地铁盾构施工测量

地铁盾构工测量1控制测量1.1平面控制测量:1.1.1平控制测量概述:地铁施工域里平面控网分两级布设首级为GPS控制网，二为精密导线。施工前业主提供一定数的GPS点和精密导线点以满足施工单位的需要。施工单位需要做的是在主给定的平控制点上加密面精密导线，然后是为了洞内投点定而做联系测量，后是在洞内了保证隧道掘进而做施控制导线测量。管是地面精导线还是洞施工控制导都是精密导线量，虽然边长不满足四等导的要求，但是基本上采用四等导的技术要求施测，其具体技术要在《地下铁道轻轨交通工测量规范》都规定。1.1.2地平面控制测量：在业主交桩后，施工位要马上对所桩位进行复。业主交桩量有限，不定能很好地满施工的需要所以经常要在主所交桩的础上加密精密线点，以方便施工。特别是在发井附近，定要保证有足数量的控制，不少于３个其具体技术求在《地下铁、轻轨交通程测量规范》有规定。1.1.3洞平面控测量洞内施工制导线一般用支导线的形向里传递。但是支导线没检核条件，容易出错，所最好采用双导线的形式向传递。然后双支导线的前连接起来，成附合导线的式，以便平测量精度。洞施工控制导一般采用在管最大跨度附安装牵制对中架，测量起来非常方便，且以提高对中度，还不影响内运输。强对中托架尺寸状要控制好，以便以直接安装管片的螺栓上面，不需电钻打眼安。由于盾构施一般都是双隧道错开环左右掘进，如果错开环数很大，后面掘进的盾构机由于推很大，会对面另一个洞的线点产生影。特别是在左线间距较小层很软时，影很大，很容导致测量出大。还有就是果在曲线隧道，管片上的线点间的边角系经常受盾机的推力和地条件的影响所以要经常复。1.2高程制测量：1.2.1高控制测量概述：高程控制量主要包括面精密水准测和高程传递量及洞内密水准测量，在广地铁领域里精密水准测量也就是城二等水准测不管是地面还洞内都采用是城市二等准测量。其术要求在《地铁道、轻轨通工程测量规》都有规定1.2.2地高程控测量地面水准量按城市二水准的要求施。1.2.3洞高程控制测量洞内由于道上钢枕太轨道下的泥水常盖到钢枕来了，立很不方便，水准仪配因钢测量非常麻。而采用全站三角高程测差的办法传递程就很方便见图1。然此时一定保证前后视的镜高要不变由于不需要量仪器，而是通过量前后两个点高差来传递程，所以往返测取平均值度可以满足施的需要。这在们仑官区间右线都得到证仑官区间约1.5公里高程贯通误差线是8、右线都在11㎜左右。图1全站仪三角高程测量传递高程1.3联系量1.3.1定测量地铁施工定，在任何贯通面上，地下测量控制网的贯通中误差，向不超过５０㎜，竖不超过±２㎜。联系测量主要一井定向（系三角形定向、两井定向铅垂仪陀螺经仪联合定向导线定向四中式，其中我施工单位一般没有陀螺经仪，所以很少采用垂仪陀螺经仪联合定。用导线定精度最好且最便，但是用线定向受始发的长度和深制约，一般也少用。所以般都采用一井向（联系三形定向）或两定向，其中两井定向受地及洞内各种素的制约要少很方便，但在同样的始发长度和深度情况下最好采一井定向（联三角形定向，这样有利提高井下定向精度。这在们仑大始发井多次联系测中得到证实。然一井定向联系三角形定）对场地要较高，做起来很麻烦，但定向精度很有证。联系测量向洞内投点时把点间距尽量拉大些，在始发井板，最好投个点，保证始井两端都各两个控制点。且尽量保证次联系测量点时都投在四个点上。以便取多联系测量的权平均值做为终的始发控点坐标。图2一井定向联系测量示意图图3两井定向联系测量示意图1.3.2高传递测向洞内传高程一般采悬挂钢尺的方一定要注意加温度和尺改正，才能证导入井下的准点的精度如果有斜井或道，也可以水准测量的方向井下传递程。如果全站的仰俯角不的话还可以直用全站仪三高程测高差办法传递高。图钢尺导入法传递高程2导向系统:2.1导向系统介绍2.1.1VMT导向统概述：在掘进隧的过程中,为了避免隧道进机TBM)发生意外的运及方向的突改变必须对TBM的置和A(隧道设计轴线)的相对位置系进行持续监控测量。