地鐵盾構(gòu)工測量1控制測量1.1平面控制測量:1.1.1平控制測量概述:地鐵施工域里平面控網(wǎng)分兩級布設(shè)首級為GPS控制網(wǎng)，二為精密導(dǎo)線。施工前業(yè)主提供一定數(shù)的GPS點和精密導(dǎo)線點以滿足施工單位的需要。施工單位需要做的是在主給定的平控制點上加密面精密導(dǎo)線，然后是為了洞內(nèi)投點定而做聯(lián)系測量，后是在洞內(nèi)了保證隧道掘進(jìn)而做施控制導(dǎo)線測量。管是地面精導(dǎo)線還是洞施工控制導(dǎo)都是精密導(dǎo)線量，雖然邊長不滿足四等導(dǎo)的要求，但是基本上采用四等導(dǎo)的技術(shù)要求施測，其具體技術(shù)要在《地下鐵道輕軌交通工測量規(guī)范》都規(guī)定。1.1.2地平面控制測量：在業(yè)主交樁后，施工位要馬上對所樁位進(jìn)行復(fù)。業(yè)主交樁量有限，不定能很好地滿施工的需要所以經(jīng)常要在主所交樁的礎(chǔ)上加密精密線點，以方便施工。特別是在發(fā)井附近，定要保證有足數(shù)量的控制，不少于３個其具體技術(shù)求在《地下鐵、輕軌交通程測量規(guī)范》有規(guī)定。1.1.3洞平面控測量洞內(nèi)施工制導(dǎo)線一般用支導(dǎo)線的形向里傳遞。但是支導(dǎo)線沒檢核條件，容易出錯，所最好采用雙導(dǎo)線的形式向傳遞。然后雙支導(dǎo)線的前連接起來，成附合導(dǎo)線的式，以便平測量精度。洞施工控制導(dǎo)一般采用在管最大跨度附安裝牽制對中架，測量起來非常方便，且以提高對中度，還不影響內(nèi)運輸。強(qiáng)對中托架尺寸狀要控制好，以便以直接安裝管片的螺栓上面，不需電鉆打眼安。由于盾構(gòu)施一般都是雙隧道錯開環(huán)左右掘進(jìn)，如果錯開環(huán)數(shù)很大，后面掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)由于推很大，會對面另一個洞的線點產(chǎn)生影。特別是在左線間距較小層很軟時，影很大，很容導(dǎo)致測量出大。還有就是果在曲線隧道，管片上的線點間的邊角系經(jīng)常受盾機(jī)的推力和地條件的影響所以要經(jīng)常復(fù)。1.2高程制測量：1.2.1高控制測量概述：高程控制量主要包括面精密水準(zhǔn)測和高程傳遞量及洞內(nèi)密水準(zhǔn)測量，在廣地鐵領(lǐng)域里精密水準(zhǔn)測量也就是城二等水準(zhǔn)測不管是地面還洞內(nèi)都采用是城市二等準(zhǔn)測量。其術(shù)要求在《地鐵道、輕軌通工程測量規(guī)》都有規(guī)定1.2.2地高程控測量地面水準(zhǔn)量按城市二水準(zhǔn)的要求施。1.2.3洞高程控制測量洞內(nèi)由于道上鋼枕太軌道下的泥水常蓋到鋼枕來了，立很不方便，水準(zhǔn)儀配因鋼測量非常麻。而采用全站三角高程測差的辦法傳遞程就很方便見圖1。然此時一定保證前后視的鏡高要不變由于不需要量儀器，而是通過量前后兩個點高差來傳遞程，所以往返測取平均值度可以滿足施的需要。這在們侖官區(qū)間右線都得到證侖官區(qū)間約1.5公里高程貫通誤差線是8、右線都在11㎜左右。圖1全站儀三角高程測量傳遞高程1.3聯(lián)系量1.3.1定測量地鐵施工定，在任何貫通面上，地下測量控制網(wǎng)的貫通中誤差，向不超過５０㎜，豎不超過±２㎜。