盾构隧道断面测量技术浅述
地铁盾构法隧道施工测量技术
地铁盾构法隧道施工测量技术一、背景近年来，城市建设高速发展，地铁的运营也日益普及。
地铁作为城市公共交通的重要组成部分，对于城市的发展和居民的出行都具有重要意义。
而隧道施工是地铁建设的重要环节之一。
盾构法隧道施工具有施工周期短、对周边环境影响小等优点，已成为地铁隧道施工的主要方法之一。
在盾构法隧道施工过程中，施工测量技术的应用是确保施工质量的关键手段之一。
二、盾构法隧道施工测量技术盾构法隧道施工是通过在隧道两端或两侧设置起点和终点控制点来进行控制，盾构机按照预设的轨迹进行推进，同时进行测量，保证盾构隧道的质量。
盾构法隧道施工测量技术的主要内容包括：1. 隧道轨迹测量在盾构法隧道施工过程中，通过测量盾构机推进的路径和轨迹，对于盾构机的推进和控制都具有十分重要的意义。
常用的测量方法有：•外推法•内推法•三角测量法•中心线测量法•激光投影测量法2. 盾构机姿态测量盾构机姿态的测量是保证盾构隧道质量的一个重要方面。
通过常规测量以及精密仪器测量盾构机的姿态角，包括横倾、纵倾和翻滚等状态，保证盾构机按照设计要求推进，并在施工过程中不发生异常。
3. 其他测量隧道建设中还需要进行其他类型的测量，如地质构造测量、交通流量监测、气象、地下水位等测量。
三、盾构法隧道施工测量技术的意义盾构法隧道施工测量技术的应用，不仅能够保证施工质量，还能够有效降低盾构施工的风险和成本，保证施工进度的顺利进行。
同时，在施工完成后，通过对整个隧道进行测量，能够对隧道的使用情况进行监测，提高隧道的安全性和使用效益。
四、盾构法隧道施工测量技术的应用，在地铁建设中具有十分重要的意义。
通过不断提高测量技术的水平与能力，能够提高隧道施工的效率和质量，为城市的建设和居民的出行带来更多的便利。
(1)盾构隧道断面检测技术研究
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2009·增刊 大 坝 与 安 全 67
ÆÇ!ÈÁÂ"#ÄÃÅÉÇÆÁ$ÈÂÄ%Ã01ÆÅÇÁÈ&ÉÂÄ')(ÁÇÂ大坝与安全·测绘专辑
Yi，Hi）T 与 其 在 断 面 空 间 坐 标 系 oo－xxyyhh 中 坐 标
范围以避免扫描到过多的非管片点。
隧道断面扫描算法的基本流程如下：
（1）在 道 路 线 性 坐 标 系 O－XYH 下 ，根 据 给 定
的设计轴线的平、竖曲线要素计算待扫描里程对应
的断面的空间参数和中心点坐标；
（2）建立断面空间坐标系 oo－xxyyhh，计算其与
道路线性坐标系转换参数；
（3） 给 定 设 计 扫 描 模 板 ， 计 算 待 扫 描 点 的 设 计
Xp－Xoo d
，exx2＝
Yp－Yoo d
，exx3＝
Hp－Hoo d
（9）
d＝ 姨（Xp－Xoo）2＋（Yp－Yoo）2＋（Hp－Hoo）2
（10）
hh 轴在道路线性坐标系 O－XYH 下的方向就
是平面的法线方向向量（exx1 exx2 exx3）T。
姨ehh1 姨姨a 姨
即： 姨姨ehh2
姨姨＝ 姨姨b
求，提出了隧道单圆断面数据采集以及基于稳健估计的椭圆最小二乘拟合算法，并用 VC＋＋语言进行了实现。 实际工程
算例表明，算法正确、适用性良好。
关键词：盾构隧道；断面检测；数据采集；算法；实现
中 图 分 类 号 ：P258
文 献 标 识 码 ：A
文章编号：1671－1092（2009）S0－0066－04
直线段公式：
!XB＝XB＋ΔK
YB＝YB＋ΔK
盾构隧道断面测量技术
盾构隧道断面测量技术浅述摘要：结合广州地铁三号线[天~华]两个区间段隧道施工测量工作的实践，介绍如何用水准仪和全站仪，进行地铁盾构隧道断面测量。
