盾構(gòu)施工測(cè)量方案

目錄一、VMT導(dǎo)向系統(tǒng)11、盾構(gòu)施工的坐標(biāo)系統(tǒng)12、定向系統(tǒng)的基本組成與功能23、定向基本原理3二、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)階段測(cè)量41、始發(fā)定向測(cè)量42、觀測(cè)要求及精度5、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)托架及反力架安裝測(cè)量71）始發(fā)托架的高程控制72）始發(fā)托架的平面位置控制83）始發(fā)托架、基準(zhǔn)環(huán)及反力架的檢查94、始發(fā)掘進(jìn)階段測(cè)量91）、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)人工復(fù)測(cè)10）、環(huán)片測(cè)量11）、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量的誤差分析12三、隧道洞內(nèi)施工測(cè)量121、激光站的移站121）、移站距離的確定132）、激光站的移站142、激光站的人工檢查153、洞內(nèi)精密導(dǎo)線網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)的測(cè)設(shè)164、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)人工復(fù)測(cè)185、隧道環(huán)片測(cè)量18四、貫通誤差預(yù)計(jì)191平面貫通誤差分析19 平面貫通誤差的主要來(lái)源19各項(xiàng)誤差源的分析19 平面貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)232高程貫通誤差分析23（1）高程貫通誤差來(lái)源23（2）各種誤差源的分析24（3）高程貫通誤差的預(yù)計(jì)25五、竣工測(cè)量251、貫通測(cè)量：252、竣工驗(yàn)收測(cè)量：26六、測(cè)量技術(shù)保證措施26一、VMT導(dǎo)向系統(tǒng)在掘進(jìn)隧道的過(guò)程中,為了避免隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)發(fā)生意外的運(yùn)動(dòng)及方向的突然改變, 必須對(duì)TBM的位置和DTA(隧道設(shè)計(jì)軸線)的相對(duì)位置關(guān)系進(jìn)行持續(xù)地監(jiān)控測(cè)量。TBM能夠按照設(shè)計(jì)路線精確地掘進(jìn)，則對(duì)掘進(jìn)各個(gè)方面都有好處（計(jì)劃更精確，施工質(zhì)量更高）。這就是TBM采用“導(dǎo)向系統(tǒng)”（SLS）的原因。德國(guó)VMT公司的SLS-T系統(tǒng)就是為此而開發(fā)，該系統(tǒng)為使TBM沿設(shè)計(jì)軸線（理論軸線）掘進(jìn)提供所有重要的數(shù)據(jù)信息。1、盾構(gòu)施工的坐標(biāo)系統(tǒng)（1） DTA坐標(biāo)系DTA坐標(biāo)系是盾構(gòu)施工坐標(biāo)系統(tǒng)，它是以線路設(shè)計(jì)中線為參照的一種三維坐標(biāo)。只要將盾構(gòu)始發(fā)站開始的線路設(shè)計(jì)資料輸入，掘進(jìn)中任意點(diǎn)里程點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，以及線路的平面、縱剖面狀態(tài)，通過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，均為已知并可顯示出來(lái)。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)中某一時(shí)刻的里程位置，則是通過(guò)設(shè)置在導(dǎo)線點(diǎn)上的激光自動(dòng)全站儀、自動(dòng)跟蹤盾構(gòu)機(jī)上的光靶進(jìn)行測(cè)量獲取的。（2） TBM坐標(biāo)系TBM坐標(biāo)系是盾構(gòu)機(jī)本身的一種局部坐標(biāo)系統(tǒng)，它主要用來(lái)檢測(cè)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，也是三維坐標(biāo)。2、定向系統(tǒng)的基本組成與功能導(dǎo)向系統(tǒng)是由自動(dòng)全站儀、電子激光系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)及掘進(jìn)軟件和電源組成。其組成見(jiàn)下圖：1、自動(dòng)全站儀(TCA）具有伺服馬達(dá)，可以自動(dòng)照準(zhǔn)目標(biāo)和跟蹤，并可發(fā)射激光束，主要用于后視定向，測(cè)量距離、水平角和豎直角，并將測(cè)量結(jié)果傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。2、電子激光系統(tǒng)（ELS）也稱光靶板，是一臺(tái)智能性型的傳感器。ELS接收全站儀發(fā)射的激光束，測(cè)定水平和垂直方向的入射點(diǎn)。