大而且又是處于曲線段時(shí)，盾構(gòu)機(jī)的方向限制將比較困難。此時(shí)，可降低掘進(jìn)速度，合理調(diào)整各分區(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)運(yùn)用仿形刀進(jìn)行超挖。在曲線段掘進(jìn)時(shí)，管片易往曲線外側(cè)發(fā)生偏移，因此，一般狀況下讓盾構(gòu)機(jī)向曲線內(nèi)側(cè)偏移肯定量。依據(jù)曲線半徑不同，偏移量通常取10-30mm，即掘進(jìn)進(jìn)入緩和曲線前，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，以保證隧道成型后與設(shè)計(jì)軸線基本一樣。在盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)限制中，推動(dòng)油缸的行程限制是難點(diǎn)。對(duì)于1.5米的管片，原則上推動(dòng)油缸的行程限制在1700-1800mm之間，行程差限制在0-50mm之間。行程過大，則盾尾刷簡(jiǎn)潔露出，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)軸線水平與豎向偏差限制在75mm（設(shè)計(jì)容許偏差100mm）以內(nèi)為目標(biāo)，避開糾偏過猛，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。鉸接油缸的限制是盾構(gòu)姿態(tài)限制的另一個(gè)問題，鉸接油缸伸出的長(zhǎng)度，干脆影響到掘進(jìn)時(shí)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，應(yīng)削減鉸接油缸的長(zhǎng)度差，盡量將長(zhǎng)度差限制在30mm以內(nèi)，將鉸接油缸的行程限制在40-80mm之間為宜。（二）、不同圍巖環(huán)境中盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的限制技術(shù)1、富水砂層中盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的限制盾構(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)上出現(xiàn)象。為了避開盾構(gòu)機(jī)在富水砂層中出現(xiàn)“載頭”現(xiàn)象，在推動(dòng)過程中盾構(gòu)機(jī)應(yīng)保持向上“抬頭”的趨勢(shì)，即盾構(gòu)機(jī)刀盤垂直偏差應(yīng)比盾尾垂直偏差小5-10mm。假如發(fā)覺盾構(gòu)機(jī)有“載頭”的跡象，應(yīng)馬上調(diào)整上下油缸的推力，維持盾構(gòu)機(jī)向上的趨勢(shì)。為避開盾構(gòu)機(jī)在含水砂層中掘進(jìn)時(shí)出現(xiàn)向上漂移的趨勢(shì)，在掘進(jìn)時(shí)應(yīng)減小刀盤的轉(zhuǎn)速，限制好盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，避開過大的“蛇形”姿態(tài)，減小對(duì)四周砂層的擾動(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)的限制盾構(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)采納土壓平衡模式掘進(jìn)，保持密封土倉壓力以保持開挖面的穩(wěn)定。同時(shí)要嚴(yán)格限制出土量，保持出土量與進(jìn)土量的平衡。為限制盾構(gòu)機(jī)水平及垂直偏差在允許范圍內(nèi)，避開盾構(gòu)機(jī)蛇形量過大造成對(duì)地層的過量擾動(dòng)，宜將盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度限制在40-50mm/min之間，刀盤轉(zhuǎn)速限制在1.5r/min左右。一般來說，在沒有發(fā)生涌水涌砂狀況下，該種地層渣土的含水量小，黏性大，在推動(dòng)過程中應(yīng)依據(jù)實(shí)際狀況加注肯定量的添加劑，以保持出土順暢。在掘進(jìn)時(shí)應(yīng)盡量保持盾構(gòu)機(jī)的連續(xù)推動(dòng)，同時(shí)，要嚴(yán)格限制同步注漿量，加大注漿壓力，以保證管背間隙被有效填充。3、巖層層面起伏大的地層中盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)姿態(tài)的限制巖層層面起伏大必定導(dǎo)致隧道開挖面內(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)限制難度大，易產(chǎn)生盾構(gòu)機(jī)垂直方向上的蛇形過量，嚴(yán)峻時(shí)造成管片錯(cuò)臺(tái)及開裂。在此類地質(zhì)條件下掘進(jìn)過程中必需時(shí)刻視察測(cè)量導(dǎo)向系統(tǒng)供應(yīng)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)合推動(dòng)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)。假如不留意調(diào)整推動(dòng)油缸的行程差，就會(huì)造成管片選型變更大，甚至造成盾尾間隙過小使管片不能順當(dāng)脫出盾尾。