盾构掘进施工测量技术总结.docx
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1、精品名师归纳总结盾构掘进施工测量技术总结张海彬广州轨道交通建设监理有限公司南京宁天城际轨道交通一期工程TJ04 标摘 要: 为更好的掌握宁天城际轨道交通一期工程TJ04 标六雄盾构区间的掘进线型,结合以往盾构施工测量技术的体会,本文介绍了的铁盾构施工中的掌握测量、联系测量,VMT导向系统、盾构机及管片姿势 人工检测的技术和体会以及运用Excel 表格进行盾构区间平面坐标的运算,其中重点阐述了VMT导向系统的构成及应用、盾构机及管片姿势人工检测和运用Excel 表格进行盾构区间平面坐标运算。关键词: 盾构测量管片测量 VMT 导向系统 Excel表格坐标运算1 工程简况宁天城际一期工程土建施工监
2、理DNT-TJ04标包括两站两区间,即高架与U 形槽接口 六合区政府站明挖区间、六合区政府站、六合区政府站雄州站盾构区间、雄州站的工程监理内容。其中六合区政府站雄州站盾构区间线路出六合区政府站后由路侧拐向路中, 沿宁六大路、雄州南路到达雄州站。区间侧穿规划江北大道桥台桩基,侧穿龙池立交桩 基。区间设 2 座联络通道, 1 座区间风机房兼联络通道和泵站。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图一:盾构区间施工次序示意图盾构隧道施工测量主要包括的面掌握测量(GPS导线【水准】网掌握测量、的面加密导线【水准】网掌握测量)、联系测量(联系三角形测量、二井定向测量、高程传递测量)、的下掌握测量
3、(双支导线掌握测量、三角网掌握测量、的下水准掌握测量)、盾构机姿势测量、管片姿势测量、区间隧道贯穿测量等,本文重点介绍了的铁盾构施工中的VMT 导向系统构成及应用、盾构姿势人工检测、管环检测的技术和体会以及运用Excel 表格进行盾构区间缓和平曲线坐标的运算。2 掌握测量2.1 平面掌握测量2.1.1 平面掌握测量概述的铁施工领域里平面掌握网分两级布设,首级为GPS掌握网,二级为精密导线网。施工前业主会供应肯定数量的GPS点和精密导线点以满意施工单位的需要。施工单位需要做 的是在业主给定的平面掌握点上加密的面精密导线点,然后是为了向洞内投点定向而做联系测量,最终是在洞内为了保证隧道的掘进而做施
4、工掌握导线测量。不管是的面精密导线仍是洞内施工掌握导线都是精密导线测量,虽然边长不满意四等导线的要求,但是基本上是采纳四等导线的技术要求施测,其中详细技术要求在城市轨道交通工程测量规范GB2022-5008 都有规定,在此不过多阐述。2.1.2 的面平面掌握测量在业主交接桩后,施工单位要立刻对所交桩位进行复测。业主交桩数量有限,不肯定能很好的满意施工的需要,所以常常要在业主所交桩的基础上加密精密导线点,以便利施工。特殊是在始发井邻近,肯定要保证有足够数量的掌握点,不少于个。其详细技术要求在城市轨道交通工程测量规范 GB2022-5008 都有规定,在此不过多阐述。2.1.3 洞内平面掌握测量洞
5、内施工掌握导线一般采纳支导线的形式向里传递。但是支导线没有检核条件,很简洁出错,所以最好采纳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。洞内施工掌握导线一般采纳在管片最大跨度邻近安装强制对中托架,测量起来特别便利,且可以提高对中精度,仍不影响洞内运输。强制对中托架尺寸外形要掌握好,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60 环( 100M )左右掘进,假如错开环数很大,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。特殊是在左右线间距可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结较
6、小岩层很软时,影响很大,很简洁导致测量出大错。仍有就是假如在曲线隧道里,管片上的导线点间的边角关系常常受盾构机的推力和的质条件的影响,所以要常常复测。2.2 高程掌握测量2.2.1 高程掌握测量概述高程掌握测量主要包括的面精密水准测量和高程传递测量及洞内精密水准测量,不管是的面仍是洞内都采纳的是城市二等水准测量。其技术要求在城市轨道交通工程测量规范 GB2022-5008 都有规定,在此不过多阐述。2.2.2 的面高程掌握测量的面水准测量按城市二等水准的要求施测。2.2.3 洞内高程掌握测量洞内由于轨道上钢枕太多,轨道下的泥水常常盖到钢枕上来了,立尺很不便利,用水准仪配因钢尺测量特别麻烦。而采