偏角由ELS上激光的入射角確認(rèn)，坡度由該系統(tǒng)內(nèi)的傾斜儀測(cè)量。ELS在盾構(gòu)機(jī)體上的位置是確定的，即對(duì)TBM坐標(biāo)系的位置是確定的。3、計(jì)算機(jī)及掘進(jìn)軟件SLS-T軟件是自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和自動(dòng)控制的核心，通過(guò)計(jì)算機(jī)分別與全站儀和ELS通信接收數(shù)據(jù)，盾構(gòu)機(jī)在線路平、剖面上的位置計(jì)算出來(lái)后，以數(shù)字和圖形在計(jì)算機(jī)上顯示出來(lái)。如下圖所示：4、電源即所謂黃箱子。它主要為全站儀供電，保證全站儀工作和與計(jì)算機(jī)之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸。3、定向基本原理洞內(nèi)控制導(dǎo)線是支持盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)導(dǎo)向定位的基礎(chǔ)。全站儀設(shè)置在掘進(jìn)機(jī)附近（不大于150m）的一個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)上，該點(diǎn)三維坐標(biāo)已知，后視另一導(dǎo)線點(diǎn)定向。全站儀測(cè)量測(cè)站至ELS棱鏡間的距離、方位角和豎直角，ELS棱鏡的三維坐標(biāo)和掘進(jìn)里程即可獲得。ELS接收入射的激光定向光束，可獲取實(shí)時(shí)的TBM軸線方向，并通過(guò)計(jì)算機(jī)與已知該里程的線路設(shè)計(jì)位置（DTA）相比較，得出偏差值并顯示在屏幕上，這就是盾構(gòu)姿態(tài)的實(shí)時(shí)檢測(cè)導(dǎo)向。只要掘進(jìn)中控制好盾構(gòu)姿態(tài)，使TBM軸線與線路設(shè)計(jì)中線符合在允許的偏差之內(nèi)，隧道的正確掘進(jìn)與襯砌就得到保證。為保證導(dǎo)向系統(tǒng)的正確性和可靠性，在掘進(jìn)一定長(zhǎng)度或時(shí)間之后，需要通過(guò)洞內(nèi)導(dǎo)線獨(dú)立的檢測(cè)盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)。二、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)階段測(cè)量1、始發(fā)定向測(cè)量盾構(gòu)機(jī)的始發(fā)定向，采取兩井定向測(cè)量，利用始發(fā)井兩端盾構(gòu)預(yù)留井，長(zhǎng)度在80米左右，在地面測(cè)設(shè)近井點(diǎn)，兩端井口吊鋼絲，在底板上布設(shè)五個(gè)控制點(diǎn)（SL1、SL2、SR1、SR2、SR3）與GPS6（北山村）和精密導(dǎo)線控制點(diǎn)IVJ122、GPS7(侖頭村)、IVJ121構(gòu)成閉合導(dǎo)線。為了保證地下定向精度，點(diǎn)位均采用埋設(shè)觀測(cè)墩強(qiáng)制對(duì)中，以減少儀器對(duì)中誤差。見(jiàn)下圖：2、觀測(cè)要求及精度1、 執(zhí)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：地下鐵道、輕軌交通工程測(cè)量規(guī)范（GB5038-1999）工程測(cè)量規(guī)范（GB50026-93）鐵路工程測(cè)量規(guī)范2、 導(dǎo)線點(diǎn)的布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)間的垂直角小于30。3、 視線離障礙物的距離不小于0.3m，以減少旁折光的影響。4、 導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角用Leica 1101型全站儀進(jìn)行施測(cè)，角度用全圓測(cè)回法觀測(cè)6測(cè)回。當(dāng)測(cè)站上只有一個(gè)方向時(shí)，左、右角各三測(cè)回，左、右角平均值之和與360之較差小于3，導(dǎo)線邊長(zhǎng)均對(duì)向觀測(cè)6測(cè)回取其平均值，測(cè)回間邊長(zhǎng)較差不大于2mm。5、 為了保證觀測(cè)精度要求，選擇良好的天氣和時(shí)間段進(jìn)行施測(cè)，以減少大氣折光的影響。6、 導(dǎo)線角度閉合差按下式計(jì)算，wf=2mSQR(n)n:導(dǎo)線的角度個(gè)數(shù)。7、 導(dǎo)線方位角閉合差計(jì)算測(cè)角中誤差按m0=SQR(ff/ n)/N)f：導(dǎo)線方位角閉合差,n：導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角個(gè)數(shù)，N：閉合導(dǎo)線環(huán)的個(gè)數(shù)。8、 測(cè)角中誤差不大于2.5，測(cè)距中誤差不大于1/6000，方位角閉合差5SQR(n)，導(dǎo)線全長(zhǎng)相對(duì)閉合差不大于1/35000，相鄰點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不大于8mm。