因此，在推動(dòng)過程中不能單一的只留意測(cè)量系統(tǒng)所供應(yīng)的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)來指導(dǎo)掘進(jìn)，還應(yīng)兼顧各分區(qū)推動(dòng)油缸的行程差，宜將油缸行程差限制在35mm以內(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)的限制盾構(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、地層懦弱時(shí)，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)限制更顯得極為重要。盾構(gòu)機(jī)始發(fā)通過端頭加固地段后，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)過程。由于盾構(gòu)機(jī)重量主要集中在刀盤和前體，在這一過程中易產(chǎn)生“載頭”現(xiàn)象。在這種狀況下，一般閱歷是宜將盾構(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)行一次貫穿前的測(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)減慢推動(dòng)速度以維持盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的穩(wěn)定，水平偏差值應(yīng)限制在±10mm之內(nèi)，同時(shí)將垂直偏差放在20-30mm之間（特殊是盾構(gòu)機(jī)須要上導(dǎo)臺(tái)接著始發(fā)推動(dòng)的狀況下，將高程抬高2-3公分特別必要，確保盾構(gòu)機(jī)順當(dāng)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)減慢刀盤轉(zhuǎn)速，以減小對(duì)洞門維護(hù)結(jié)構(gòu)及四周土體的擾動(dòng)。（三）、盾構(gòu)機(jī)的糾偏措施盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中總會(huì)偏離設(shè)計(jì)軸線，按規(guī)定必需進(jìn)行糾偏。糾偏必需有安排有步驟地進(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)推動(dòng)的過程中，應(yīng)盡量將盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)變更范圍限制在±5mm以內(nèi)。嚴(yán)格限制糾偏幅度，特殊是小半徑曲線上防止盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)卡機(jī)現(xiàn)象。應(yīng)依據(jù)各段地層狀況對(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，管片很簡(jiǎn)潔上浮，假如對(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動(dòng)時(shí)對(duì)盾構(gòu)機(jī)的限制更顯得重要，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型，確保拼裝質(zhì)量與精度，以使管片端面盡可能與安排的掘進(jìn)方向垂直，避開人為因素對(duì)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)造成過大的影響。在掘進(jìn)過程中隨時(shí)留意滾角的變更，剛好依據(jù)盾構(gòu)機(jī)的滾角值調(diào)整刀盤的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使其滾動(dòng)值減小。在糾偏過程中，掘進(jìn)速度要慢，并且要留意避開糾偏時(shí)由于單側(cè)油缸受力過大對(duì)管片造成的破損。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)偏離理論軸線過大時(shí)，糾偏和俯仰角的調(diào)整力度限制在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)軸線時(shí)，再漸漸減小左側(cè)油缸的推力，加大右側(cè)油缸的推力，漸漸使盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)回到設(shè)計(jì)軸線上。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)處在設(shè)計(jì)軸線右側(cè)、上面及下面時(shí)，也應(yīng)如此限制。在糾偏時(shí)，要親密關(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)限制在設(shè)計(jì)軸線中心±20mm之內(nèi)，盾尾與管片四周的間隙勻稱，平衡。（四）、隧道管片上浮的緣由與防止措施通常狀況下，由于盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中都進(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，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）。