工程测量标准化作业手册之(盾构、TBM姿态定向测量专篇)
盾构测量方法及要领
1控制测量1.1平面控制测量:1.1.1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。
施工前业主会提供一定数量的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业主给定的平面控制点上加密地面精密导线点，然后是为了向洞内投点定向而做联系测量，最后是在洞内为了保证隧道的掘进而做施工控制导线测量。
不管是地面精密导线还是洞内施工控制导线都是精密导线测量，虽然边长不满足四等导线的要求，但是基本上是采用四等导线的技术要求施测，其中具体技术要求在《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》都有规定。
1.1.2地面平面控制测量：在业主交接桩后，施工单位要马上对所交桩位进行复测。
业主交桩数量有限，不一定能很好地满足施工的需要，所以经常要在业主所交桩的基础上加密精密导线点，以方便施工。
特别是在始发井附近，一定要保证有足够数量的控制点，不少于３个。
其具体技术要求在《地下铁道、轻轨交通工程测量规范》都有规定。
1.1.3 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，所以最好采用双支导线的形式向前传递。
然后在双支导线的前面连接起来，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牵制对中托架，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，不需要电钻打眼安装。
由于盾构施工一般都是双线隧道错开50环左右掘进，如果错开环数很大，后面掘进的盾构机由于推力很大，会对前面另一个洞的导线点产生影响。
特别是在左右线间距较小岩层很软时，影响很大，很容易导致测量出大错。
还有就是如果在曲线隧道里，管片上的导线点间的边角关系经常受盾构机的推力和地质条件的影响，所以要经常复测。
1.2 高程控制测量：1.2.1高程控制测量概述：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，在广州地铁领域里的精密水准测量也就是城市二等水准测量。
工程测量标准化作业手册之地面控制测量专篇
工程测量标准化作业手册（地面控制测量专篇）一、标准适用范围适用明暗挖车站、区间地面控制测量。
二、测量手册2.2.1 地面控制网测量2.1.1 卫星定位控制网2.1.1.1 布设原则卫星定位控制网沿地铁线路布设，采用边连接形式构网，布设时根据线路延伸和与其他线路交叉状况，兼顾已建地铁线路及后续地铁建设，在线路延伸和交叉地段，各期之间须布设2个以上的控制点，作为重合点。
如下图所示为X号线X区政府附近卫星定位控制网图。
图7.1.1 XX区政府附近卫星定位控制网图2.1.1.2 选点埋石埋设原则：（1）控制点间应有两个以上的通视方向；（2）当利用已有城市控制点时，应检查该点的稳定性及完好性；（3）控制点应选在利于长久保存、施测方便和施工变形影响范围以外的地方；（4）建筑上的控制点应选在便于联测的楼顶承重结构上；（5）控制点的附近不应有大面积的水域或对电磁波反射（或吸引）强烈的物体；（6）控制点与无线电发射装置的间距应大于200m，与高压输电线的间距大于50m。
埋石要求：卫星定位控制网的点位主要选在楼顶、水泥路面及山顶岩石。