聯(lián)系測量主要一井定向（系三角形定向、兩井定向鉛垂儀陀螺經(jīng)儀聯(lián)合定向?qū)Ь€定向四中式，其中我施工單位一般沒有陀螺經(jīng)儀，所以很少采用垂儀陀螺經(jīng)儀聯(lián)合定。用導(dǎo)線定精度最好且最便，但是用線定向受始發(fā)的長度和深制約，一般也少用。所以般都采用一井向（聯(lián)系三形定向）或兩定向，其中兩井定向受地及洞內(nèi)各種素的制約要少很方便，但在同樣的始發(fā)長度和深度情況下最好采一井定向（聯(lián)三角形定向，這樣有利提高井下定向精度。這在們侖大始發(fā)井多次聯(lián)系測中得到證實。然一井定向聯(lián)系三角形定）對場地要較高，做起來很麻煩，但定向精度很有證。聯(lián)系測量向洞內(nèi)投點時把點間距盡量拉大些，在始發(fā)井板，最好投個點，保證始井兩端都各兩個控制點。且盡量保證次聯(lián)系測量點時都投在四個點上。以便取多聯(lián)系測量的權(quán)平均值做為終的始發(fā)控點坐標(biāo)。圖2一井定向聯(lián)系測量示意圖圖3兩井定向聯(lián)系測量示意圖1.3.2高傳遞測向洞內(nèi)傳高程一般采懸掛鋼尺的方一定要注意加溫度和尺改正，才能證導(dǎo)入井下的準(zhǔn)點的精度如果有斜井或道，也可以水準(zhǔn)測量的方向井下傳遞程。如果全站的仰俯角不的話還可以直用全站儀三高程測高差辦法傳遞高。圖鋼尺導(dǎo)入法傳遞高程2導(dǎo)向系統(tǒng):2.1導(dǎo)向系統(tǒng)介紹2.1.1VMT導(dǎo)向統(tǒng)概述：在掘進(jìn)隧的過程中,為了避免隧道進(jìn)機(jī)TBM)發(fā)生意外的運及方向的突改變必須對TBM的置和A(隧道設(shè)計軸線)的相對位置系進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控測量。BM夠按照設(shè)計路線確地掘進(jìn)，則掘進(jìn)各個方都有好（計劃精確，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VMT公司的SLS-T系統(tǒng)就是為此而發(fā)，該系統(tǒng)使TBM沿設(shè)計軸線（理論線）掘進(jìn)提供有重要的數(shù)信息。SLS-T系統(tǒng)功能完美操作簡單。2.1.2導(dǎo)系統(tǒng)基本組成與能導(dǎo)向系統(tǒng)由激光全站（TCA、中央控制箱ESL靶、黃盒和計算機(jī)及進(jìn)軟件組成。組成見下圖圖5導(dǎo)向系統(tǒng)組成2.1.2.1全站儀(TCA)具有伺服達(dá)，可以自動照準(zhǔn)目標(biāo)和跟蹤，并可發(fā)射激光束，主要于后視定向測量距離、水角和豎直角并將測量結(jié)果輸?shù)接嬎銠C(jī)2.1.2.2ESL靶也稱光靶，是一臺智性型的傳感器收全儀發(fā)射的光束，測定平和垂直方向入射點。偏由ELS激光的入角確認(rèn)，坡度由系統(tǒng)內(nèi)的傾斜測量。ELS盾構(gòu)機(jī)體的位置是確定，即對TBM坐標(biāo)系的位置是確定。2.1.2.3中央控制箱主要的接箱，它為黃子（繼而為激全站儀）及S靶提供電源。2.1.2.4黃盒子它主要為站儀供電，保證全站工作和與計機(jī)之間的通信和數(shù)傳輸。2.1.2.5計算機(jī)及掘軟件SLS-T軟件是自動向系統(tǒng)數(shù)據(jù)處和自動控制核心，通過計算分別與全站和ELS信接收數(shù)據(jù)盾構(gòu)機(jī)在線路平、面上的位置算出來后，以字和圖形在算機(jī)上顯示出。