BM够按照设计路线确地掘进，则掘进各个方都有好（计划精确，施工质量更高）这就是TBM采用导向系统（SLS）的原因德国VMT公司的SLS-T系统就是为此而发，该系统使TBM沿设计轴线（理论线）掘进提供有重要的数信息。SLS-T系统功能完美操作简单。2.1.2导系统基本组成与能导向系统由激光全站（TCA、中央控制箱ESL靶、黄盒和计算机及进软件组成。组成见下图图5导向系统组成2.1.2.1全站仪(TCA)具有伺服达，可以自动照准目标和跟踪，并可发射激光束，主要于后视定向测量距离、水角和竖直角并将测量结果输到计算机2.1.2.2ESL靶也称光靶，是一台智性型的传感器收全仪发射的光束，测定平和垂直方向入射点。偏由ELS激光的入角确认，坡度由系统内的倾斜测量。ELS盾构机体的位置是确定，即对TBM坐标系的位置是确定。2.1.2.3中央控制箱主要的接箱，它为黄子（继而为激全站仪）及S靶提供电源。2.1.2.4黄盒子它主要为站仪供电，保证全站工作和与计机之间的通信和数传输。2.1.2.5计算机及掘软件SLS-T软件是自动向系统数据处和自动控制核心，通过计算分别与全站和ELS信接收数据盾构机在线路平、面上的位置算出来后，以字和图形在算机上显示出。如下图所：图6VMT导向系统盾构姿态显示2.1.3导基本原理洞内控制线是支持盾机掘进导向定的基础。激光全站仪安装位于盾构机右上侧管片上拖架上，后视基准点（后靶棱镜）定后。全站仪自掉过方向来收寻ELS，ELS接收入射的激定向光束，即获取激光站至靶间的方位角、竖直角，通过ELS棱镜和激光全仪就可以量出激光站间的离TBM仰俯角和滚动角过ELS内的倾斜计来定。ELS靶将各项测量数据传主控计算机计算机将所有量数据汇总就可以确定TBM在全坐标系统中精确位置。前后两个参考点的三坐标与事先入计算机的DTA（隧道设计轴线）比较，就以显示盾构的姿态了。2.2导向系统应用2.2.1始托架和力架定位盾构机初状态主要决于始发托架和力架的安装，因此始发托的定位在整盾构施工测量程中显得格重要。盾构在曲线段始方式通常有两：切线始发割线始发，两始发方式示图见下图7：图7切线和割始发示意图始发托架高程要比设提高约1~5㎝，以消除盾构入洞后栽头的影响力架的安装置由始发托架决定，反力架的撑面要与隧的中心轴线的线平行，其倾要与线路坡保持一致。2.2.2移2.2.2.1激光站人工站盾构机的进时的姿态制是通过全站的实时测设S的坐标，反算出盾构机首、盾尾的实三维坐标，过比较实测维坐标与DTA三维坐标，而得出盾构态参数。随着构机的往前进，每隔规定距离就必须行激光站的移激光站的支架角钢和钢板做可以安装在片螺栓的架形似托架的底板采用400×400×10mm钢板底板中心焊上器连接螺栓,长1㎝取强制对中，减少仪器中误差。托架安装位在隧道右侧部不受行车的影响和坏的地方。装时，用水平大致调平托底板后，将其定好，然后以安装前视棱或仪器。托示意图如下图8：图8激光站的架示意图一般在后靶托架即将出盾构机最后节台车后进，这样就可直接站在盾机上移站，不要搭楼梯，安全又方便。前视棱镜安在后视托架后测量出棱镜心到托架底板高程，然后直接从下面的测站采用极坐标测量方式测出托的三维坐标然后在后视靶架上设站，视直接采用极标测量方式出激光站托架三维坐标。后把后视棱镜装在后视靶架上，把激光全站仪安装在激光站托架上整，把黄盒子定好，给全站接上电源，动把全站仪瞄后视棱镜，准的精度在±10㎝左右，然后把全站仪电关闭。接着在主室里，启动按编辑器F2进入编辑器窗口，进入光站编辑窗输入激光全站仪中和后视靶棱中心的三维坐按保存保存，然后关闭辑器窗口。按位—F5‖键，给激全站仪定位。定完成后，再方位检查—F5‖键，检查光站和后视棱的坐标有没错误。如果超，将会显示值，如果不超，那么将不示。最后再按推进—就完成了激光站人工移站的过程。2.2.2.2激光站自动站VMT向软件—T有激光站自移站功能，移站过程除了架和全站仪后视棱镜的安其它测工作都可以通过功能完成。