（1）在建筑物密集的城区，卫星定位控制网的点位主要选在楼顶上，建成混凝土观测墩；图7.1.2 楼顶埋石（2）部分楼顶点为防止破坏结构，建在女儿墙上，建成带有强制对中标志的观测墩。
图7.1.3 女儿墙埋石（3）部分开阔地带可布设地面控制点，必须埋设在坚实稳定的地基上。
对基础不稳固的点位，进行基础处理时，需打入钢桩浇筑混凝土，并在顶部加盖。
图7.1.4 地面埋石（4）对基础稳固的部分开阔地带，应挖去岩石面的土层，并除去风化层200-300mm，然后直接打入钢桩。
图7.1.5 地面埋石2.1.1.3 外业观测卫星定位控制网观测采用静态作业模式，宜采用双频接收机进行观测。
作业前应对卫星接收机和天线等设备进行常规检查，检查内容包括：仪器检定结果，电池容量、光学对中器和接收机内存容量等。
根据接收机数量、控制网设计图形以及交通情况编制作业计划，观测中可根据实际情况进行必要的调整。
关于盾构机实时姿态测量和计算方法的研究.docx
关于盾构机实时姿态测量和计算方法的研究随着社会经济的发展和城市建设的加快，城市规模不断扩大，人口不断增多，交通越来越来拥挤。
一些地方的城市建设者为了治理交通拥堵，分散交通压力。
不断寻求解决方式，修建地铁成为了一些城市建设者的主要的选择方式。
但是在修建地铁的过程中，工程量非常大，施工难度相对较高。
在地铁施工过程中，采用盾构技术，与传统的施工技术相比，有着许多优势，逐渐成为地铁修建过程中的主要施工方法。
本文将主要分析盾构姿态的测量的原理和方法，探究盾构姿态的测量的精度分析。
盾构机姿态简介盾构施工过程就像生活中的目标运动，先进行重心平移，然后在运动的过程中偏航，最后进行自身重心的滚动。
因此，在盾构施工过程中，需要监测的数据是盾构机位置和姿态的参数。
主要是三维坐标和滚动角、偏航角和俯仰角。
盾构机姿态的控制对整个工程施工意义重大，它决定着施工的质量和隧道推进方向的精度。
一旦控制不好，容易导致隧道偏差过大和盾尾间隙过小而相碰。
盾构机液压系统液压系统是盾构机的核心部分，盾构机的工作机构主要是由液压系统驱动完成，对盾构机系统的运行起着很大的作用。
盾构机的液压系统主要包括两大系统，一是推进系统，二是主动铰接系统。
2.1.推进系统盾构机的主要工作系统是推进系统，它主要是通过油缸作用于成型观片，以此来实现盾构前进。
推进系统的动力单元是一台80L/min旋转柱塞泵，执行元件是24个油缸，调节和控制部分包括方向的控制、油缸电磁阀的选择、安全阀、节流阀等。
盾构机工作时的最大工作压力是35MPa，液压泵最大推进流量是80L/min，推进油缸是240/180-1950（mm）。
2.1.1.推力计算盾构机共有推进油缸24个，总推力是这24个油缸的推力之和，那么在液压系统的最大推力F最大-24×P×Sn中，P表示油缸的最大压强，S表示活塞面积，因此，F最大-24×35×106Pa ×3.14×0.122㎡≈37981t2.1.2.推进速度计算盾构机的最大推进速度就是油缸的最大伸长速度，S-1/T，T-V/S1,在这个公式中，S表示最大推进速度，T表示伸长1mm所需要的时间，V表示伸长1mm需要的油液体积，S1为推进流量，S为74mm/min。
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。
盾构测量
3、VMT导向系统