关键词：盾构隧道；断面测量；高程放样；三维坐标；偏差中图分类号： u45文献标识码：a 文章编号：1 概述盾构法隧道断面测量不同于一般的矿山法隧道断面测量，它是在隧道全面贯通后才进行的，是盾构隧道施工测量的最后工作，用以检测已成型的隧道是否有侵入限界。
它已无法改变既有的形状，对隧道的开挖没有实际的控制作用。
但业主设和计单位要根据断面测量的成果，确定是否要对原设计的线路进行调整，以满足行车及其他设备安装的需要。
2 测量要求盾构法隧道一般为圆形隧道，由多块预制管片拼装而成型，断面测量要求是：在指定的位置进行测量，每个断面测量10个点，如图形1。
顶部和底部测量其高程，计算两点间的高差，其他各点则是测量其到设计中线的横距（即水平距离）。
测量精度要求是里程误差<±50mm，点位高程误差<±10mm、横距误差<±10mm。
点位精度要求是比较高的。
盾构隧道断面测量要求是，曲线段4.5米，直线段9米测量一个断面。
每个断面测量10个点，这样的工作量是比较大。
因此要满足精度要求，又有较高的工作效率，选择适合的仪器和测量方法是比较重要的。
购买昂贵的隧道断面仪，仅能用于隧道断面测量，投资太大不合适。
为节省投资，在广州地铁三号线[天河客运站～华师站]盾构区间中，我们采用了水准仪配合全站仪，测量断面点三维坐标的方法进行断面测量，取得了很高的效率。
3 测量步骤3.1待测断面高程放样高程放样是指按断面测量的要求，在待测断面相应里程处的隧道管片，放样出具体的位置，一般是与轨面高相隔一定高度的位置，如上图1中左右两边上、中1、中2、下8个点。
盾构隧道施工过程中，要进行环片姿态测量的，因此每环的前端里程实际都已经知道，依据线路设计的轨面竖曲线要素，可求出各环对应里程处的轨面高程，则其他各点的高程也可以由相关尺寸求得。
铁路工程测量中的隧道断面测量方法
铁路工程测量中的隧道断面测量方法隧道是铁路建设中不可或缺的部分，而测量则是保证隧道工程质量与安全的重要环节。
隧道断面测量方法作为隧道工程测量中的关键技术之一，对于确保隧道施工的准确性和有效性具有重要意义。
本文将介绍隧道断面测量方法的原理、应用以及相关技术的发展趋势。
一、隧道断面测量方法的原理隧道断面测量是指对隧道断面进行准确测量和记录的过程。
在隧道施工中，准确的断面测量可以为后续的爆破、支护、道床平整等工作提供可靠的依据。
常见的断面测量方法包括传统的平面测量方法和激光测量方法。
传统的平面测量方法通过使用光学仪器进行测量，包括全站仪、经纬仪、水平仪等。
这些仪器能够提供较高的测量精度，但需要较长的测量时间和复杂的数据处理，同时受到天气条件和人为因素的限制。
激光测量方法是近年来隧道工程中广泛应用的一种断面测量技术。
它利用激光束对隧道断面进行扫描，并通过接收器接收反射回来的激光信号，从而得到隧道断面的精确数据。
激光测量方法具有测量速度快、精度高、无人化操作等优势，极大地提高了测量效率和施工安全性。
二、隧道断面测量方法的应用隧道断面测量方法在隧道工程中有着广泛的应用。
首先，隧道断面测量能够为隧道施工的爆破作业提供准确的断面数据，从而有效控制爆破范围和保证爆破效果。
其次，隧道断面测量也对隧道支护具有重要意义。
测量结果可以为支护结构的设计和施工提供可靠的参数，确保支护结构的稳定性和安全性。
此外，隧道断面测量还可为隧道道床平整提供依据，确保列车运行的舒适性和安全性。
三、隧道断面测量方法的发展趋势随着科技的不断进步，隧道断面测量方法也在不断发展和优化中。
一方面，传统的平面测量方法正在向数字化、自动化发展。
通过使用高精度的全站仪和数据处理软件，可以提高测量的准确性和效率。
另一方面，激光测量方法也在不断改进。