9、 導(dǎo)線的成果計(jì)算和精度評(píng)定用南方測(cè)繪公司PA2002平差易軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差。10、 使用Leica 1101型全站儀施測(cè)，標(biāo)稱精度1.5，2+2ppm。11、 高程傳遞測(cè)量，從地38引測(cè)至車站井口處，往返觀測(cè)其往返觀測(cè)高差不符值小于fh=8SQR(L)，L：往返測(cè)線距離。12、 從井口臨時(shí)點(diǎn)向下傳遞，用懸掛鋼尺的方法進(jìn)行測(cè)量，鋼尺須經(jīng)檢定合格，鋼尺懸掛后在下部吊上鋼尺檢定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)拉力的重物（5.1KG）。觀測(cè)時(shí)獨(dú)立觀測(cè)三測(cè)回，三測(cè)回測(cè)得的高程較差不大于3mm，高差測(cè)定后加入尺長(zhǎng)和溫度改正；測(cè)量?jī)x器用蘇一光生產(chǎn)的DSZ2精密水準(zhǔn)儀及配套測(cè)微器銦瓦合金水準(zhǔn)標(biāo)尺和經(jīng)檢定合格的30m卷尺進(jìn)行施測(cè)。見(jiàn)下圖：、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)托架及反力架安裝測(cè)量盾構(gòu)機(jī)初始狀態(tài)主要決定于始發(fā)托架和反力架的安裝，因此始發(fā)托架的定位在整個(gè)盾構(gòu)施工測(cè)量過(guò)程中顯得格外重要。主要安裝精度指標(biāo)為：高程偏差mm左右偏差10mm豎直趨勢(shì) 水平趨勢(shì)1）始發(fā)托架的高程控制盾構(gòu)機(jī)在曲線段始發(fā)方式通常有兩種：切線始發(fā)和割線始發(fā)。線路設(shè)計(jì)在始發(fā)井內(nèi)為一半徑5000m的豎曲線。由于始發(fā)推進(jìn)負(fù)環(huán)選取為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)，使得盾構(gòu)機(jī)在井內(nèi)很難按照線路的設(shè)計(jì)資料來(lái)糾偏，因此始發(fā)方式在豎直面內(nèi)選擇為切線始發(fā)。切線點(diǎn)選擇在盾構(gòu)機(jī)破除洞門后入洞點(diǎn)。兩種始發(fā)方式示意圖見(jiàn)下圖：先計(jì)算出入洞點(diǎn)切線坡度，由豎曲線設(shè)計(jì)資料計(jì)算出入洞點(diǎn)的軌頂高程，按照所推出入洞點(diǎn)的切線坡度確定出始發(fā)托架頭尾對(duì)應(yīng)里程點(diǎn)的軌頂高程，作為始發(fā)托架高程及反力架的傾角調(diào)整的依據(jù)。實(shí)際放樣時(shí)，使盾體的實(shí)際坡度略大于設(shè)計(jì)坡度，以消除盾構(gòu)機(jī)入洞后“栽頭”的影響。盾體與始發(fā)托架橫斷面圖如下：2）始發(fā)托架的平面位置控制由于線路設(shè)計(jì)在始發(fā)井內(nèi)為直線，所以始發(fā)托架的平面定位直接按照線路設(shè)計(jì)放樣出隧道設(shè)計(jì)中心線來(lái)控制。在盾構(gòu)機(jī)始發(fā)托架安裝前，利用井下控制點(diǎn)精確在地面標(biāo)定出隧道設(shè)計(jì)中心線及盾構(gòu)托架支撐導(dǎo)軌的中心線，作為盾構(gòu)托架和反力架的平面位置定位依據(jù)。盾構(gòu)托架支撐導(dǎo)軌與隧道中心線位置示意圖見(jiàn)下圖。 3）始發(fā)托架、基準(zhǔn)環(huán)及反力架的檢查在始發(fā)托架、基準(zhǔn)環(huán)以及反力架安裝完畢后，對(duì)安裝結(jié)果進(jìn)行檢查。檢查結(jié)果滿足以下條件時(shí)，方認(rèn)為安裝合格，否則重新進(jìn)行調(diào)整。1) 基準(zhǔn)環(huán)和反力架的傾角與隧道的中心軸線的法線平行；2) 基準(zhǔn)環(huán)和反力架的中心線與隧道的軸線一致。3) 始發(fā)托架中心線與線路中心一致4、始發(fā)掘進(jìn)階段測(cè)量盾構(gòu)機(jī)初始狀態(tài)測(cè)量的主要內(nèi)容是：水平偏移、俯仰角、扭轉(zhuǎn)角的測(cè)量。測(cè)量的目的是確認(rèn)盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中是否沿隧道的設(shè)計(jì)中心線掘進(jìn)。1）、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)人工復(fù)測(cè)盾構(gòu)機(jī)作為一個(gè)近似的圓柱體，在開挖掘進(jìn)過(guò)程中我們不能直接測(cè)量其刀盤的中心坐標(biāo)，只能用間接法來(lái)推算出刀盤中心的坐標(biāo)。在盾構(gòu)機(jī)的機(jī)殼體內(nèi)適當(dāng)位置選擇測(cè)量的觀測(cè)點(diǎn)就成為非常重要的工作，所選觀測(cè)點(diǎn)既要有利于觀測(cè)，又利于點(diǎn)位的保護(hù)，并且相對(duì)位置不能發(fā)生變化。