依據(jù)以往的盾構(gòu)施工資料和閱歷，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，只要采納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100mm而造成中線超限的狀況時(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；其次是必需有上浮的空間。以一環(huán)1.5米寬，外徑為6m、內(nèi)徑為5.4m的圓形管片，假如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管片上浮的緣由：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，隧道上浮的空間沒有被有效填充。超挖空間大，盾構(gòu)機(jī)的刀盤開挖輪廓直徑為6280mm，隧道外徑為6000mm，管片四周有140mm的間隙，這就為隧道管片上浮供應(yīng)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10小時(shí)，特殊是當(dāng)天掘進(jìn)速度快、掘進(jìn)距離較長(zhǎng)時(shí)，這一段隧道有足夠的上浮時(shí)間。漿液的稠度不能有效地抑制和約束隧道上浮。同步注漿不剛好，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，匯合在一起，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)和電瓶車運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)，造成砂漿產(chǎn)生離析、砂與漿體分別等現(xiàn)象，這進(jìn)一步的降低了砂漿對(duì)管片的約束實(shí)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）限制盾構(gòu)機(jī)高程，當(dāng)管片拖出盾尾后，盡管隧道整體上浮了，到仍可以保證隧道的中線不至于超限。盾構(gòu)機(jī)在富水地層掘進(jìn)時(shí)，必需加強(qiáng)同步注漿效果的限制，確保管片能剛好的穩(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)上浮異樣狀況，馬上采納二次注漿（在隧道頂部注雙液漿），有效地限制管片進(jìn)一步上浮。限制盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的姿態(tài)，避開超挖和蛇行前進(jìn)。在上坡和下坡地段必需留意油缸的作用分力對(duì)管片的影響，剛好調(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，削減對(duì)管片背后漿液的振動(dòng)；不要盲目的追求速度，不得在沒有注滿漿的狀況下盲目推動(dòng)。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)，有效限制其上浮。（五）、盾構(gòu)施工中地表沉降的機(jī)理、規(guī)律及限制措施1、盾構(gòu)法施工引起地面沉降的根本緣由是盾構(gòu)掘進(jìn)過程中對(duì)四周土體的擾動(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)，在外力消逝后漸漸建立新的平衡狀態(tài)。土體這個(gè)平衡狀態(tài)的變更過程導(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)的變更過程依據(jù)盾構(gòu)掘進(jìn)過程可分為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)刀盤開挖面較遠(yuǎn)的土體仍舊處于平衡狀態(tài)，不會(huì)引起地面沉降的發(fā)生；只有在盾構(gòu)推力的大小超過了這個(gè)合理的范圍，推力過大或者過小，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。這一階段可以通過限制盾構(gòu)機(jī)推力的大小來削減地面的沉降。其次階段：盾構(gòu)通過后，盾構(gòu)前方和刀盤四周的土體在盾構(gòu)推力作用下，受到刀盤滾動(dòng)壓力、齒刀和刮刀的剪力以及短暫滯留在刀盤面板上及土倉內(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)，假如這部分土體自穩(wěn)性較差，就簡(jiǎn)潔失穩(wěn)造成開挖面坍塌，使隧道開挖范圍外的土體進(jìn)入土倉被螺旋機(jī)帶走，引起大量沉降甚至地面塌方。限制出土量使土倉內(nèi)渣土形成的壓力與盾構(gòu)前方土壓力平衡在懦弱地層和上軟下硬地層中掘進(jìn)顯得尤為重要。由于刀盤直徑比前盾、中盾和盾尾的直徑大30-50mm，在直線段掘進(jìn)時(shí)，盾體四周的土體處于臨空狀態(tài)，是完全的不平衡狀態(tài)；在曲線段掘進(jìn)時(shí)，盾體四周的土體大部分處于臨空狀態(tài)，個(gè)別部位由于盾構(gòu)機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)盾尾的束縛，局部土體受盾體擠壓而處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)，這種狀態(tài)只是瞬間的，加快盾構(gòu)掘進(jìn)速度，削減此階段土體不平衡狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間可以在肯定程度上削減地面沉降。第三階段：盾構(gòu)通過后的瞬間，隧道外圍的土體仍處于臨空的不平衡狀態(tài)，而且盾構(gòu)通過后盾尾空隙的存在使得土體可變形的空間更大。