7、纳全站仪三角高程测高差的方法传递高程就很便利。见图二。当然此时肯定要保证前后视的棱镜高要不变,由于不需要量仪器高,而是通过测量前后两个点的高差来传递高程,所以来回观测取平均值精度可以满意施工的需要。这在我们浐 半区间左、右线都得到证明,浐 半区间约 1.0 公里,高程贯穿误差左线是 10 、右线都在 13 左右。图二全站仪三角高程测量传递高程3 联系测量3.1 定向测量的铁施工规定,在任何贯穿面上,的下测量掌握网的贯穿中误差,横向不超过,竖向不超过 。联系测量主要有一井定向(联系三角形定向)、两井定向、铅垂仪陀螺经纬仪联合定向、导线定向四种方式,其中施工单位一般都没有陀螺经纬仪,所以 很少采纳
8、铅垂仪陀螺经纬仪联合定向。用导线定向精度最好且最便利,但是用导线定向受 始发井的长度和深度制约,一般使用较少。所以大都采纳一井定向(联系三角形定向)或 两井定向,其中用两井定向受的面及洞内各种因素的制约较少,比较便利,但是在同样的 始发井长度和深度的情形下最好采纳一井定向(联系三角形定向),这样有利于提高井下定向的精度。这在我们浐半始发井的多次联系测量中得到证明。虽然一井定向(联系三角形定向)对场的要求较高,做起来也很麻烦,但是定向精度很有保证。联系测量向洞内投点时把点间距尽量拉大些,在始发井底板,最好投四个点,保证始发井两端都各有两个控可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结制点。且
9、尽量保证每次联系测量投点时都投在这四个点上。以便取多次联系测量的加权平均值做为最终的始发掌握点坐标。图三一井定向联系测量示意图图四两井定向联系测量示意图3.2 高程传递测量向洞内传递高程一般采纳悬挂钢尺的方法,肯定要留意加温度和尺长改正,才能保证导入井下的水准点的精度。假如有斜井或通道,也可以用水准测量的方法向井下传递高 程。假如全站仪的仰俯角不大的话仍可以直接用全站仪三角高程测高差的方法传递高程。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图五钢尺导入法传递高程4 VMT 导向系统4.1 导向系统介绍4.1.1 VMT 导向系统概述:在掘进隧道的过程中 ,为了防止盾构机发生意外的运动及方
10、向的突然转变, 必需对盾构机的位置和隧道设计轴线的相对位置关系进行连续的测量监控。盾构机能够依据设计路线精确的掘进,就对掘进各个方面都有好处(方案更精确,施工质量更高)。这就是盾构机采纳 “导向系统 ”( SLS)的缘由。德国 VMT 公司的 SLS-T系统就是为此而开发,该系统为使盾构机沿设计轴线掘进供应全部重要的数据信息。SLS-T系统功能完善,操作简洁。4.1.2 导向系统基本组成与功能导向系统是由激光全站仪(TCA)、中心掌握箱、ESL靶、黄盒子和运算机及掘进软件组成。其组成见下图:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图六导向系统组成4.1.2.1 全站仪 TCA具有四副马
11、达,可以自动照准目标和跟踪,并可发射激光束,主要用于后视定向,测量距离、水平角和竖直角,并将测量结果传输到运算机。图七带马达的全站仪 TCA4.1.2.2 ESL激光靶也称光靶板,是一台智能性型的传感器。ELS接收全站仪发射的激光束,测定水平和垂直方向的入射点。偏角由ELS上激光的入射角确认,坡度由该系统内的倾斜仪测量。ELS在盾构机体上的位置是确定的,即对TBM 坐标系的位置是确定的。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图八激光靶照片和通过标靶中的光栅猎取激光入射方位角原理图4.1.2.3 中心掌握箱主要的接口箱,它为黄盒子(继而为激光全站仪)及ELS靶供应电源。4.1.2.4