如圖中A點(diǎn)是盾構(gòu)機(jī)刀盤中心，E是盾構(gòu)機(jī)中體斷面的中心點(diǎn)，即AE連線為盾構(gòu)機(jī)的中心軸線，由A、B、C、D、四點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)四面體，測(cè)量出每個(gè)角點(diǎn)的三維坐標(biāo)（xi, yi, zi）,根據(jù)四個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)（xi, yi, zi）分別計(jì)算出LAB, LAC, LAD, LBC, LBD, LCD, 四面體中的六條邊長(zhǎng)，作為以后計(jì)算的初始值，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中Li是不變的常量，通過(guò)對(duì)B、C、D三點(diǎn)的三維坐標(biāo)測(cè)量來(lái)計(jì)算出A點(diǎn)的三維坐標(biāo)。同理，B、C、D、E四點(diǎn)也構(gòu)成一個(gè)四面體，相應(yīng)地求得E 點(diǎn)的三維坐標(biāo)。由A、E兩點(diǎn)的三維坐標(biāo)和盾構(gòu)機(jī)的絞折角就能計(jì)算出盾構(gòu)機(jī)刀盤中心的水平偏航，垂直偏航，由B、C、D三點(diǎn)的三維坐標(biāo)就能確定盾構(gòu)機(jī)的扭轉(zhuǎn)角度，從而達(dá)到檢測(cè)盾構(gòu)機(jī)的目的。始發(fā)掘進(jìn)前，在主體結(jié)構(gòu)中板適當(dāng)位置安裝激光測(cè)站及后視棱鏡吊藍(lán)，利用井下控制點(diǎn)和井下高程控制點(diǎn)引測(cè)出激光站點(diǎn)和后視棱鏡三維坐標(biāo)，引測(cè)時(shí)仰角不大于8，高程測(cè)量獨(dú)立測(cè)量三次，測(cè)得的高差較差5mm。始發(fā)掘進(jìn)階段，利用井下控制點(diǎn)對(duì)盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行人工復(fù)測(cè)，及時(shí)將人工復(fù)測(cè)的數(shù)據(jù)與VMT導(dǎo)向系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)差值較大時(shí)，用全站儀對(duì)激光站和后視棱鏡點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行檢查，修改VMT中的設(shè)置參數(shù)，以確保掘進(jìn)過(guò)程中盾構(gòu)姿態(tài)的正確。盾構(gòu)姿態(tài)人工復(fù)測(cè)每510環(huán)進(jìn)行復(fù)測(cè)一次。在掘進(jìn)到150m時(shí)，進(jìn)行一次包括聯(lián)系測(cè)量在內(nèi)的地下導(dǎo)線復(fù)測(cè)及地下水準(zhǔn)復(fù)測(cè)。）、環(huán)片測(cè)量隧道環(huán)片測(cè)量方法：按環(huán)片的直徑計(jì)算出弦長(zhǎng)5米的矢距，水準(zhǔn)測(cè)量出環(huán)片底部的高程，環(huán)底高程加上矢距即為水平尺的高程，用全站儀大致定出一個(gè)方向線，計(jì)算出方向線與隧道中心線的偏移量，量取方向線與水平尺零點(diǎn)的偏移值，用水平尺上的偏移值減去計(jì)算出的理論偏移量即為環(huán)片中心與隧道中心線的偏移值，測(cè)量位置定在每環(huán)接縫處。水準(zhǔn)尺用鋁合金型材加工制成，規(guī)格50mm50mm5000mm，在中部安裝水準(zhǔn)汽泡，并以汽泡零點(diǎn)左、右刻出刻度線，水準(zhǔn)尺定期用水準(zhǔn)儀進(jìn)行校正。）、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量的誤差分析由于盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)原因，B、C兩點(diǎn)的間距2m左右，AB、AC 的水平距離4m左右，測(cè)站點(diǎn)至B、C點(diǎn)的距離5m左右，由B、C點(diǎn)來(lái)推算A點(diǎn)的坐標(biāo)，B、C兩點(diǎn)的中誤差傳遞給A點(diǎn)，由誤差橢圓的原理可知它產(chǎn)生的縱向誤差對(duì)里程有影響，產(chǎn)生的橫向誤差是很小的，橫向誤差的產(chǎn)生主要是測(cè)角的影響。用Leica 1101型1.5級(jí)全站儀進(jìn)行角度、距離測(cè)量可以將A點(diǎn)的橫向點(diǎn)位誤差控制在10mm內(nèi)。三、隧道洞內(nèi)施工測(cè)量1、激光站的移站盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)時(shí)的姿態(tài)控制是通過(guò)全站儀的實(shí)時(shí)測(cè)設(shè)ELS的坐標(biāo)，反算出盾構(gòu)機(jī)盾首、盾尾的實(shí)際三維坐標(biāo)，通過(guò)比較實(shí)測(cè)三維坐標(biāo)與DTA三維坐標(biāo)，從而得出盾構(gòu)姿態(tài)參數(shù)。隨著盾構(gòu)機(jī)的往前推進(jìn)，每隔規(guī)定的距離就必須進(jìn)行激光站的移站。為了避免移站工作對(duì)掘進(jìn)的影響，移站工作選在管片拼裝時(shí)進(jìn)行。1）、移站距離的確定移站距離的確定主要取決于通視條件及全站儀與主控室電腦之間連接電纜的長(zhǎng)度。