盾構掘進施工測量(講義)

1、中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 一、平面點傳遞 二、高程點傳遞 三、盾構掘進時測量 四、管片測量中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 一、平面點傳遞一、平面點傳遞中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 1、聯(lián)系三角形定向 （1）針對我項目部的工程情況，盾構機始發(fā)在始發(fā)井及互助站內，盾構機始發(fā)定向采用兩井定向，采用豎井聯(lián)系三角形測量。 （2）豎井聯(lián)系三角形測量近井點的坐標測量，利用地表導線控制網的DT046點測量近井點的坐標，按精密導線同等精度測量近井點坐標，角度觀測六測回，左、右角各三測回，左、右角平均值與360的較差4，邊長往返各六測回，用嚴密平差進行數據處理，點位中誤差10mm。中鐵二局城通公司中

2、鐵二局城通公司 （3）豎井聯(lián)系三角形的圖形布設：懸掛的兩根鋼絲間距不小于5m，定向角小于3，b/a和 b/a的比值控制在1.5內。ac 1 1掘 進 方 向a cbA Bba 1Ccbc 1Dab始 發(fā) 定 向 示 意 圖中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 （4）選用0.5mm的鋼絲，在下部掛重物，重物質量為鋼絲強度6070，為了減少鋼絲的擺動使之靜止，將重物浸在具有一定稠度的油里或其它液體里。兩根鋼絲間的距離用經檢定合格的鋼尺量取，估讀至0.1mm，應獨立測量三測回，每測回往返三次讀數，各測回間的較差：在地上應小于0.5mm；在井下應小于1.0mm。在井上和井下測量同一條邊的較差應小于2.0m

3、m。距離測量也可以用全站儀加反射片測得。中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 （5）使用Leica1202全站儀（標稱精度2，2+2ppm），用全圓測回法觀測6測回，測角中誤差控制在3之內，通過兩井測定地下同一條邊的起始方位角，取其平均值作為盾構機始發(fā)方位角，根據一井定向一次測定地下起始邊方位角中誤差為8，按兩井定向測定地下同一條起始邊方位角的中誤差可以達5，可以滿足定向要求保證隧道正確貫通。 （6）豎井聯(lián)系測量應獨立測量三次。 （7）內業(yè)資料計算時均采用嚴密平差，以提高貫通中誤差的精度。 中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 2、導線定向（閉合導線法）（1）在始發(fā)井兩端頭井中板下或側墻上設兩個導線點

4、（強制歸心標）、在端頭井地表圍護結構上設兩個導線點（強制歸心標），4個導線點和地面近井點組成一個閉和環(huán)。具體如下圖：2 # 吊 籃1 # 吊 籃盾 構 吊 裝 預 留 孔 1 1 . 5 * 7 . 5中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 （2）因為結構凈空、凈高的限制，洞口兩條導線邊很短（一般為1416m），短邊導線測量要求相當高，在施工過程中我們主要采取以下方法減小測量誤差： a導線點全部采用強制歸心標形式，消除儀器對點誤差； b將前視棱鏡偏心誤差控制在0.5mm以內（也就是照準誤差控制在8以內，前視短邊長度一般為1416m），棱鏡檢校時的邊長最好和現場實際導線邊長大致一樣，通過反復檢較，是完

5、全能達到目的的，短邊觀測時，全站儀和前視棱鏡分別要作兩次基座180換位，然后取其平均值作為本次測量值，每次角度觀測6個測回、距離對向觀測2測回。中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 二、高程點傳遞二、高程點傳遞中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 聯(lián)系高程測量 聯(lián)系高程測量主要內容是將地面的高程系統(tǒng)傳入井下的高程起算點上。用懸掛鋼尺的辦法，鋼尺需經檢定合格，在地面上選好掛鋼尺的固定位置系好鋼尺，在鋼尺的下端掛上鋼尺在檢定時的標準拉力的重物，井上和井下各安置一臺水準儀同時讀取在鋼尺上的讀數。在進行高程傳遞的過程中每測回均獨立觀測，測回間應變動儀器高度不小于10cm，每次應觀測三測回，三測回測得地上和地下

6、的高程之差不大于3mm。三測回測定的高差應加入鋼尺的溫度和尺長改正。中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司重 錘水 準 儀水 準 儀鋼尺架隧 道中 層 板高程傳遞聯(lián)系測量示意圖高程傳遞聯(lián)系測量示意圖中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 三、盾構掘進時測量中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 1、激光導向系統(tǒng)的組成 激光導向系統(tǒng)是綜合運用測繪技術、激光傳感技術、計算機技術以及機械電子等技術指導盾構隧道施工的有機體系。其組成見圖1：激光全站儀（激光發(fā)射源和角度、距離及坐標量測設備）和黃盒子（信號傳輸和供電裝置）；激光接收靶（內置光柵和兩把豎向測角儀）、棱鏡和定向點；盾構機主控室（TBM Control Cabi

7、n）：由程控計算機（預裝隧道掘進軟件，具有顯示和操作面板）、控制盒、網絡傳輸Modem和可編程邏輯控制器（PLC）四部分組成；油缸桿伸長量測量（Extension Measurement）裝置等。其中，隧道掘進軟件是盾構機激光導向系統(tǒng)的核心。中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 2、盾構自動測量 當激光站看不到ELS標靶時，我們需在激光站與ELS標靶之間重新做一個激光站吊籃，原先的激光站做為新的棱鏡后視標靶，新的激光站三維坐標需人工從隧道主導線上測量出來。另外還得復核新的后視棱鏡標靶，以防止它移動。中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司盾構機姿態(tài)測量的原理 1、盾構機作為

8、一個近似的圓柱體，在開挖掘進過程中我們不能直接測量其刀盤的中心坐標，只能用間接法來推算出刀盤中心的坐標。在盾構機的機殼體內適當位置選擇測量的觀測點就成為非常重要的工作，所選觀測點既要有利于觀測，又利于點位的保護，并且相對位置不能發(fā)生變化，如下圖中A點是盾構機刀盤中心，E是盾構機中體斷面的中心點，即AE連線為盾構機的中心軸線，由A、B、C、D、四點構成一個四面體，測量出每個角點的三維坐標（xi,yi,zi），根據四個點的三維坐標（xi,yi,zi）分別計算出LAB、LAC、LAD、LBC、LBD、LCD，四面體中的六條邊長，作為以后計算的初始值，在盾構機掘進過程中Li是不變的常量。中鐵二局城通公

9、司中鐵二局城通公司 通過對B、C、D三點的三維坐標測量來計算出A點的三維坐標。同理，B、C、D、E四點也構成一個四面體，相應地求得E點的三維坐標。通過A、E兩點的三維坐標和盾構機的絞折角就能計算出盾構機刀盤中心的水平偏航，垂直偏航，由B、C、D三點的三維坐標就能確定盾構機的扭轉角度，從而達到檢測盾構機的目的。EBDCBECDAA盾 構 機 控 制 觀 測 點盾 構 機 立 體 圖盾 構 機 前 端 刀 盤 圖中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 四、管片測量四、管片測量中鐵二局城通公司中鐵二局城通公司 1、用鋁合金型材加工長水準尺，規(guī)格50503000mm、50504000mm，在中部安裝水準汽泡，并以汽泡零點左、右刻出刻度線，水準尺的校正用水準儀進校正。 2、按管片的直徑計算出弦長3米和4米的矢距，水準測量出管片底部的高程，環(huán)底高程加上矢距即為水平尺的高程，用經緯儀定出一個方向