盾构机姿态人工测量方案
盾构隧道测量方案
盾构施工地面监测方案1、概况1.1、工程概况深圳地铁5号线土建2标盾构施工共包括三个区间，分别是：翻身站～灵芝公园站、灵芝公园站～大浪站、大浪站～同乐站。
翻身站～灵芝公园站设计起止里程CK4+196.34～CK5+461.66。
其中左右线CK4+196.34～CK4+410各213.66m为矿山法施工暗挖隧道；左线盾构区间CK4+410～CK5+461.66，长1265.32m；右线盾构区间CK4+410～CK5+461.66，长1252.68m; 灵芝公园站～大浪站起点里程为CK5＋686.661，左线隧道设计终点里程为CK6+265.602，长578.941m；右线设计终点里程为CK6+109.605，长422.944m; 大浪站～同乐站区间起点里程为CK6＋588.140，左线隧道设计终点里程为CK7+201.660，长613.520m；右线设计终点里程为CK7+241.200，长653.060m。
1.2、施工总体方案投入两台海瑞克复合式土压平衡盾构机（配备保压泵碴装置），两台从同乐明挖区间盾构井站先左线、后右线下井始发，由北向南沿创业路掘进；至大浪站，过站；再从大浪站南端始发、掘进，进入灵芝公园站北端头井吊出转场。
两台分别再从翻身站北端始发,通过矿山法隧道,由南向北掘进,至灵芝公园站南端头井吊处,退场。
为了确保盾构机从同乐～大浪～灵芝站和翻身～灵芝站三个区间顺利准确的进行掘进施工，对翻身～同乐站三区间的地面导线点联测控制导线测量，地面高程测量为盾构机掘进前施工奠定基础。
2、编制依据《地下铁道、轻轨交通工程测量规范GB50308-1999》《广州地铁三号线工程施工测量管理细则》《工程测量规范》（GB500026-93）《城市测量规范》（CJJ8-99）《铁路测量规范》（TBJ101-85）3、仪器设备配置4、施工测量组织机构整个区间施工中，项目经理部设测量主管一名，负责具体的施工测量工作管理及安排；专职测量工程师二名，负责现场施工测量放样及内业资料的整理；专职测量工三名。
盾构-12-盾构姿态测量
编号：盾构-12
序号
工序名称
作业控制要点
1
测量准备
1、确定盾构姿态需要的参数，盾首三维坐标、盾构轴线平面偏角、倾角、旋角。
2、通过给定资料计算管片中心坐标，并建立隧道线形。
3、安装自动测量系统，通过不同手段进行复测，确保盾构零位姿态正确。
2
布点
1、盾构机上安装３个不在一个平面的三棱镜，以便来自过对该棱镜测量反算盾构中心坐标。
角的偏转（全站仪发出的激光束方位角已知）；利用盾构机上安装的测斜仪自动测量盾构机的倾角和旋角。
2、利用全站仪直接测量盾构机上安装的3个不在一个平面上的测量参考点，获得其地面三维坐标（X、Y、Z），通过坐标方程解算（3个以上点可以利用平差方法）就可以直接得到盾构机盾头、盾尾的三维坐标，利用盾头－盾尾矢量确定姿态参数。
2、在管片上设置吊篮以便设置测站和后视，吊篮安装要稳定，且距离不宜距离盾构机过近，以减小施工扰动。
3
测量方法
1、盾构机三维坐标用全站仪测定，仪器在已知三维坐标的测站上首先后视地下控制点，然后测量前方盾构机上的参考点，即可确定盾构机的三维坐标；在该参考点上配激光标靶，该标靶能够根据激光测量仪器射出的激光束，利用折射角和反射角来确定盾构机的平面方位
盾构测量方案
目录一、编制及测量依据........................................................................................................ - 1 -二、工程概况.................................................................................................................... - 1 -三、测量任务和内容........................................................................................................ - 2 -四、施工测量技术方案.................................................................................................... - 2 -4.1施工首级测量控制网的检测 (3)4.2施工控制网的加密测量 (3)4.3联系测量 (6)4.4地下施工控制导线测量 (8)4.5施工放样测量 (9)4.6盾构施工测量 (10)4.7隧道贯通测量 (14)4.8隧道竣工测量 (14)4.9隧道沉降测量 (14)五、测量误差分析.......................................................................................................... - 15 -5.1隧道测量误差分析 (15)5.2隧道贯通误差预计 (16)六、测量人员和测量仪器配备...................................................................................... - 19 -6.1主要测量人员配备表及职责划分细则 (19)6.2职责划分细则 (21)6.3主要测量仪器配备 (21)七、测量工作管理.......................................................................................................... - 22 -7.1测量人员管理 (22)7.2仪器管理 (22)7.3资料管理 (22)八、测量质量保证措施.................................................................................................. - 23 -九、施工测量复核程序图.............................................................................................. - 25 -一、编制及测量依据（1）《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008)；（2）《城市测量规范》(GJJ8-99)；（3）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999）（4）《工程测量规范》(GB50026-2007)；（5）《建筑变形测量规范》（JGJ/T8-2007）；（6）《地下铁道设计规范》（GB50299-1999）；（7）《国家一、二等水准测量规范》（GB12897-2006）；（8）上海市轨道交通十三号线5标区间设计资料。
地铁盾构施工人工测量方法探讨
地铁盾构施工人工测量方法探讨摘要：本文结合合肥地铁项目，讲述了地面控制测量、联系测量盾构机人工测量和管片测量关键词：地铁；盾构；人工测量盾构法具有施工速度快、机械化程度高、人员配备少、不影响地面交通等优点，所以在地铁区间施工中得到广泛应用。
盾构施工测量是盾构施工中最重要的环节之一。
现以合肥市地铁一号线9标南宁路站～贵阳路站盾构区间（以下简称南贵区间）介绍盾构施工人工测量方法。
一、控制测量1、地面控制测量地面控制测量分为地面平面控制测量和地面高程控制测量，本工程控制点是合肥轨道公司提供的覆盖线路的整体控制网。
2、联系测量首先测设近井点。
根据地面控制点在贵阳路站区间布设两个近井点，形成闭合导线，导线变数4条。
高程按照二等水准进行加密。
通过近井点用两井定向把控制点加密到贵阳路站底板。
为提高精度，盾构始发点采用强制对中装置（如图1所示）。
高程传递采用吊钢尺的方法。
从始发到接收共做了三次联系测量，三次测量方位角差值不到1″（表1所示）。
3、洞内导线测量本工程隧道长度582米，则隧道导线加密采用支导线往返测的方法进行。
二、盾构机始发前测量1、在盾构机始发前利用联系测量控制点，满足盾构机组装、反力架、轨道安装的需要。
其三维坐标值测设值与设计值较差小于3毫米。
2、盾构机姿态测量。
在盾构始发前测设盾构机初始位置和盾构机姿态。
盾构机自身导向系统成果必须和人工测量结果一致。
本工程使用的是力信RMS-D导向系统。
盾构初始姿态我们利用特征点发和分中发分别独立测量了，两次结果一致。
盾构初始姿态测量，是盾构测量独有的测量。
三、盾构管片测量盾构机在推进过程中，利用力信RMS-D导向系统，控制盾构机本身姿态。
但是管片测量也不可忽视。
可以利用管片测量结果观察隧道推进情况。
做到多重复合。