通視條件主要取決于線路曲線元的設(shè)計(jì)半徑；連接電纜的長(zhǎng)度為100米，在通視條件良好的情況下，進(jìn)行激光站移站的最大距離選為90米。在我項(xiàng)目部施工的管區(qū)內(nèi)，曲線段半徑及起訖里程分別為：半徑450m，ZDK17+332.758ZDK17+592.117，長(zhǎng)259.359m；YDK17+344.092YDK17+603.451，長(zhǎng)259.359m半徑800m，ZDK16+560.431ZDK17+251.671，長(zhǎng)691.24m；YDK16+563.262YDK17+254.502，長(zhǎng)691.24m半徑4000m，ZDK17+880.972ZDK17+921.464，長(zhǎng)40.492m；YDK17+979.759YDK18+020.451，長(zhǎng)40.492m根據(jù)激光站設(shè)站最佳位置進(jìn)行計(jì)算選擇各線路元段的移站距離，如下：直線及半徑4000m曲線段，移站距離為90m ，即每推進(jìn)60環(huán)進(jìn)行一次移站；半徑800m曲線段，移站距離為60m ，即每推進(jìn)40環(huán)進(jìn)行一次移站；半徑450m曲線段，移站距離為45m ，即每推進(jìn)30環(huán)進(jìn)行一次移站；2）、激光站的移站VMT導(dǎo)向軟件SLST有激光站自動(dòng)移站功能，移站的過(guò)程除了托架和全站儀及后視棱鏡的安裝，其測(cè)量工作都可以通過(guò)此功能完成。操作流程為： 程序啟動(dòng)方位檢測(cè)托架安裝新站點(diǎn)坐標(biāo)測(cè)定全站儀及后視棱鏡的移站托架底板采用40040010mm鋼板，四角上用50mm50mm角鋼焊接，內(nèi)側(cè)長(zhǎng)400mm，和托架底板連接在一起，外側(cè)總長(zhǎng)750mm，分為兩段，起調(diào)節(jié)托架底板水平的作用，底板中心焊上儀器連接螺絲的樁頭長(zhǎng)10mm，采取強(qiáng)制對(duì)中，減少儀器對(duì)中誤差。打孔用膨脹螺絲安裝在隧道右側(cè)頂部不受行車的影響和破壞的地方。安裝時(shí)，先安裝短腳架，后裝調(diào)節(jié)腳架，用水平尺大致調(diào)平托架底板后，將其固定好，然后可以安裝前視棱鏡或儀器。托架示意圖如下：程序的啟動(dòng)及后續(xù)測(cè)量工作在主控室進(jìn)行。此時(shí)SLS-T軟件處于“管片拼裝”狀態(tài)，按功能鍵F3，關(guān)閉測(cè)量后，通過(guò)功能鍵F6激光站移站來(lái)啟動(dòng)程序。在初始窗口中，按下按鈕“測(cè)量開始F2”，啟動(dòng)方位檢測(cè)程序。方位檢測(cè)被成功的執(zhí)行后，顯示檢測(cè)結(jié)果，在得到理想的結(jié)果后，按下F2確認(rèn)后方位檢測(cè)的結(jié)果。在測(cè)定新激光站點(diǎn)坐標(biāo)前，事先在信息輸入窗口中輸入如下信息：水平與垂直方向上偏移的近似值及新激光站點(diǎn)的大致里程；當(dāng)前棱鏡的高度及儀器的高度；新站點(diǎn)的點(diǎn)位編碼。在信息輸入窗口下，按下F2鍵啟動(dòng)程序。全站儀自動(dòng)搜索到前視棱鏡（即新激光站點(diǎn)）后，自動(dòng)瞄準(zhǔn)棱鏡進(jìn)行測(cè)量。屏幕顯示計(jì)算出來(lái)的新激光站點(diǎn)坐標(biāo)。在測(cè)定新激光站坐標(biāo)時(shí)，為避免獲得錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，須遮蓋住其他的反射棱鏡。新激光站點(diǎn)的坐標(biāo)測(cè)定后，將全站儀和后視棱鏡轉(zhuǎn)移到新的位置。全站儀和后視棱鏡轉(zhuǎn)移到新的位置后，主控室按功能鍵F2進(jìn)行確認(rèn)，新的信息窗口會(huì)顯示新激光站點(diǎn)三維坐標(biāo)，然后將新激光站點(diǎn)上的全站儀手動(dòng)轉(zhuǎn)向新的后視點(diǎn)即原先的激光站，按下F2，重新調(diào)整定位全站儀上的刻度。成功執(zhí)行上述的步驟后，出現(xiàn)一新的信息窗口。通過(guò)按下F2功能鍵完成激光站移站程序。2、激光站的人工檢查在推進(jìn)的過(guò)程中，可能會(huì)由于安裝托架的管片出現(xiàn)沉降、位移或托架被碰動(dòng)，使激光站點(diǎn)或后視靶的位置發(fā)生變化，從而全站儀測(cè)得錯(cuò)誤的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)信息。為了保證激光全站儀的準(zhǔn)確定位，在SLS-T軟件的狀態(tài)為“推進(jìn)”時(shí)，通過(guò)功能鍵F5對(duì)全站儀的定位進(jìn)行檢查，如果測(cè)得的后視靶的值超過(guò)了在編輯器中設(shè)定的限值時(shí)，需要對(duì)激光站進(jìn)行人工檢查。檢查方法是利用洞內(nèi)精密導(dǎo)線點(diǎn)對(duì)激光站點(diǎn)及后視靶點(diǎn)位置進(jìn)行測(cè)量計(jì)算，重新確定兩點(diǎn)的三維坐標(biāo)。設(shè)站導(dǎo)線點(diǎn)盡量選擇在右側(cè)管片側(cè)壁上的強(qiáng)制對(duì)中導(dǎo)線點(diǎn)，這樣建測(cè)站時(shí)能夠一次建站測(cè)算出兩個(gè)點(diǎn)位的坐標(biāo)，避免誤差的積累。