12、黄盒子它主要为全站仪供电,保证全站仪工作和与运算机之间的通信和数据传输。图九黄盒子和数据传输线缆4.1.2.5 运算机及掘进软件SLS-T软件是自动导向系统数据处理和自动掌握的核心,通过运算机分别与全站仪和ELS通信接收数据,盾构机在线路平、剖面上的位置运算出来后,以数字和图形在运算机上显示出来。如下图所示:图十运算机及操作平台可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结图十一 VMT 导向系统盾构姿势显示4.1.3 导向基本原理洞内掌握导线是支持盾构机掘进导向定位的基础。激光全站仪安装在位于盾构机的右上侧管片上的拖架上,后视一基准点(后视靶棱镜)定位后。全站仪自动掉过方一直,收寻 ELS
13、 靶, ELS 接收入射的激光定向光束,即可猎取激光站至ELS 靶间的方位角、竖直角,通过ELS 棱镜和激光全站仪就可以测量出激光站至ELS 靶间的距离。盾构机的仰俯角和滚动角通过ELS靶内的倾斜计来测定。ELS靶将各项测量数据传向主控运算机,运算机将 全部测量数据汇总,就可以确定盾构机在全球坐标系统中的精确位置。将前后两个参考点的三维坐标与事先输入运算机的隧道设计轴线比较,就可以显示盾构机的姿势了。4.2 导向系统应用4.2.1 始发托架和反力架定位盾构机初始状态主要打算于始发托架和反力架的安装,因此始发托架的定位在整个盾构施工测量过程中显得特殊重要。盾构机在曲线段始发方式通常有两种:切线始
14、发和割线始发,两种始发方式示意图见下图:图十二 切线和割线始发示意图可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结始发托架的高程要比设计提高约14 ,以排除盾构机入洞后“栽头 ”的影响。反力架的安装位置由始发托架来打算,反力架的支撑面要与隧道的中心轴线的法线平行,其倾角要与线路坡度保持一样。4.2.2 移站4.2.2.1 激光站人工移站盾构机的掘进时的姿势掌握是通过全站仪的实时测设ELS 的坐标,反算出盾构机盾首、盾尾的实际三维坐标,通过比较实测三维坐标与隧道设计轴线三维坐标,从而得出盾构姿势参数。随着盾构机的往前推动,每隔规定的距离就必需进行激光站的移站。激光站的支架用角钢和钢板做成可以安
15、装在管片螺栓的托架形似, 托架的底板采纳 40040010mm钢板,底板中心焊上仪器连接螺栓,长 1 。实行强制对中,削减仪器对中误差。托架安装位置在隧道右侧顶部不受行车的影响和破坏的的方。安装时,用水平尺大致调平托架底板后,将其固定好,然后可以安装前视棱镜或仪器。托架示意图以及后视镜如下图:图十三 激光站的托架及后视镜示意图一般在后视靶托架即将脱出盾构机最终一节台车后进行,这样就可以直接站在盾构机上移站,不需要搭楼梯,既安全又便利。把前视棱镜安装在后视托架后,测量出棱镜中心到托架底板的高程,然后直接从下面的测站采纳极坐标测量方式测出托架的三维坐标。然后在后视靶托架上设站,前视直接采纳极坐标测
16、量方式测出激光站托架的三维坐标。然后把后视棱镜安装在后视靶托架上,把激光全站仪安装在激光站托架上整平,把黄盒子固定好,给全站仪接上电源,手动把全站仪瞄准后视棱镜,瞄准的精度在10左右,然后把全站仪电源关闭。接着在主空室里,启动SLS-T,按 “编辑器 F2”进入编辑器窗口,进入激光站编辑窗口,输入激光全站仪中心和后视靶棱镜中心的三维坐标。按“储存 ”键储存,然后关闭编辑器窗口。再按 “定位 F5”键,给激光全站仪定位。定位完成后,再按“方位检查 F5”键,检查激光站和后视棱镜的坐标有没有错误。假如超限,将会显示差值,假如不超限, 那么将不显示。最终再按“推动 F4”就完成了激光站的人工移站的全
17、过程。4.2.2.2 激光站自动移站VMT 导向软件 SLST 有激光站自动移站功能,移站的过程除了托架和全站仪及后视棱镜的安装,其它测量工作都可以通过此功能完成。操作流程为:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结程序的启动及后续测量工作在主控室进行。此时SLS-T软件处于 “管片拼装 ”状态,按功能键 F3,关闭测量后,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“测量开头 F2”,启动方位检测程序。方位检测被胜利的执行后,显示检测结果,在得到抱负的结果后,按下F2 确认后方位检测的结果。在测定新激光站点坐标前,事先在信息输入窗口中输入如下信息:水平与垂直方向上
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