人工测量管片使用的是标尺法（如图2所示），测设出反射片的三维坐标，根据隧道半径算出隧道中心。
现已310环隧道导向系统测量姿态和人工测量管片姿态为例进行比较。
盾构测量专项方案
盾构施工测量专项方案一、工程概况本标段包括一站两区间，即西湖公园站、西湖公园站~金星路站盾构区间、金星路站~望城坡站盾构区间。
区间全长4672.131m ，三个联络通道（其中两个带泵房）。
新购两台中轨生产的土压平衡盾构机。
199m 标段终点里程YDK3+181.0001081.6m 178m 1253.3m 265m YDK2+982.000西湖公园站起点里程YDK0+469.100标段起点里程YDK1+722.400金西区间起点里程YDK1+900.400望金区间终点里程图1-1 工程范围示意图【西湖公园站～金星路站区间】起讫里程DK1+900.400～DK2+982.000，右线隧道长度1081.6m ，左线长1073.118m （短链8.482m ）。
本区间从西湖公园站始发，从龙头山脚下穿越，下穿西湖渔场、猎鹰驾校，以800m 曲线半径侧穿望麓桥、下穿龙王港河道、下穿金星路进入金星大道站。
区间设置V 型坡，出金星路站后分别以23‰及5.449‰（左线）5.66‰（右线）下坡，而后以3.8‰及23‰上坡至望城坡站。
区间最低点YDK2+447.500处设联络通道兼泵房图1-2 西湖公园站～金星路站区间平面图区间穿越龙王港最小覆土厚度2.6m ，下穿西湖渔场段覆土厚度3.5~4.0m ，最大覆土厚度19m。
穿越的地层主要为淤泥质粘土、粉质粘土、强风化、中风化板岩。
图1-3 西湖公园站～金星路站区间纵断面图【金星路站～望城坡站区间】起讫里程DK1+722.400～DK0+469.100，右线隧道长度1253.3m，左线长1264.113m（长链10.813m）。
本区间从金星路站始发，以450m曲线半径进入枫林一路，侧穿财专望舒1、2号楼进入财专高等专科学校，而后下穿密集的城乡居民区，以1500曲线穿越望兴锦园、望城坡老干所，穿越西二环后进入望城坡站。
区间设置V型坡，出西湖公园站后分别以27.475‰（右线）27.73‰（左线）及6‰下坡，而后以3‰及28‰上坡至金星路站。
盾构机姿态人工测量方案
盾构机姿态人工测量方案由于ELS靶被送往德国进行例行的检修，大汉盾构区间右线暂时无法使用SLS-T 导向系统，为保证盾构日常掘进的需要，确保盾构机按设计轴线前进，拟采用人工测量的办法测量出盾构机当前的姿态，以指导盾构机的掘进。
以下对盾构机姿态的人工测量方案进行说明：§1原理盾构机在出厂时，开发SLS-T导向系统的VMT公司就根据盾构机的设计与加工尺寸，在盾构机中体的隔板上布置了12～16个测点，所有的测点都在出厂前详细测设了每一个测点与刀盘中心的相对位置。
盾构机姿态人工测量就是利用人工直接采用控制导线的测量办法详细测出这些测点中的部分点位的绝对坐标，然后根据测点与刀盘中心的空间关系，反算出刀盘中心坐标，最后根据设计线路参数与刀盘中心的绝对坐标的空间关系推算出盾构机的三维控制姿态。
§2适用范围2.1盾构机始发姿态测量盾构机始发姿态便是由人工测量出的盾构机姿态。
盾构机始发定位时需精确测定ELS靶相对于盾构机主机的相对位置关系，其方法便是根据人工测量出的盾构机姿态，在SLS-T导向系统的微机中调整ELS靶的位置参数，以改变微机上显示的盾构机姿态，当盾构机上显示的姿态与人工测量出的盾构机姿态一致时，便可认为当前ELS靶的位置参数是正确的，ELS靶始发定位调试顺利完成。
2.2对S L S-T导向系统的复核在掘进施工中，利用人工测量的办法测量出盾构机当前的姿态，与SLS-T导向系统显示的盾构机姿态进行比较，来复核导向系统的测量成果。
2.3盾构掘进施工测量利用人工测量出的盾构机姿态可指导盾构机的掘进施工，保证盾构机按设计轴线前进。
盾构掘进施工中，人工测量盾构机姿态的测量频率为每环1次。