操作流程：程序的启及后续测量作在主控室进。此时SLS-T软件处于管片拼装状态，按功键F3关闭测量，通过功能键激光站移站—F6来启动程序。在初始窗口中，按下按钮测量开始—F2，动方位检程序。方位测被成功的行后，显示测结果，在得理想的结果，按下F2确认后方位测的结果。在定新激光站坐标前，事先在信输入窗口中入如下信息：水平与垂直方向上偏移的近似及新激光站的大致里程；当前棱镜的高度及仪器的高度新站点的点编码。在信息入窗口下，下2键启动程序站仪自动搜到前视棱（即新激光站点）后，自动准棱镜进行量。屏幕显示算出来的新光站点坐标。测定新激光坐标时，为避获得错误的据，须遮盖住他的反射棱。新激光站点坐标测定后将全站仪和后棱镜转移到的位置。全站仪和后视棱镜转移到新的位置，主控室按能键F2进行确认，新的信息窗口会显示新光站点三维标，然后将新激光点上的全站手动转向的后视点即先的激光站，下重新调整定位全站上的刻度。功执行上述的骤后，出现新的信息窗口通过按下功能键完成激光站移站程序。2.2.2.3激光站的人检查在推进的程中，可能由于安装托架管片出现沉、位移或托被碰动，使光站点或后视的位置发生化，从而全站测得错误的构机姿态信息。了保证激光站仪的准确位，在SLS-T软件的状态为推进时通过功能键F5对全仪的定位进行查，如果测的后视靶的值超过了在辑器中设定限值时，需要对激光站进行人工检查。检查方是利用洞内密导线点对激站点及后视点位置进行量，重新确两点的三维坐。设站导线尽量选择在右管片侧壁上强制对中导线这样建站时能够一次建测算出两个位的坐标，避误差的积累当不满足上述站条件时，从隧道内主控制导线点引测至后视靶托架上，托架上建立站，测定激光点的三维坐。2.3导向统维护与检修2.3.1导系统维护2.3.1.1ELS：1.由于ELS靶的安装位置附近有浆管，在注的过程中很容易人碰到，而面板是玻璃作的，容易被坏特别是ELS镜更是易被工人碰在没有对靶进行保护之前我们的棱镜曾多次被工人碰掉，对掘进造成不小影。后来我们的四用4块板保护起来后，就也没有人碰ELS棱镜了；靶面板保护屏要经擦干净，防激光接收靶接的信号太弱3.ELS靶附近不能有强，强光会使VMT姿态显示不正。2.3.1.2电缆：在前期我按常规安装导向系统传输缆卷后，在盾构机向前推的过程中，常把传输电缆断。严重的候，甚至把激站托架都拉，把黄盒子拉，还威胁到光全站仪的安，极大地破了导向系统。了克服这个题，我们采用三种办法。1.把在导向系的传输电缆安装在激光站的面，这样盾机推进时，电一直是顺着2.在盾构机缆经过的地用安全网覆盖，盾构机上的个突起物盖，防止勾断缆；通过加强平时的巡视，经常整理传输缆。通过以办法后，电缆也没有被拉过。2.3.1.3激光站和黄子：在始发时，由于激光站托架是安装在竖井里面，激光全站仪和黄子容易被雨淋湿，一定要以保护。2.在隧道里面时，于工人冲洗片时，容易被浇湿，需要常提醒掘进工。激光全站和黄盒子要经擦干净、凉。3.2导向系统故障处理2.3.2.1ELS：1.ELS靶的前面板被注浆的浆液覆盖ELS接收到的激光信号够强，导致工作，处理办是把前面板覆盖物清理干2.ELS靶的前面板附近有很强的光源严重干扰了ELS对激光号的接收，致VMT显示不正常处理办法把光源移开3.ELS靶的温度太高导致靶不工作处理办法是湿毛巾冷敷ELS靶降温。4.ELS靶和激光之间空间被或其他东西挡，导致ELS接收不到激信号，处理法把障碍物移，如果移不，就移激光站把激光站向移到适当位置2.3.2.2激光全站仪激光全站被水淋了，不能正常作处理办是把全站仪卸下，擦干净凉2.全站仪的气泡偏了，VMT示姿态偏变大，处理法是把全站仪次整平，然做一下全站仪位检查，如检查超限，就要重新测定光站的坐标，千万不要在测定变动后激光站坐标情况下重新定位测。这样只能导VMT导向系给出错误导。如果检查超限，就直重新整平仪器重新定位测3.全站仪在位时没有关全站仪的电源定不了位，理办法是把全仪的电源关，重新启动定程序。4.