1）导向系统概述 在掘进隧道的过程中,为了避免隧道掘进机(TBM)发生意 外的运动及方向的突然改变, 必须对TBM的位置和DTA(隧道 设计轴线)的相对位置关系进行持续地监控测量。TBM能够 按照设计路线精确地掘进，则对掘进各个方面都有好处（计 划更精确，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系统就是为此而开发， 该系统为使TBM沿设计轴线（理论轴线）掘进提供所有重要 的数据信息。SLS-T系统功能完美，操作简单。 2）导向系统组成 导向系统是由激光全站仪（TCA）、中央控制箱、ESL 靶、黄盒子和计算机及掘进软件组成。
次数或采用高精度联系测量方法等，提高定向测量精度。
在同一井内可悬 挂两根钢丝组成联系 三角形。有条件时， 应悬挂三根钢丝组成 双联系三角形。井上、 井下联系三角形的布 设要求应满足下列要 求： 1 ） 竖井中悬挂钢丝间的距离c应尽可能长； 2 ） 联系三角形锐角C、C1宜小于1，呈直伸三角形； 3 ）a/c及a1/c1宜小于1.5，a 、a为近井点至悬挂钢丝 的最短距离。
从隧道掘进起始点开始，直线隧道每掘进200m或曲线 隧道每掘进100m时，应布设地下平面控制点，并进行地下 平面控制测量。隧道内控制点间平均边长宜为150m。曲线 隧道控制点间距不应小于60m。并且控制点应避开强光源、 热源、淋水等地方，控制点间视线距隧道壁应大于0.5m。
导线测量应使用不低于Ⅱ级全站仪施测，左右角各 观测两测回，左右角平均值之和与360°较差应小于 4″，边长往返观测各两测回，往返平均值较差应小于 4mm。测角中误差应为±2.5″，测距中误差应为 ±3mm。 控制点点位横向中误差宜符合下式要求： mu≤mΦ×(0.8×d/D) 式中 mu —— 导线点横向中误差，单位：mm； mΦ —— 贯通中误差，单位：mm； d —— 控制导线长度，单位：m； D —— 贯通距离，单位：m。 每次延伸控制导线前，应对已有的控制导线点进 行检测，并从稳定的控制点进行延伸测量。
盾构测量知识点总结
盾构测量知识点总结盾构是一种在地下挖掘隧道的机械设备，广泛应用于城市地铁、地下管线等工程中。
盾构测量是盾构施工中不可或缺的一个环节，它负责确定隧道的位置、方向和姿态，确保盾构在地下进行准确、安全的施工。
在盾构测量中涉及到很多基本概念、原理和技术，下面就盾构测量的知识点进行总结分析。
一、盾构测量基本概念1. 盾构测量的定义盾构测量是指利用测量技术手段对盾构进行控制和监测。
它是盾构施工中的重要环节，主要包括盾构的导向、水平、垂直和姿态控制。
盾构测量的目的是确保盾构在地下进行准确、安全的施工。
2. 盾构测量的作用盾构测量的作用主要包括以下几方面：（1）确定盾构的位置、方向和姿态。
（2）监测盾构的变形、位移和姿态变化。
（3）调整和控制盾构的导向、水平和垂直度。
（4）确保盾构在地下进行准确、安全的施工。
3. 盾构测量的方法盾构测量主要包括以下几种方法：（1）导向测量：用于确定盾构的位置和方向。
（2）水平测量：用于控制盾构的水平度。
（3）垂直测量：用于控制盾构的垂直度。
（4）姿态测量：用于控制盾构的姿态。
二、盾构测量原理1. 盾构测量的基本原理盾构测量的基本原理是利用测量仪器和设备对盾构进行控制和监测。
它主要包括以下几个方面的原理：（1）测量原理：利用测距仪、角度仪等测量仪器对盾构进行定位和测量。
（2）控制原理：利用控制系统对盾构的位置、方向和姿态进行调整和控制。
（3）监测原理：利用监测系统对盾构的变形、位移和姿态变化进行监测和分析。
2. 盾构测量的误差分析盾构测量中存在着不可避免的误差，主要包括以下几种误差：（1）仪器误差：由于测量仪器本身的精度和稳定性导致的误差。
（2）环境误差：由于地下环境、地质条件等因素导致的误差。
（3）操作误差：由于人为操作不当导致的误差。