近年来，无人机搭载激光测量仪器的应用越来越普遍。
无人机能够高效地对隧道断面进行测量，并通过远程控制和自动化算法进行数据处理，使得测量工作更加简便和快速。
盾构隧道施工测量技术的重点及方法
浅谈地铁盾构施工测量技术的控制重点及方法序言随着城市的快速发展，地铁成为越来越多城市居民出行的重要交通工具之一。
截止2015年，全国有39个城市正在建设地铁。
盾构法施工作为区间隧道施工的首要选择，具有对周围环境影响小、自动化程度高、施工快速、优质高效、安全环保等优点，同时盾构施工及贯通精度控制要求也极高，测量工作作为盾构施工的眼睛，显得尤为重要。
现就地铁施工中遇到的实际情况，阐述一下盾构施工测量技术的控制重点及方法。
盾构施工测量控制重点一、地面控制测量在测区内，按测量任务所要求的精度，测定一系列控制点的平面位置和高程，建立起测量控制网，作为各种测量的基础，这种测量工作称为控制测量。
控制网具有控制全局，限制测量误差累积的作用，是各项测量工作的依据。
在工程开工之后，控制网复测是测量的首要任务，在施工过程当中，应定期对控制网进行复核，一般为半年一次，在关键工序施工前，必须加密复核次数，比如盾构机始发与接收等。
平面控制网宜分为2个等级，一等控制网宜采用GPS网，二等控制网宜采用导线网。
高程控制网可采用水准测量方法一次布网。
测量技术要求如下1.1、1.2、1.3表：表1.1 一等平面控制网（GPS）测量技术要求表1.2 二等平面控制网（导线）测量技术要求表1.3 高程控制网（水准）测量技术要求在盾构始发和接收工作井间必须建立统一的施工控制测量系统，每个井口应布设不少于3个控制点。
二、联系测量在地下工程中，为使地面与地下建立统一的坐标系统和高程基准，应通过平洞、斜井及竖井将地面的坐标系统及高程基准传递到地下，该项地下起始数据的传递工作称为联系测量。
地铁施工中的联系测量一般通过盾构工作井把地面控制点坐标和高程引测至车站底板之上，从而建立起，地面与地下统一的坐标高程系统。
坐标传递常采用的方法有联系三角形法（一井定向）、两井定向联系测量法、陀螺经纬仪和铅垂仪组合法、导线直接传递法、铅垂仪联系测量法等。
高程传递常采用悬挂钢尺法、光电测距三角高程传递法进行传递。
隧道断面仪测量原理
隧道断面仪测量原理隧道断面仪是一种用于测量隧道断面形状和尺寸的仪器。
它通过测量隧道内部的各个点的坐标，然后根据这些坐标计算出隧道的断面形状和尺寸。
隧道断面仪的测量原理主要包括测量原理和计算原理两个方面。
一、测量原理隧道断面仪的测量原理是基于三角测量原理和激光测距原理。
具体步骤如下：1. 安装：首先，将隧道断面仪安装在隧道内部的一个固定位置上，通常是在隧道的顶部或者底部。
安装时需要确保仪器的水平度和稳定性。
2. 激光测距：隧道断面仪通过发射激光束，然后接收激光束的反射信号来测量隧道内部各个点的距离。
激光测距原理是利用激光束的光速和反射信号的时间差来计算距离。
3. 角度测量：隧道断面仪还需要测量隧道内部各个点的水平角度和垂直角度。
这可以通过仪器内部的陀螺仪和加速度计来实现。
4. 坐标测量：通过激光测距和角度测量，隧道断面仪可以得到隧道内部各个点的坐标。
这些坐标可以表示为三维坐标系中的点，也可以表示为二维坐标系中的点。
二、计算原理隧道断面仪的计算原理是基于三角计算和数学模型。
具体步骤如下：1. 数据处理：首先，将测得的各个点的坐标数据进行处理，包括数据的滤波、平滑和校正等。
这些处理可以提高数据的精度和准确性。
2. 坐标计算：通过测得的各个点的坐标数据，可以计算出隧道的断面形状和尺寸。
这可以通过三角计算和插值计算来实现。
三角计算可以计算出隧道的各个点之间的距离和角度，插值计算可以计算出隧道的断面形状。