外業(yè)測(cè)量按精密導(dǎo)線測(cè)量的規(guī)范要求測(cè)量夾角、距離、高差，觀測(cè)6個(gè)測(cè)回，左、右角各三測(cè)回，左、右角平均值之和與360的差4，邊長(zhǎng)觀測(cè)6測(cè)回，內(nèi)業(yè)計(jì)算出新點(diǎn)位坐標(biāo)，在SLS-T軟件修改激光站點(diǎn)和后視光靶的點(diǎn)位坐標(biāo)。當(dāng)不滿足上述建站條件時(shí)，從隧道內(nèi)主控制導(dǎo)線點(diǎn)引測(cè)至后視靶托架上，在托架上建立測(cè)站，測(cè)定激光站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。往托架上引測(cè)時(shí)仰角不得大于8。當(dāng)環(huán)片測(cè)量結(jié)果與盾構(gòu)姿態(tài)相差較大時(shí)進(jìn)行此項(xiàng)檢測(cè)。3、洞內(nèi)精密導(dǎo)線網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)的測(cè)設(shè)洞內(nèi)精密導(dǎo)線共布設(shè)兩組，一組是在隧道內(nèi)管片的一側(cè)埋置觀測(cè)樁，樁頂預(yù)埋鋼板，中心焊上儀器的連接螺栓。觀測(cè)樁規(guī)格為3030100cm，測(cè)量時(shí)直接將儀器置于觀測(cè)樁上整平就可以了；另一組點(diǎn)位埋設(shè)在洞底管片上，在膨脹螺栓頂上鑲一直徑1mm的銅絲標(biāo)志。點(diǎn)位埋設(shè)在隧道的一側(cè)不受運(yùn)輸車輛和施工的影響的位置，保證點(diǎn)位的穩(wěn)定性。沿隧道布成直伸形的支導(dǎo)線，導(dǎo)線轉(zhuǎn)角接近180導(dǎo)線平均邊長(zhǎng)300m，最短不小于180m。兩組導(dǎo)線點(diǎn)在洞內(nèi)形成導(dǎo)線網(wǎng)，導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)成若干個(gè)彼此相連的帶狀導(dǎo)線環(huán)，網(wǎng)中所有邊和角都全部觀測(cè)，內(nèi)業(yè)計(jì)算采用嚴(yán)密平差方法計(jì)算。并且在掘進(jìn)1000m、2000m時(shí)，加測(cè)陀螺方位角加以校核。兩組導(dǎo)線埋設(shè)示意圖如下：施工控制導(dǎo)線點(diǎn)定期檢測(cè)，保證控制網(wǎng)的精度和點(diǎn)位的穩(wěn)定性，隧道掘進(jìn)150m、隧道全長(zhǎng)的二分之一時(shí)、隧道全長(zhǎng)的四分之三時(shí)、和接近貫通面150m時(shí)各進(jìn)行一次包括聯(lián)系測(cè)量在內(nèi)的導(dǎo)線復(fù)測(cè)和水準(zhǔn)復(fù)測(cè)。施工水準(zhǔn)用DSZ2水準(zhǔn)儀施測(cè)，往返閉合差20Lmm。水準(zhǔn)控制點(diǎn)定期進(jìn)行檢測(cè)，施工水準(zhǔn)向前延伸時(shí)先檢測(cè)后延伸，檢測(cè)點(diǎn)的高程與原高程之差3mm。4、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)人工復(fù)測(cè)用Leica1101型1.5級(jí)全站儀測(cè)定在盾構(gòu)機(jī)殼內(nèi)的三點(diǎn)（已知在TBM坐標(biāo)系中坐標(biāo)）的三維坐標(biāo)后，反算出刀盤中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)和盾尾中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)，由刀盤中心、盾尾中心兩點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算出盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中瞬時(shí)的水平方向和垂直方向的偏離值，與自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)所顯示的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較就可以知道自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)是否正常工作。測(cè)量方法：從隧道內(nèi)主控制導(dǎo)線點(diǎn)引測(cè)至托架上，引測(cè)至托架上時(shí)仰角不得大于8。在托架上建立測(cè)站，測(cè)定機(jī)殼三點(diǎn)的三維坐標(biāo)。高程用全站儀加鋼尺測(cè)量，采取正、倒鏡讀數(shù)，消除儀器豎直角指標(biāo)差的影響，獨(dú)立測(cè)量三次，測(cè)得的高差較差5mm。盾構(gòu)姿態(tài)的人工復(fù)測(cè)在激光站的移站后進(jìn)行，或環(huán)片測(cè)量結(jié)果與盾構(gòu)姿態(tài)數(shù)據(jù)差距較大時(shí)進(jìn)行。5、隧道環(huán)片測(cè)量為了及時(shí)檢測(cè)盾構(gòu)姿態(tài)以及激光站點(diǎn)位是否正確以及洞內(nèi)環(huán)片上浮情況，需要對(duì)環(huán)片進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)量方法見(jiàn)盾構(gòu)始發(fā)階段測(cè)量。