站仪找不到ELS，处理办法首先看全站仪ELS之间的空间有没有碍物挡，如有，将其移开如果还收寻到，就人工测出激光站至ELS的方位，手动输到激光站编辑器里方位当前值。3.2.3电缆电缆被拉导致不能传输数或电流。处理办法是沿着线路一直查，直到找断裂出，把电接好。3.盾构姿态人工测3.1盾构姿态人工测概述在盾构施的过程中，为了保证向系统的正性和可靠性，在盾机掘进一定长度或时间之，应通过洞的独立导线独的检测盾构的姿态，即进行盾构姿态的人工检测。盾构工中所用到坐标系统有三：全球坐标统、坐标系、TBM坐标系。3.2盾构机参考点测量在进行盾机组装时，VMT公司的测量工师就已经在盾体上布置盾构姿态测的参考点(21个)，如图9。并精确测定各参考点在TBM坐标系中的维坐标。我在进行盾构态的人工检时，可以直接用VMT司提供的相关数来进行计算。其中体前参考点后参考点是虚拟的，实是不存在的):图9S267盾构参考点的布盾构姿态工检测的测位置选在盾构第一节台车连接桥上,此处视条件非常理,而且很好架设全站仪。只要在连接上的中部焊一个全站仪的接螺栓就可了。测量时，应根据现场件尽量使所参考点之间线距离大一些，以证计算时的度，最好保证、中、右各量一两个点，样就可以提测量计算的精。例如在我在选择盾构机的参考时，即是选的1、、21三点作为盾姿态人工检的参考点。3.3盾构态的计算3.3.1盾姿态的计算原理盾构机作一个近似的柱体在开挖掘进程中我们不能直接测其刀盘的中坐标，只能用间接法来推算出刀盘中心的坐。iiiiii图盾姿态计算理图如图是盾构机盘中心E是盾构机中体断面中心点，即AE连线为盾构机的中心轴线，由A、、C、、四点构成一四面体，测出BCD三角点的三坐标（

,y,z）根据三个点的三维标（x

,y,ziii

）分别计算出L

,L,L,L,L,L,四面体中的六条边长，ABACADBCBDCD作为以后算的初始值在盾构机掘过程中L是不变的常量，通过、D三点的三维坐测量来计算A点的三维坐标同理，B、、E四点也构成一个面体，相应地求得E点三维坐标。由E点的三维坐就能计算出盾构刀盘中心的平偏航，垂直航，由、C、D三点的三坐标就能确盾构机的仰俯和滚动角，而达到检测盾机姿态的目。3.3.2通AutoCAD作图求解盾构态通过几何算盾构姿态法的缺点是在业计算时，如果用人工手，其工作量当大，而且难出错，因此们在进行解算，是利用AutoCAD进行作求解，相对于几何方法算，速度要很多。其操作程如下：首先是把道中心线（维坐标）通过立CAD脚本件输入CAD中，这个工作一个工地只要做一次。然后是把所测参考、1021的坐（三维输入到CAD里面。分别以110、21为球心，以11021到点的距为半径画，三个球的交集用鼠标键点击交集后体，就可以找两个端点，两个端点到110、的距离就分别等于110、21到前点的距离。然后根据盾构掘进的方向去其中一点样方法把后点CAD里画出来。由于后点过求交集的法求出的两个点距离很近通过盾构机的进方向很南断，于是通过前点后点的距离3.9491米来判断画出前后点的置后，通过前后点隧道中线做线，通过测量垂线在水平和垂直方向上偏离值来求解盾构前后点的姿。盾构机的坡=（为盾体前后参考点连线长度根测量平差理可知，实际测量需要观测至少4个点位以上观测的参考点多，多余测就越多，此计算的精度越高。比较VMT导向系统得的盾构姿值和人工检测盾构姿态值其精度基本上达到±之内图11盾构姿态计算示意图4.管环检测4.1管环测量概述由于在盾掘进过程中，刚拼装管环还没有来及注入双液浆加，因此还不定，经常发生环位移现象有时位移量很，别是上浮位移量大常常引起管环限界超限。因为地铁工中规定，装好的管环允最大限界值0㎝。为了防管环的侵限我们首先是提控制测量的度外，其是提高导线统的精度，最就是通过每的管环测量实测出管环位移趋势采取措施尽量减小位移量。当然，管测量还起到核导向系统的用。4.2管环测量方法根据管环内径是米,采用铝金制作一铝金尺,铝合金尺米（可根实际情况调长度）在铝合金尺正中央贴上一个反贴片。根