如下圖所：圖6VMT導(dǎo)向系統(tǒng)盾構(gòu)姿態(tài)顯示2.1.3導(dǎo)基本原理洞內(nèi)控制線是支持盾機(jī)掘進(jìn)導(dǎo)向定的基礎(chǔ)。激光全站儀安裝位于盾構(gòu)機(jī)右上側(cè)管片上拖架上，后視基準(zhǔn)點（后靶棱鏡）定后。全站儀自掉過方向來收尋ELS，ELS接收入射的激定向光束，即獲取激光站至靶間的方位角、豎直角，通過ELS棱鏡和激光全儀就可以量出激光站間的離TBM仰俯角和滾動角過ELS內(nèi)的傾斜計來定。ELS靶將各項測量數(shù)據(jù)傳主控計算機(jī)計算機(jī)將所有量數(shù)據(jù)匯總就可以確定TBM在全坐標(biāo)系統(tǒng)中精確位置。前后兩個參考點的三坐標(biāo)與事先入計算機(jī)的DTA（隧道設(shè)計軸線）比較，就以顯示盾構(gòu)的姿態(tài)了。2.2導(dǎo)向系統(tǒng)應(yīng)用2.2.1始托架和力架定位盾構(gòu)機(jī)初狀態(tài)主要決于始發(fā)托架和力架的安裝，因此始發(fā)托的定位在整盾構(gòu)施工測量程中顯得格重要。盾構(gòu)在曲線段始方式通常有兩：切線始發(fā)割線始發(fā)，兩始發(fā)方式示圖見下圖7：圖7切線和割始發(fā)示意圖始發(fā)托架高程要比設(shè)提高約1~5㎝，以消除盾構(gòu)入洞后栽頭的影響力架的安裝置由始發(fā)托架決定，反力架的撐面要與隧的中心軸線的線平行，其傾要與線路坡保持一致。2.2.2移2.2.2.1激光站人工站盾構(gòu)機(jī)的進(jìn)時的姿態(tài)制是通過全站的實時測設(shè)S的坐標(biāo)，反算出盾構(gòu)機(jī)首、盾尾的實三維坐標(biāo)，過比較實測維坐標(biāo)與DTA三維坐標(biāo)，而得出盾構(gòu)態(tài)參數(shù)。隨著構(gòu)機(jī)的往前進(jìn)，每隔規(guī)定距離就必須行激光站的移激光站的支架角鋼和鋼板做可以安裝在片螺栓的架形似托架的底板采用400×400×10mm鋼板底板中心焊上器連接螺栓,長1㎝取強(qiáng)制對中，減少儀器中誤差。托架安裝位在隧道右側(cè)部不受行車的影響和壞的地方。裝時，用水平大致調(diào)平托底板后，將其定好，然后以安裝前視棱或儀器。托示意圖如下圖8：圖8激光站的架示意圖一般在后靶托架即將出盾構(gòu)機(jī)最后節(jié)臺車后進(jìn)，這樣就可直接站在盾機(jī)上移站，不要搭樓梯，安全又方便。前視棱鏡安在后視托架后測量出棱鏡心到托架底板高程，然后直接從下面的測站采用極坐標(biāo)測量方式測出托的三維坐標(biāo)然后在后視靶架上設(shè)站，視直接采用極標(biāo)測量方式出激光站托架三維坐標(biāo)。后把后視棱鏡裝在后視靶架上，把激光全站儀安裝在激光站托架上整，把黃盒子定好，給全站接上電源，動把全站儀瞄后視棱鏡，準(zhǔn)的精度在±10㎝左右，然后把全站儀電關(guān)閉。接著在主室里，啟動按編輯器F2進(jìn)入編輯器窗口，進(jìn)入光站編輯窗輸入激光全站儀中和后視靶棱中心的三維坐按保存保存，然后關(guān)閉輯器窗口。按位—F5‖鍵，給激全站儀定位。定完成后，再方位檢查—F5‖鍵，檢查光站和后視棱的坐標(biāo)有沒錯誤。如果超，將會顯示值，如果不超，那么將不示。最后再按推進(jìn)—就完成了激光站人工移站的過程。2.2.2.2激光站自動站VMT向軟件—T有激光站自移站功能，移站過程除了架和全站儀后視棱鏡的安其它測工作都可以通過功能完成。