（4）系统误差：由于盾构控制系统本身的误差导致的误差。
盾构测量的误差分析对于准确测量和控制盾构非常重要，需要采取相应措施来减小误差并提高测量精度。
盾构施工测量方案
目录一、VMT导向系统 (1)1、盾构施工的坐标系统 (1)2、定向系统的基本组成与功能 (2)3、定向基本原理 (3)二、盾构机始发掘进阶段测量 (4)1、始发定向测量 (4)2、观测要求及精度 (5)３、盾构机始发托架及反力架安装测量 (7)1）始发托架的高程控制 (7)2）始发托架的平面位置控制 (8)3）始发托架、基准环及反力架的检查 (9)4、始发掘进阶段测量 (9)1）、盾构机姿态人工复测 (10)２）、环片测量 (11)３）、盾构机姿态测量的误差分析 (12)三、隧道洞内施工测量 (12)1、激光站的移站 (12)1）、移站距离的确定 (13)2）、激光站的移站 (14)2、激光站的人工检查 (15)3、洞内精密导线网和水准网的测设 (16)4、盾构机姿态人工复测 (18)5、隧道环片测量 (18)四、贯通误差预计 (19)1．平面贯通误差分析 (19)⑴平面贯通误差的主要来源 (19)⑵各项误差源的分析 (19)⑶平面贯通测量误差预计 (23)2．高程贯通误差分析 (23)（1）高程贯通误差来源 (23)（2）各种误差源的分析 (24)（3）高程贯通误差的预计 (25)五、竣工测量 (25)1、贯通测量： (25)2、竣工验收测量： (26)六、测量技术保证措施 (26)一、VMT导向系统在掘进隧道的过程中,为了避免隧道掘进机(TBM)发生意外的运动及方向的突然改变, 必须对TBM的位置和DTA(隧道设计轴线)的相对位置关系进行持续地监控测量。
TBM能够按照设计路线精确地掘进，则对掘进各个方面都有好处（计划更精确，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系统就是为此而开发，该系统为使TBM沿设计轴线（理论轴线）掘进提供所有重要的数据信息。
1、盾构施工的坐标系统（1）D TA坐标系DTA坐标系是盾构施工坐标系统，它是以线路设计中线为参照的一种三维坐标。
隧道盾构法施工测量作业指导书
隧道盾构法施工测量作业指导书目录一、范围二、目的三、依据四、内容4.1 地面控制网测量4.1.1 平面测量4.1.2 高程测量4.2 联系测量（几何定向、高程传递）4.3 盾构机托架、反力架定位测量（检测）4.4 VMT系统安装、调试、检测4.5 隧道内控制测量4.6 环片姿态测量4.7 盾构姿态测量4.8 测量仪器使用与维护4.9 测量作业安全注意事项4.10 各种表格与记录隧道施工盾构法施工测量作业指导书一、范围：项目部所承建的盾构法隧道施工工程二、目的：更好地为盾构法施工提供优质的服务，各项工作精度指标均满足《地下铁道、轻轨交通工程施工测量规范》和工程施工设计要求。
三、依据：《地下铁道、轻轨交通工程施工测量规范》、《广州地铁三号线施工测量管理细则》四、内容4.1地面控制网测量4.1.1平面控制测量（精密导线网）主要技术要求如下：其中：①导线视线尽量不要在建筑物的狭窄间缝穿过去，尽量避离建筑物边墙、顶墙，不要从树林间穿过；②导线点只有两个观测方向时，宜采用左、右角观测，左右角平均值之和与360。
的较差应小于4"；③如遇长、短边需要调焦时，应采用盘左长边调焦，盘右长边不调焦，盘右短边调焦，盘左短边不调焦的观测顺序进行观测；④观测竖直角不应>30°；⑤测距每条导线边长应往返各测两测回，每测回三次读数，读数较差<3mm往返平均值较差应小于5mm。