§3实例以大汉盾构区间右线所用的S180盾构机为例，盾构机中体的隔板上布置了12个测点，这些测点与刀盘中心的相对位置如下表：3.1右线始发姿态测量在始发姿态测量时利用控制导线测出的测点绝对坐标见下表：根据这些测点与刀盘中心的位置关系，推算出刀盘中心的绝对坐标，然后根据刀盘中心绝对坐标和隧道设计中线的空间关系推算出盾构机始发姿态如下：刀盘(mm) 后体(mm) 趋势(mm/m) 里程(m)水平方向-12.7 43.4 12 15883.9569竖直方向31.7 31 0旋转：0.6mm/m 坡度：-1.9mm/m3.2当前盾构机姿态测量利用控制导线测出的当前测点的绝对坐标见下表：根据这些测点与刀盘中心的位置关系，推算出刀盘中心的绝对坐标，然后根据刀盘中心绝对坐标和隧道设计中线的空间关系推算出盾构机当前姿态如下：刀盘(mm) 后体(mm) 趋势(mm/m) 里程(m)水平方向27 26 0 15705.102竖直方向11 4 1旋转：－4 mm/m 坡度： 5 mm/m§4测量仪器与测量精度所用仪器为徕咔TCA1103全站仪采用此方法进行人工测量，测量精度可以达到如下标准：平面偏差±5mm；高程偏差±5mm；纵向坡度偏差1‰；盾构机旋转偏差1‰；盾构机刀盘里程偏差±10mm。
盾构机姿态的人工测量原理
( )
偏差。 1 ） 在圆曲线隧道上掘进时 ①设盾首平面偏差的曲线改正为 ε 盾首 ， 如图 3 ，根据三 角形余弦定理有： a2 + R2 － ( R + ε 盾首 ) 2 b b /2 = cos ( π － γ ) = ， cosγ = 2 aR R 2R 2 由此，可以推出： ε 盾首 + 2 Rε 盾首 = a × （ a + b） ， 因为 ε 盾首 远 小于 R，故有： a × ( a + b) 2 Rε 盾首 = a × ( a + b ) ε 盾首 = （ 5） 2R ②设盾尾平面偏差的曲线改正为 ε 盾尾 ， 如图 3 ，根据三 角形余弦定理有：
第 36 卷第 3 期 2011 年 05 月
测绘科学 Science of Surveying and Mapping
Vol. 36 No. 3 May
盾构机姿态的人工测量原理
黄小斌 ① ，区兆铭 ① ，张永超 ② ，蒋样明 ③
（ ①浙江省大成建设集团有限公司， 杭州 310012 ； ②成都市国土规划地籍事务中心， 成都 610074 ； ③中国科学院遥感应用研究所，北京 100101 ） 【摘 要】 本文针对地铁隧道盾构法施工中盾构机的导向方法，提出盾构机姿态的人工测量原理，通过在 Excel 中 编辑的盾构掘进姿态解算程序来计算盾构机的实时掘进姿态，及时指导盾构机纠偏，确保盾构机按照设计的线路 进行掘进。 【关键词】 城市地铁； 盾构机姿态； 人工测量原理 【中图分类号】 U45 ； TP31 【文献标识码】 A 【文章编号】 10092307 （ 2011 ） 03002504
主要参数定义： 设前尺到盾首的水平距离为 a，前、后 尺的水平距离为 b，后尺到盾尾的水平距离为 c，前尺底部 后尺底部中心到盾构 中心到盾构机中心的垂直距离为 L 前尺 ， L ， 后尺平面 机中心的垂直距离为 后尺 前尺平面偏差为 δ 前尺 ， 偏差为 δ 后尺 ，盾首平面偏差为 δ 盾首 ，盾尾平面偏差为 δ 盾尾 ， 盾首垂直偏差为 h 盾首 ，盾尾垂直偏差为 h 盾尾 。 这里分为盾 构机平面偏差和垂直偏差两个方面来考虑 。 3. 1 盾构机平面偏差 根据盾构机后尺安装位置的不同，我们分为后尺在盾 尾内和后尺在盾尾外两种情况来考虑 。 3. 1. 1 后尺在盾尾内 我们先计算前、后尺的平面偏差。 3. 1. 1. 1 前尺平面偏差 δ 前尺 = S 前尺 × tanβ 前尺 － L 前尺 × sin ( θ 回转 － θ 初始 ) （ 1 ） 式中： S前尺 为经纬仪到前尺中心的设计距离，且： S前尺 = 其中： ( x经纬仪 ， － x前尺 ) 2 + ( y经纬仪 － y前尺 ) 2 ， y经纬仪 ) 为经 纬仪坐标，( x 前尺 ， y 前尺 ) 为前尺中心设计坐标。 这里需要指
盾构施工测量施工方案
盾构施工测量施工方案一、引言在盾构施工过程中，测量是一项非常重要的工作。
盾构施工测量旨在确保隧道的准确位置和尺寸，以便保证隧道的安全和质量。
本文档将详细介绍盾构施工测量的方案和流程。
二、测量设备和工具在盾构施工测量中，需要使用以下设备和工具：1.全站仪：用于进行地面控制点的测量，可以实现高精度的角度和距离测量。
2.探测器：用于检测盾构机的推进位置，并确定盾构机的准确位置。
3.激光测距仪：用于测量隧道的长度和宽度。
4.水准仪：用于确定隧道的坡度和高程。
5.GPS定位系统：用于测量盾构机的实时位置和导航数据。
三、测量流程盾构施工测量的流程如下：1.建立地面控制点：根据设计要求，在施工现场周围建立地面控制点。
使用全站仪测量地面控制点的坐标，并将其记录在施工测量控制表中。