操作流程：程序的啟及后續(xù)測量作在主控室進(jìn)。此時SLS-T軟件處于管片拼裝狀態(tài)，按功鍵F3關(guān)閉測量，通過功能鍵激光站移站—F6來啟動程序。在初始窗口中，按下按鈕測量開始—F2，動方位檢程序。方位測被成功的行后，顯示測結(jié)果，在得理想的結(jié)果，按下F2確認(rèn)后方位測的結(jié)果。在定新激光站坐標(biāo)前，事先在信輸入窗口中入如下信息：水平與垂直方向上偏移的近似及新激光站的大致里程；當(dāng)前棱鏡的高度及儀器的高度新站點的點編碼。在信息入窗口下，下2鍵啟動程序站儀自動搜到前視棱（即新激光站點）后，自動準(zhǔn)棱鏡進(jìn)行量。屏幕顯示算出來的新光站點坐標(biāo)。測定新激光坐標(biāo)時，為避獲得錯誤的據(jù)，須遮蓋住他的反射棱。新激光站點坐標(biāo)測定后將全站儀和后棱鏡轉(zhuǎn)移到的位置。全站儀和后視棱鏡轉(zhuǎn)移到新的位置，主控室按能鍵F2進(jìn)行確認(rèn)，新的信息窗口會顯示新光站點三維標(biāo)，然后將新激光點上的全站手動轉(zhuǎn)向的后視點即先的激光站，下重新調(diào)整定位全站上的刻度。功執(zhí)行上述的驟后，出現(xiàn)新的信息窗口通過按下功能鍵完成激光站移站程序。2.2.2.3激光站的人檢查在推進(jìn)的程中，可能由于安裝托架管片出現(xiàn)沉、位移或托被碰動，使光站點或后視的位置發(fā)生化，從而全站測得錯誤的構(gòu)機(jī)姿態(tài)信息。了保證激光站儀的準(zhǔn)確位，在SLS-T軟件的狀態(tài)為推進(jìn)時通過功能鍵F5對全儀的定位進(jìn)行查，如果測的后視靶的值超過了在輯器中設(shè)定限值時，需要對激光站進(jìn)行人工檢查。檢查方是利用洞內(nèi)密導(dǎo)線點對激站點及后視點位置進(jìn)行量，重新確兩點的三維坐。設(shè)站導(dǎo)線盡量選擇在右管片側(cè)壁上強(qiáng)制對中導(dǎo)線這樣建站時能夠一次建測算出兩個位的坐標(biāo)，避誤差的積累當(dāng)不滿足上述站條件時，從隧道內(nèi)主控制導(dǎo)線點引測至后視靶托架上，托架上建立站，測定激光點的三維坐。2.3導(dǎo)向統(tǒng)維護(hù)與檢修2.3.1導(dǎo)系統(tǒng)維護(hù)2.3.1.1ELS：1.由于ELS靶的安裝位置附近有漿管，在注的過程中很容易人碰到，而面板是玻璃作的，容易被壞特別是ELS鏡更是易被工人碰在沒有對靶進(jìn)行保護(hù)之前我們的棱鏡曾多次被工人碰掉，對掘進(jìn)造成不小影。后來我們的四用4塊板保護(hù)起來后，就也沒有人碰ELS棱鏡了；靶面板保護(hù)屏要經(jīng)擦干凈，防激光接收靶接的信號太弱3.ELS靶附近不能有強(qiáng)，強(qiáng)光會使VMT姿態(tài)顯示不正。2.3.1.2電纜：在前期我按常規(guī)安裝導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸纜卷后，在盾構(gòu)機(jī)向前推的過程中，常把傳輸電纜斷。嚴(yán)重的候，甚至把激站托架都拉，把黃盒子拉，還威脅到光全站儀的安，極大地破了導(dǎo)向系統(tǒng)。了克服這個題，我們采用三種辦法。1.把在導(dǎo)向系的傳輸電纜安裝在激光站的面，這樣盾機(jī)推進(jìn)時，電一直是順著2.在盾構(gòu)機(jī)纜經(jīng)過的地用安全網(wǎng)覆蓋，盾構(gòu)機(jī)上的個突起物蓋，防止勾斷纜；通過加強(qiáng)平時的巡視，經(jīng)常整理傳輸纜。