3. 数据输出：最后，将计算得到的隧道断面形状和尺寸数据输出到计算机或者显示屏上。
这样，用户就可以直观地了解到隧道的断面形状和尺寸。
总结起来，隧道断面仪的测量原理主要包括测量原理和计算原理两个方面。
测量原理是基于三角测量原理和激光测距原理，通过测量隧道内部各个点的坐标来计算隧道的断面形状和尺寸。
计算原理是基于三角计算和数学模型，通过处理测得的坐标数据和进行计算，最终得到隧道的断面形状和尺寸数据。
隧道断面仪的测量原理和计算原理的应用可以提高隧道工程的设计和施工的精度和效率。
浅谈地铁盾构隧道施工测量技术
浅谈地铁盾构隧道施工测量技术摘要：近年来，随着我国经济的快速发展以及城镇化进程的加快，城市人口不断增加，城市交通拥堵问题越来越突出，因此发展城市轨道交通、缓解紧张的交通运输压力也日益成为各大城市迫切需要解决的问题。
与其他交通形式相比，地铁以运量大、快速、准时、节能环保及安全舒适等特点受到了各大中型城市的青睐，也逐渐成为城市展示经济实力、城市化建设程度以及高新技术应用的重要标志。
关键词：地铁盾构；隧道施工；测量技术盾构法施工是一种先进的隧道施工技术，与其他施工技术相比较，盾构施工引起的地表沉降较小，对施工现场周围环境的影响小，是目前地铁隧道施工中最安全有效也是应用最广泛的施工方法。
本文结合某市地铁隧道盾构施工测量工作的具体问题和实际做法，总结出了某市地铁盾构施工建设各个阶段测量工作的要点，提出了一种适用于某市地铁盾构施工的的测量流程，以便为某市后续线路的建设提供测量依据，并且也能为其他地区和单位的地铁盾构施工测量管理提供一个有价值的参考。
一、盾构施工测量简介盾构隧道施工测量是指为盾构掘进施工和管片拼装符合设计要求而进行的测量工作。
盾构施工测量工作主要内容包括地面控制测量、联系测量、地下控制测量、和贯通测量等。
二、盾构施工测量1、设计数据的复核工程准备开工时，应进行图纸会审。
图纸会审时，测量人员应根据图纸线路参数对盾构掘进轴线（隧道中线）三维坐标进行计算，计算资料必须做到两人独立计算复核，必要时经过第三者计算复核或用不同的方法进行计算复核，对比检查，自检合格后报监理单位及第三方控制测量单位复核，经多方确认的盾构轴线坐标数据由相关方各执一份，作为以后施工过程轴线偏位检查的重要依据。
2、盾构设计数据的导入验收盾构施工隧道中线坐标进行计算完成之后，土建施工单位要将计算得到的数据导入到盾构机导向系统，这个过程要求业主、土建施工单位、监理单位和第三方控制测量单位共同参与，验收无误后要求各方签字确认，并且拍照留存。
浅谈盾构施工测量技术
doi:10.3969/j .issn .1001-358X .2009.03.024浅谈盾构施工测量技术李 新,杨天亮,刘世龙(中煤三建天津公司,天津 300400)摘要:文中通过沈阳地铁二号线(会展中心～世纪广场站盾构区间)隧道的盾构施工,主要介绍盾构施工过程中的控制测量、联系测量、自动测量系统、盾构姿态人工检测、管环检测的技术和经验。
关键词:平面;高程;测量;盾构;检测中图分类号:TB22 文献标识码:B 文章编号:1001-358X (2009)02-0062-041 控制测量111 平面控制测量11111 平面控制测量概述地铁施工领域里平面控制网分两级布设,首级为GPS 控制网,二级为精密导线网。
施工前依据业主提供的GPS 控制起算点,施工单位加密地面精密导线。
为了向端头井内投点和定向测量,保证隧道盾构的高精度掘进,在井下布设施工精密控制导线。
为了方便施工在始发井附近,一定要保证有不少于3个控制点。
11112 洞内平面控制测量洞内施工控制导线一般采用支导线的形式向里传递。