4.1.2 高程控制测量地面高程控制网应在城市二等水准点下布设的精密水准网。
主要技术参数应符合以下技术要求：其中：1、车站、隧道洞口或竖井口应设置二个以上水准点2、观测方法：往测：奇数站上为：后—前—前—后。
偶数站上为：前—后—后—前。
返测：奇数站上为：前—后—后—前。
偶数站上为：后—前—前—后。
3、由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置。
4、视距≤60m，前后视距差≤1.0m，前后视距累计差≤3.0m5、每测站观值限差：基辅分划读数差≤0.5mm基辅分划所测高差之差≤0.7mm检测间歇点高差≤1.0mm4.2联系测量（几何定向，标高传递）测角、测距精度要求与地面控制测量技术要求一致。
建设工程—盾构隧道陀螺定向测量施工工法工艺
盾构隧道陀螺定向测量工法1.前言盾构法隧道施工技术以独有的安全、快捷等特点优势，对地面交通、建筑物及地下管线影响较小、施工不受气候条件的影响，施工效率高、安全可靠等优点在城市地下轨道交通、水利给、排水工程施工中广泛使用。
在现代城市轨道交通工程建设中，盾构法是修建地铁轨道交通的主要方法之一。
通常盾构隧道为单向掘进，且一次衬砌成型，盾构隧道掘进必须要按照预定的位置准确贯通,所以盾构隧道掘进中的方位控制是保证隧道顺利贯通的前提条件。
在盾构隧道施工中，隧道平面控制网通常采用导线测量方法，但由于隧道洞口一般位于竖井、斜井、地铁车站内。
受施工场地狭小等条件限制，联系测量困难、地下导线起始定向边较短等不利因素造成的地下导线精度较低。
在盾构隧道施工中采用合理的测量方法和必要的测量措施，既能减少偏差，又可保障盾构隧道的贯通精度。
2.工法特点2.0.1在隧道施工导线测量过程中，加测陀螺方位角。
2.0.2通过陀螺仪和全站仪结合，采用陀螺仪本身的物理特性及地球自转的影响寻找真北方向，在地下隧道中测定方位角。
2.0.3采用陀螺定向测量成果，和导线测量成果对比分析，判断导线测量成果的可靠性,降低隧道施工风险，提高隧道贯通精度。
3.适用范围随着我国基础建设的大力发展，有各种断面的隧道开挖。
本工法用于各种盾构隧道施工测量，如：矿山、轨道交通、水利给、排水工程等。
4.工艺原理4.0.1根据确定的隧道定向测量方案，进行导线起始定向边测量。
4.0.2在隧道掘进施工中，洞内导线测量。
4.0.3隧道掘进至预定里程位置时，加测陀螺方位角。
4.0.4根据陀螺定向测定的方位角和导线定向坐标方位角进行对比，通过对比分析，以确保测量成果的可靠性。
5,施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程图5.1・1盾构隧道陀螺定向测量工法流程图5.2操作要点5.2.1定向测量设计根据区间盾构隧道实际长度（隧道长2.3km）、隧道转弯半径（曲线半径为450m）、线路走向等参数，隧道内布设两条支导线，布设导线点18个（单条导线），圆曲线段平均边长110米，其余位置平均边长150米。
盾构施工测量技术(DOC)
盾构施工测量技术盾构是一种重要的地下建筑施工技术，也是地下铁道、管道等重要交通基础设施建设的关键技术之一。
在盾构施工中，测量技术是非常重要的一环，能够有效地保证施工的质量和进度。
本文将介绍盾构施工测量技术的相关内容。
一、盾构施工测量工作的目的盾构施工测量工作的主要目的是：1.确认隧道的轴线及其地貌特征；2.分析隧道的地质条件及稳定性；3.确定隧道工作面的位置和方向；4.监测隧道结构的位移和变形；5.评价和控制隧道施工质量。