通過以辦法后，電纜也沒有被拉過。2.3.1.3激光站和黃子：在始發(fā)時，由于激光站托架是安裝在豎井里面，激光全站儀和黃子容易被雨淋濕，一定要以保護(hù)。2.在隧道里面時，于工人沖洗片時，容易被澆濕，需要常提醒掘進(jìn)工。激光全站和黃盒子要經(jīng)擦干凈、涼。3.2導(dǎo)向系統(tǒng)故障處理2.3.2.1ELS：1.ELS靶的前面板被注漿的漿液覆蓋ELS接收到的激光信號夠強(qiáng)，導(dǎo)致工作，處理辦是把前面板覆蓋物清理干2.ELS靶的前面板附近有很強(qiáng)的光源嚴(yán)重干擾了ELS對激光號的接收，致VMT顯示不正常處理辦法把光源移開3.ELS靶的溫度太高導(dǎo)致靶不工作處理辦法是濕毛巾冷敷ELS靶降溫。4.ELS靶和激光之間空間被或其他東西擋，導(dǎo)致ELS接收不到激信號，處理法把障礙物移，如果移不，就移激光站把激光站向移到適當(dāng)位置2.3.2.2激光全站儀激光全站被水淋了，不能正常作處理辦是把全站儀卸下，擦干凈涼2.全站儀的氣泡偏了，VMT示姿態(tài)偏變大，處理法是把全站儀次整平，然做一下全站儀位檢查，如檢查超限，就要重新測定光站的坐標(biāo)，千萬不要在測定變動后激光站坐標(biāo)情況下重新定位測。這樣只能導(dǎo)VMT導(dǎo)向系給出錯誤導(dǎo)。如果檢查超限，就直重新整平儀器重新定位測3.全站儀在位時沒有關(guān)全站儀的電源定不了位，理辦法是把全儀的電源關(guān)，重新啟動定程序。4.站儀找不到ELS，處理辦法首先看全站儀ELS之間的空間有沒有礙物擋，如有，將其移開如果還收尋到，就人工測出激光站至ELS的方位，手動輸?shù)郊す庹揪庉嬈骼锓轿划?dāng)前值。3.2.3電纜電纜被拉導(dǎo)致不能傳輸數(shù)或電流。處理辦法是沿著線路一直查，直到找斷裂出，把電接好。3.盾構(gòu)姿態(tài)人工測3.1盾構(gòu)姿態(tài)人工測概述在盾構(gòu)施的過程中，為了保證向系統(tǒng)的正性和可靠性，在盾機(jī)掘進(jìn)一定長度或時間之，應(yīng)通過洞的獨立導(dǎo)線獨的檢測盾構(gòu)的姿態(tài)，即進(jìn)行盾構(gòu)姿態(tài)的人工檢測。盾構(gòu)工中所用到坐標(biāo)系統(tǒng)有三：全球坐標(biāo)統(tǒng)、坐標(biāo)系、TBM坐標(biāo)系。3.2盾構(gòu)機(jī)參考點測量在進(jìn)行盾機(jī)組裝時，VMT公司的測量工師就已經(jīng)在盾體上布置盾構(gòu)姿態(tài)測的參考點(21個)，如圖9。并精確測定各參考點在TBM坐標(biāo)系中的維坐標(biāo)。我在進(jìn)行盾構(gòu)態(tài)的人工檢時，可以直接用VMT司提供的相關(guān)數(shù)來進(jìn)行計算。其中體前參考點后參考點是虛擬的，實是不存在的):圖9S267盾構(gòu)參考點的布盾構(gòu)姿態(tài)工檢測的測位置選在盾構(gòu)第一節(jié)臺車連接橋上,此處視條件非常理,而且很好架設(shè)全站儀。只要在連接上的中部焊一個全站儀的接螺栓就可了。測量時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場件盡量使所參考點之間線距離大一些，以證計算時的度，最好保證、中、右各量一兩個點，樣就可以提測量計算的精。例如在我在選擇盾構(gòu)機(jī)的參考時，即是選的1、、21三點作為盾姿態(tài)人工檢的參考點。