環(huán)片測(cè)量每天進(jìn)行一次。四、貫通誤差預(yù)計(jì)1平面貫通誤差分析 平面貫通誤差的主要來(lái)源由于本標(biāo)段是主要是盾構(gòu)施工，其貫通誤差是指盾構(gòu)機(jī)頭中心與預(yù)留門洞中心的偏差值。橫向貫通誤差的主要來(lái)源是下列五道測(cè)量工序的誤差：地面控制測(cè)量誤差；：始發(fā)井聯(lián)系測(cè)量的誤差；：地下導(dǎo)線測(cè)量誤差量誤差；：盾構(gòu)姿態(tài)的定位測(cè)量誤差；：吊出井聯(lián)系測(cè)量的誤差各項(xiàng)誤差源的分析地面控制測(cè)量誤差：地面導(dǎo)線測(cè)量對(duì)橫向貫通的影響是測(cè)角誤差和測(cè)邊誤差的共同影響。導(dǎo)線測(cè)角誤差引起的橫向貫通中誤差為my=m/*RX2 式中 ：m 導(dǎo)線測(cè)角中誤差，以秒計(jì)； RX2 導(dǎo)線測(cè)角的各導(dǎo)線點(diǎn)至貫通面的垂直距離的平方和，單位m2； 206265導(dǎo)線測(cè)邊誤差引起的橫向貫通中誤差為myS=mS/S*2 式中： mS /S導(dǎo)線邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差；2 導(dǎo)線各邊長(zhǎng)在貫通面上投影長(zhǎng)度的平方和，單位m2；兩者共同的影響為my2+myS2始發(fā)井地面導(dǎo)線測(cè)量對(duì)橫向貫通的影響RX和dY值表測(cè)角點(diǎn)RXRX2導(dǎo)線邊dydy2GPS625156323716s1969216DJ120394156705s2847056DJ219803920004s313217424GPS716722794247RX2dy21719467233696始發(fā)井地面導(dǎo)線測(cè)量的測(cè)角中誤差m 0.3，測(cè)距相對(duì)中誤差mS/S 1/61487，因此由上表中的數(shù)據(jù)求得my6.03mm，myS2.99 mm，始my2+myS2 6.73mm；吊出井地面導(dǎo)線測(cè)量對(duì)橫向貫通的影響RX和dY值表測(cè)角點(diǎn)RXRX2導(dǎo)線邊dydy2GPS9803644648s1989604DCJ-0481231650s215824964DCJ-1989565s3887744DCJ-2989624s4847056DCJ-313156s5411681C4408166546s6498248004GPS12613RX2dy21062188299053吊出井地面導(dǎo)線測(cè)量的測(cè)角中誤差m0.38，測(cè)距相對(duì)中誤差mS/S1/110900，因此由上表中的數(shù)據(jù)求得my1.90 mm，myS4.93 mm，吊my2+myS2 5.28 mm；由于盾構(gòu)段的橫向貫通誤差同時(shí)受始發(fā)井和吊出井地面控制導(dǎo)線的影響，故地面控制導(dǎo)線測(cè)量對(duì)橫向貫通的總影響為橫1=m始2+m吊2 8.6 mm；始發(fā)井聯(lián)系測(cè)量誤差：由于本標(biāo)段是在始發(fā)井通過(guò)聯(lián)系三角形定向的方法導(dǎo)入地面坐標(biāo)和方向。通常聯(lián)系三角形定向的定向誤差要求都在24，由于本標(biāo)段始發(fā)井的井口長(zhǎng)達(dá)80來(lái)米，做聯(lián)系測(cè)量布網(wǎng)時(shí)，可以保證聯(lián)系三角形的圖形到達(dá)非常有利的條件，這樣就可以大大減小了定向誤差?，F(xiàn)在利用一般的定向誤差值2，推算一次定向誤差對(duì)橫向貫通誤差的影響為：m橫2=ma*L/206265=2*2500/206265*1000=24mm其中此處的L是盾構(gòu)施工段線路長(zhǎng)2300m；而鋼絲投點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差借鑒經(jīng)驗(yàn)值10 mm，假設(shè)此誤差完全傳遞給橫向貫通，則聯(lián)系三角形投點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差影起的橫向貫通誤差為m橫2=10 mm。假設(shè)投點(diǎn)的坐標(biāo)誤差和定向誤差都獨(dú)立的，則聯(lián)系測(cè)量影起的橫向貫通誤差為m橫2=（24*24*10*10）26 mm由于在貫通前我們將在始發(fā)井獨(dú)立作三次聯(lián)系測(cè)量，則定向誤差m橫2=26/ 3 =15mm實(shí)際上由于我們做聯(lián)系測(cè)量的三角形的圖形條件可以非常有利，完全可以大大提高定向精度，也就大大減小了對(duì)橫向貫通誤差的影響；地下導(dǎo)線測(cè)量誤差：地下導(dǎo)線測(cè)量誤差主要是由角度測(cè)量誤差引起，我們?cè)诙磧?nèi)沿線路布置導(dǎo)線網(wǎng)，由于線路轉(zhuǎn)彎不是很明顯，基本上可以看成是直線，并且測(cè)距精度很高，所以按等邊直伸符合導(dǎo)線的貫通來(lái)估算。等邊直伸符合導(dǎo)線的終點(diǎn)的橫向中誤差計(jì)算為：m橫=L*/206265* （n+3）/12。