二、盾构施工测量的方法盾构施工测量主要采用以下方法：1.传统测量法传统测量法主要包括三角测量、水平测量、高程测量、方位角等传统测量方法。
这种方法的优点是精度高，缺点是测量效率低，需要投入大量人力物力。
2.全站仪测量法全站仪是一种高精度的测量仪器，其能够满足盾构施工测量的高精度要求。
全站仪测量法是一种快速、高效的测量方法，能够准确地获取隧道轴线、隧道地貌、隧道变形等信息。
3.三维激光扫描法三维激光扫描法是一种先进的测量方法，它可以直接获取隧道内部的三维点云数据，对隧道的结构进行完整的建模和分析。
这种方法最大的优点是测量效率高，精度高，可以快速获取隧道内部信息。
三、盾构施工测量技术的实施盾构施工测量技术的实施主要包括以下几个阶段：1.规划阶段：在盾构施工规划阶段，要制定详细的测量方案，确定测量的范围和精度要求。
2.施工前期：在盾构施工的前期，要进行初步测量，确定盾构轴线和地貌等信息，以及确定隧道工作面的位置和方向。
3.施工中期：在盾构施工的中期，要采用全站仪、激光扫描等测量方法，对隧道轴线、地貌以及隧道结构进行测量和监测。
4.施工后期：在盾构施工的后期，要对隧道结构进行最终验收测量和结构监测，并进行开挖指数控制。
四、盾构施工测量技术的应用盾构施工测量技术在地下建筑施工中有着广泛的应用，包括地铁、管道、电缆隧道等建设项目。
盾构施工测量技术能够提升施工进度和质量，控制地下建筑施工质量和安全。
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工程测量标准化作业手册
（盾构、TBM姿态定向测量专篇）
一、标准名称
工程测量标准化作业手册（盾构、TBM姿态定向测量专篇）
二、适用范围
适用于盾构、TBM姿态定向测量。
三、系统介绍
目前，国外盾构自动引导系统主要有德国VMT公司的·SLS-T 方向引导系统、德国的PPSGmbH 系统，英国的ZED公司生产的ZED261盾构姿态测试系统、日本的小松盾构自动引导系统，日本TOKIMEC的TMG-32B方向检测装置和日本的GYRO系统等等。
VMT公司的导向系统是激光全站仪导向系统中的代表，它主要采用智能全站仪作为激光站，可以自动跟踪测量移动目标，极大的方便了曲线段施工测量。
使用全站仪的盾构机如图7-1所示，标靶下部安装有反射棱镜，以便仪器测量激光标靶的位置和自动锁定激光靶。
标靶正面是感光面，接收全站仪发出的激光束，通过标靶内部传感器测量得到激光束对标靶表面的偏航角。
标靶内部在横向和纵向分别安装一部倾斜仪，用来测量标靶的滚角和坡度角。
激光标靶固定在盾构机的机身内，在安装时其位置就确定了，安装后要通过精确测量标定标靶棱镜在盾构机内的相对位置。
系统运行时，全站仪首先通过后视棱镜进行自身定位，并设置全站仪水平角度值，接着全站仪旋转镜头到盾构方向搜索激光标靶上的棱镜，瞄准激光标靶上的棱镜，测量斜距和全站仪镜头角度，同时发射激光到激光标靶感光面上，测量盾构轴线的方位角，计算得到激光标靶上的棱镜坐标，再和激光标靶测量得到的角度值相结合进行盾构切口中心坐标的计算，根据从PLC系统中采集出来的盾构铰接油缸的长度以及盾构其它的机械参数计算出盾尾的坐标。
根据隧道设计轴线数据和计算模块计算出隧道设计轴线上等距离分布的点坐标，根据设计的算法由测量得到的盾构机切口坐标推导出此时的推进里程，再由推进里程在盾构设计数据中求得此时盾构机切口和盾尾中心的设计坐标，将设计坐标和前面测量出的实际坐标进行比较计算，就
可以得出此时的盾构机的切口和盾尾中心的位置误差和盾构推进的角度偏差。
地铁施工标准化
图3-1 VMT公司的盾构自动引导系统
1
四、盾构姿态人工复测