2.盾构机的起始位置确定：在盾构机开始推进之前，需要确定盾构机的起始位置。
使用探测器对盾构机进行测量，并确定盾构机的准确位置。
记录盾构机的起始位置坐标。
3.推进位置测量：在盾构机推进过程中，需要定期对盾构机的位置进行测量，以确保盾构机推进的准确性。
使用探测器对盾构机的位置进行测量，并将测量结果记录在施工测量控制表中。
4.隧道尺寸测量：在盾构施工过程中，隧道的尺寸是非常关键的。
使用激光测距仪对隧道的长度和宽度进行测量，并记录在施工测量控制表中。
5.坡度和高程测量：使用水准仪对隧道的坡度和高程进行测量，并将测量结果记录在施工测量控制表中。
6.盾构机位置监控：使用GPS定位系统对盾构机的实时位置进行监控，并实时记录盾构机的位置。
四、施工测量控制表样例测量项目起始位置（坐标）推进位置（坐标）长度（米）宽度（米）坡度高程1 (X1, Y1, Z1) (X2, Y2, Z2) 100 10 1/100 02 (X2, Y2, Z2) (X3, Y3, Z3) 200 12 1/150 23 (X3, Y3, Z3) (X4, Y4, Z4) 300 15 1/200 5 …………………五、安全注意事项在进行盾构施工测量时，需要注意以下安全事项：1.使用测量设备和工具时，需要严格按照使用说明进行操作，并遵守相关安全规定。
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盾构机姿态人工测量方案
由于ELS靶被送往德国进行例行的检修，大汉盾构区间右线暂时无法使用SLS-T 导向系统，为保证盾构日常掘进的需要，确保盾构机按设计轴线前进，拟采用人工测量的办法测量出盾构机当前的姿态，以指导盾构机的掘进。
以下对盾构机姿态的人工测量方案进行说明：
§1原理
盾构机在出厂时，开发SLS-T导向系统的VMT公司就根据盾构机的设计与加工尺寸，在盾构机中体的隔板上布置了12～16个测点，所有的测点都在出厂前详细测设了每一个测点与刀盘中心的相对位置。
盾构机姿态人工测量就是利用人工直接采用控制导线的测量办法详细测出这些测点中的部分点位的绝对坐标，然后根据测点与刀盘中心的空间关系，反算出刀盘中心坐标，最后根据设计线路参数与刀盘中心的绝对坐标的空间关系推算出盾构机的三维控制姿态。
§2适用范围
2.1盾构机始发姿态测量
盾构机始发姿态便是由人工测量出的盾构机姿态。
盾构机始发定位时需精确测定ELS靶相对于盾构机主机的相对位置关系，其方法便是根据人工测量出的盾构机姿态，在SLS-T导向系统的微机中调整ELS靶的位置参数，以改变微机上显示的盾构机姿态，当盾构机上显示的姿态与人工测量出的盾构机姿态一致时，便可认为当前ELS靶的位置参数是正确的，ELS靶始发定位调试顺利完成。
2.2对S L S-T导向系统的复核
在掘进施工中，利用人工测量的办法测量出盾构机当前的姿态，与SLS-T导向系统显示的盾构机姿态进行比较，来复核导向系统的测量成果。
2.3盾构掘进施工测量
利用人工测量出的盾构机姿态可指导盾构机的掘进施工，保证盾构机按设计轴线前进。
盾构掘进施工中，人工测量盾构机姿态的测量频率为每环1次。
§3实例
以大汉盾构区间右线所用的S180盾构机为例，盾构机中体的隔板上布置了12个测点，这些测点与刀盘中心的相对位置如下表：
3.1右线始发姿态测量
在始发姿态测量时利用控制导线测出的测点绝对坐标见下表：
根据这些测点与刀盘中心的位置关系，推算出刀盘中心的绝对坐标，然后根据刀盘中心绝对坐标和隧道设计中线的空间关系推算出盾构机始发姿态如下：
刀盘(mm) 后体(mm) 趋势(mm/m) 里程(m)
水平方向-12.7 43.4 12 15883.9569
竖直方向31.7 31 0
旋转：0.6mm/m 坡度：-1.9mm/m
3.2当前盾构机姿态测量
利用控制导线测出的当前测点的绝对坐标见下表：
根据这些测点与刀盘中心的位置关系，推算出刀盘中心的绝对坐标，然后根据刀盘中心绝对坐标和隧道设计中线的空间关系推算出盾构机当前姿态如下：
刀盘(mm) 后体(mm) 趋势(mm/m) 里程(m)
水平方向27 26 0 15705.102
竖直方向11 4 1
旋转：－4 mm/m 坡度： 5 mm/m
§4测量仪器与测量精度
所用仪器为徕咔TCA1103全站仪
采用此方法进行人工测量，测量精度可以达到如下标准：
平面偏差±5mm；
高程偏差±5mm；
纵向坡度偏差1‰；
盾构机旋转偏差1‰；
盾构机刀盘里程偏差±10mm。