在本標(biāo)段，從始發(fā)井到吊出井L=2300m，現(xiàn)在借用精密導(dǎo)線的技術(shù)要求來(lái)計(jì)算：地下的導(dǎo)線平均邊長(zhǎng)為150m，則全線往返的總測(cè)站數(shù)為n=16；測(cè)角中誤差為1.5，則m橫3 = L*/206265* （n+3）/12 = 21mm實(shí)際上，我們地下導(dǎo)線采用的是導(dǎo)線網(wǎng)的形式，精度比符合導(dǎo)線高，并且在隧道掘進(jìn)1000m和2000m處再通過(guò)陀螺經(jīng)緯儀來(lái)定向糾正偏差，這樣橫向貫通的精度是可以保證的；盾構(gòu)姿態(tài)的定位測(cè)量誤差：盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量誤差可以借鑒地下鐵道、輕軌交通工程測(cè)量規(guī)范（GB50308-1999）盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量誤差技術(shù)要求，m橫4采用其允許的平面偏離值5mm即m橫4=5mm；吊出井聯(lián)系測(cè)量的誤差：由于本標(biāo)段要在吊出井通過(guò)聯(lián)系三角形定向的方法導(dǎo)入平面坐標(biāo)。鋼絲投點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差借鑒經(jīng)驗(yàn)值10 mm，它也會(huì)影起貫通測(cè)量誤差。假設(shè)其誤差完全傳遞給貫通誤差，則吊出井聯(lián)系測(cè)量鋼絲投點(diǎn)的坐標(biāo)誤差影起貫通測(cè)量誤差m橫5=10mm。 平面貫通測(cè)量誤差預(yù)計(jì)假設(shè)上述五項(xiàng)誤差對(duì)貫通誤差的影響是獨(dú)立的，則由它們共同影起的貫通測(cè)量誤差為：m橫= 8.6*8.6+15*15+21*21+5*5+10*10 = 29.4mm地下鐵道、輕軌交通工程測(cè)量規(guī)范（GB50308-1999）中規(guī)定暗挖隧道橫向貫通中誤差應(yīng)在50 mm,所以滿足規(guī)范要求，實(shí)際上我們?cè)谑及l(fā)井和吊出井做聯(lián)系三角形測(cè)量時(shí)，有足夠的寬度來(lái)保證三角形的圖形達(dá)到最佳，這樣就可以大大提高聯(lián)系測(cè)量的精度；在洞內(nèi)布的是精密導(dǎo)線網(wǎng)，按精密導(dǎo)線的要求施測(cè)和計(jì)算，其精度比符合導(dǎo)線的精度更高。還有在隧道掘進(jìn)1000m和2000m時(shí)，用陀螺經(jīng)緯儀來(lái)復(fù)核其方位。所有的這些都可以把精度提高，使其有足夠的精度來(lái)保證線路的橫向貫通。2高程貫通誤差分析（1）高程貫通誤差來(lái)源由于本標(biāo)段是主要是盾構(gòu)施工，高程貫通誤差的主要來(lái)源是下列五道測(cè)量工序的誤差：地面高程控制測(cè)量誤差；：始發(fā)井高程傳遞測(cè)量中誤差；：地下水準(zhǔn)路線測(cè)量中誤差；：盾構(gòu)姿態(tài)的定位測(cè)量中誤差；：吊出井高程傳遞測(cè)量中誤差。（2）各種誤差源的分析地面高程控制測(cè)量誤差：由于我們是從地II2-38（7.130）（在侖頭路北大村北山大街4號(hào)北面公園涼亭旁）通過(guò)精密水準(zhǔn)測(cè)量引測(cè)高程到始發(fā)井附近的，線路總長(zhǎng)是900m，從始發(fā)井到吊出井是線路長(zhǎng)2500m，從吊出井到地II2-43（10.012）（廣州市番禺區(qū)新造鎮(zhèn)小谷圍大朗村村口大木棉村旁）長(zhǎng)800 m，因此地面水準(zhǔn)路線總長(zhǎng)為900+2500+8004200 m。根據(jù)地下鐵道、輕軌交通工程測(cè)量規(guī)范（GB50308-1999）中的規(guī)定，每公里高差中誤差為2 mm，于是有測(cè)量中誤差為4200/1000*（2）=8.4 mm；始發(fā)井高程傳遞測(cè)量始發(fā)井高程傳遞測(cè)量中誤差姑且取地鐵測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)值10mm，在隧道貫通前獨(dú)立做三次，則由此引起的高程貫通測(cè)量中誤差為 10 /3 5.8mm；地下水準(zhǔn)測(cè)量地下水準(zhǔn)測(cè)量是從始發(fā)井到吊出井總長(zhǎng)2500 m，我們?nèi)园淳芩疁?zhǔn)測(cè)量的要求施測(cè)，引起的高程貫通測(cè)量誤差為2500/1000*（2）=5mm；：盾構(gòu)姿態(tài)的定位測(cè)量中誤差由盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)定位測(cè)量中誤差引起的貫通測(cè)量誤差取其盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測(cè)量誤差技術(shù)要求規(guī)定的5mm。：吊出井高程傳遞測(cè)量中誤差由吊出井高程傳遞測(cè)量誤差引起的隧道貫通誤差也取經(jīng)驗(yàn)值10mm,獨(dú)立做三次，則由此引起的隧道高程貫通測(cè)量誤差為10/ 3 5.8mm。（3）高程貫通誤差的預(yù)計(jì)如果把上述各項(xiàng)誤差對(duì)隧道貫通測(cè)量誤差的影響都