4.1盾构姿态人工检测概述
在盾构施工的过程中，为了保证导向系统的正确性和可靠性，在盾构机掘进一定的长度或时间之后，应通过洞内的独立导线独立的检测盾构机的姿态，即进行盾构姿态的人工检测。
盾构施工中所用到的坐标系统有三种：全球坐标系统、 DTA坐标系、TBM坐标系。
4.2盾构机参考点的测量
在盾构施工的过程中，为了保证导向系统的正确性和可靠性，在盾构机掘进一定的长度或时间之后，应通过洞内的独立导线独立的检测盾构机的姿态，即进行盾构姿态的人工检测。
盾构施工中所用到的坐标系统有三种：全球坐标系统、 DTA坐标系、TBM坐标系。
在进行盾构机组装时，VMT公司的测量工程师就已经在盾体上布置了盾构姿态测量的参考点(共21个)，如图8-1。
并精确测定了各参考点在TBM坐标系中的三维坐标。
我们在进行盾构姿态的人工检测时，可以直接利用VMT公司提供的相关数据来进行计算，从而得出盾构机实际姿态与导向系统显示姿态进行比较。
图4-1 S267盾构机参考点的布置
盾构姿态人工检测的测站位置选在盾构机第一节台车的连接桥上,此处通视条件比较理想,而且便于架设全站仪。
在连接桥上的中部焊接全站仪连接螺栓，测量时根据现场条件尽量使所选参考点之间连线距离大一些，以保证计算时的精度。
最好保证左、中、右各测量一两个点，这样就可以提高测量计算的精度。
例如我们在选择S267盾构机的参考点时，即是选择的1、10、21三点作为盾构姿态人工检测的参考点。
4.3 盾构姿态的计算
4.3.1盾构姿态的计算原理
盾构机作为一个近似的圆柱体，在开挖掘进过程中我们不能直接测量其刀盘的中心坐标，只能用间接法来推算出刀盘中心的坐标。
图5-2 盾构姿态计算原理图
如图A点是盾构机刀盘中心，E是盾构机中体断面的中心点，即AE连线为盾构机的中心轴线，由A、B、C、D、四点构成一个四面体，测量出B、C、D 三个角点的三维坐标（xi,yi, zi）,根据三个点的三维坐标（xi, yi, zi）分别计算出L AB, L AC, L AD, L BC, L BD,L CD, 四面体中的六条边长，作为以后计算的初始值，在盾构机掘进过程中Li是不变的常量，通过对B、C、D三点的三维坐标测量来计算出A点的三维坐标。
同理，B、C、D、E四点也构成一个四面体，相应地求得E点的三维坐标。
由A、E两点的三维坐标就能计算出盾构机刀盘中心的水平偏航，垂直偏航，由B、
C、D三点的三维坐标就能确定盾构机的仰俯角和滚动角，从而达到检测盾构机姿态的目的。
五、管环检测
5.1管环测量概述
由于在盾构掘进过程中，刚拼装的管环背后浆液未凝固，经常发生管环位移现象。
有时位移量很大，特别是上浮，位移量大常常引起管环限界超限。
因为地铁施工中规定，拼装好的成型管环允许最大限界值是±10㎝。
为了防止管环的侵限，我们首先是提高控制测量的精度外，其次是提高导线系统的精度，最后就是通过每天的管环测量，实测出管环的位移趋势，采取措施尽量减小位移量。
当然，管环测量还起到复核导向系统的作用。
5.2管环测量方法
根据管环的内径是2.7米, 采用铝合金制作一铝合金尺,铝合金尺长3.8米（可根据实际情况调整长度）。
在铝合金尺正中央，贴上一个反射贴片。
根据管环、铝合金尺、反射贴片的尺寸，
就可以计算出实际上的管环中心与铝合金尺上反射贴片中心的高差。
测量时，首先用水平尺把铝合金尺精确整平，然后用全站仪测量出铝合金尺上反射贴片中心的三维坐标，就可以推算出实际的管环中心的三维坐标。
每次管环测量时，应与上次管环测量重叠5环，这样可以避免测错的可能。
图5-1 管环测量示意图
图5-2 管环中心标高推算示意图。