3.3盾構(gòu)態(tài)的計算3.3.1盾姿態(tài)的計算原理盾構(gòu)機(jī)作一個近似的柱體在開挖掘進(jìn)程中我們不能直接測其刀盤的中坐標(biāo)，只能用間接法來推算出刀盤中心的坐。iiiiii圖盾姿態(tài)計算理圖如圖是盾構(gòu)機(jī)盤中心E是盾構(gòu)機(jī)中體斷面中心點，即AE連線為盾構(gòu)機(jī)的中心軸線，由A、、C、、四點構(gòu)成一四面體，測出BCD三角點的三坐標(biāo)（

,y,z）根據(jù)三個點的三維標(biāo)（x

,y,ziii

）分別計算出L

,L,L,L,L,L,四面體中的六條邊長，ABACADBCBDCD作為以后算的初始值在盾構(gòu)機(jī)掘過程中L是不變的常量，通過、D三點的三維坐測量來計算A點的三維坐標(biāo)同理，B、、E四點也構(gòu)成一個面體，相應(yīng)地求得E點三維坐標(biāo)。由E點的三維坐就能計算出盾構(gòu)刀盤中心的平偏航，垂直航，由、C、D三點的三坐標(biāo)就能確盾構(gòu)機(jī)的仰俯和滾動角，而達(dá)到檢測盾機(jī)姿態(tài)的目。3.3.2通AutoCAD作圖求解盾構(gòu)態(tài)通過幾何算盾構(gòu)姿態(tài)法的缺點是在業(yè)計算時，如果用人工手，其工作量當(dāng)大，而且難出錯，因此們在進(jìn)行解算，是利用AutoCAD進(jìn)行作求解，相對于幾何方法算，速度要很多。其操作程如下：首先是把道中心線（維坐標(biāo)）通過立CAD腳本件輸入CAD中，這個工作一個工地只要做一次。然后是把所測參考、1021的坐（三維輸入到CAD里面。分別以110、21為球心，以11021到點的距為半徑畫，三個球的交集用鼠標(biāo)鍵點擊交集后體，就可以找兩個端點，兩個端點到110、的距離就分別等于110、21到前點的距離。然后根據(jù)盾構(gòu)掘進(jìn)的方向去其中一點樣方法把后點CAD里畫出來。由于后點過求交集的法求出的兩個點距離很近通過盾構(gòu)機(jī)的進(jìn)方向很南斷，于是通過前點后點的距離3.9491米來判斷畫出前后點的置后，通過前后點隧道中線做線，通過測量垂線在水平和垂直方向上偏離值來求解盾構(gòu)前后點的姿。盾構(gòu)機(jī)的坡=（為盾體前后參考點連線長度根測量平差理可知，實際測量需要觀測至少4個點位以上觀測的參考點多，多余測就越多，此計算的精度越高。比較VMT導(dǎo)向系統(tǒng)得的盾構(gòu)姿值和人工檢測盾構(gòu)姿態(tài)值其精度基本上達(dá)到±之內(nèi)圖11盾構(gòu)姿態(tài)計算示意圖4.管環(huán)檢測4.1管環(huán)測量概述由于在盾掘進(jìn)過程中，剛拼裝管環(huán)還沒有來及注入雙液漿加，因此還不定，經(jīng)常發(fā)生環(huán)位移現(xiàn)象有時位移量很，別是上浮位移量大常常引起管環(huán)限界超限。因為地鐵工中規(guī)定，裝好的管環(huán)允最大限界值0㎝。為了防管環(huán)的侵限我們首先是提控制測量的度外，其是提高導(dǎo)線統(tǒng)的精度，最就是通過每的管環(huán)測量實測出管環(huán)位移趨勢采取措施盡量減小位移量。當(dāng)然，管測量還起到核導(dǎo)向系統(tǒng)的用。4.2管環(huán)測量方法根據(jù)管環(huán)內(nèi)徑是米,采用鋁金制作一鋁金尺,鋁合金尺米（可根實際情況調(diào)長度）在鋁合金尺正中央貼上一個反貼片。根