但是支导线没有检核条件,很容易出错,在施工中我们采用了双支导线的形式向前传递,然后将双支导线连接起来,构成附合导线的形式,以便平定测量精度。
洞内施工控制导线一般采用在管片最大跨度附近安装强制对中托架,测量起来非常方便,且可以提高对中精度,还不影响洞内运输。
强制对中托架尺寸形状要控制好,以便可以直接安装在管片的螺栓上面。
112 高程控制测量高程控制测量主要包括地面精密水准测量和高程传递测量及洞内精密水准测量,本工程的精密水准测量采用城市二等水准测量。
其技术要求按《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》执行。
113 联系测量11311 定向测量地铁规程规定,在任何盾构贯通面上,地下测量贯通中误差,横向不超过±50mm ,竖向不超过±25mm 。
本次联系测量采用了导线直接定向的方法。
通过和陀螺定向边对比,精度完全满足精度要求,本方法实测不但能保证精度而且方便快捷。
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盾构隧道断面测量技术浅述
朱洪明
(广西第六地质队 广西 537100)
摘要：结合广州地铁三号线[天~华]两个区间段隧道施工测量工作的实践，介绍如何用水准仪和全站仪，进行地铁盾构隧道断面测量。
关键词：盾构隧道；断面测量；高程放样；三维坐标；偏差
1 概述
盾构法隧道断面测量不同于一般的矿山法隧道断面测量，它是在隧道全面贯通后才进行的，是盾构隧道施工测量的最后工作，用以检测已成型的隧道是否有侵入限界。
它已无法改变既有的形状，对隧道的开挖没有实际的控制作用。
但业主设和计单位要根据断面测量的成
离）
线段9
适。
为节省投资，在广州地铁三号线[天河客运站～华师站]盾构区间中，我们采用了水准仪配合全站仪，测量断面点三维坐标的方法进行断面测量，取得了很高的效率。
3 测量步骤
3.1 待测断面高程放样
的方法，在隧道两侧管片上，放样出待测断面里程对应的轨面高+450 mm（即左下和右下）的高程点位，并用红油漆标记。
其他各点，因位置比较高不好放置塔尺，不能直接用水准仪进行高程放样。
因此我们依据相关尺寸，制作了一个铝合金卡尺，如图2。
将卡尺上距轨面450mm的横尺放置于已经标记好的右下或左下处，保持整个卡尺处于垂直状态（可在卡尺上安置水平尺），因卡尺上各横向尺是固定在竖尺上的，则其他各点位（中2、中1、上）即
用下式表示：
点Ｏ的里程ＬＯ
ＬＯ＝ＬＡ
式中：D
是A点的里程。
根据以上（1）式和（2）式，用可编程计算器或计算机VB程序编程计算，则计算工作变得非常简便快速。
在广州市地铁三号线[天～华盾构]区间断面测量工作中，采用本人编写的“断面测量计算程序”，只要将外业测量数据按一定的格式编辑好（记事本即可编辑），全部计算工作几秒钟即可完成,结果如下图4。
图4
4 结束语
用水准仪和全站仪结合，用坐标测量法进行断面测量，一次置站可以进行大量的断面点测量，外业操作非常简单，照明及视线良好的情况下，三个人的工作组，一天可以测量100多个断面（约500米），内业计算仅需几秒钟。
对不同的隧道，测量位置要求可能不一样，但操作方法是一样的，只需将卡尺作相应的修改就能适用。
该方法操作简单，在本工程中全部采用了此方法，作业效率非常高，测量精度也能满足相关的技术要求，为盾构隧道断面测量提供很好的借鉴。
参考文献：
[1]陈永奇．工程测量学．修订版．北京：测绘出版社，1995.
[2]陆国胜．测量学．第3版．北京：测绘出版社，1993．
[3]周文波．盾构法隧道施工技术及应有应用．北京：中国建筑工业出版社．2004．
作者简介：朱洪明（1976-），男，1998年7月毕业于石家庄经济学院工程测量专业，工程师，现主要从事工程测量工作。