地铁盾构法隧道施工测量技术11040.docx

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1、2011年度优秀科技论文（技术总结） 地铁盾构法隧道施工测量技术地铁盾构构法隧道道施工测测量技术术【内容提提要】本本文结合合广州市市轨道交交通三号号线北延延线区间33标段【同同和站永泰泰站区间】土土建工程程盾构隧隧道施工工测量的的实践，介介绍了地地铁盾构构法隧道道施工中中的控制制测量、联联系测量量、VMMT导向向系统、盾盾构姿态态人工检检测、管环监测测等，其其中VMMT导向向系统的的应用和和维护经经验是本本文的重重点。【关键词词】盾构 隧道道 测测量 技术1.控制制测量1.1平平面控制制测量1.1.1平面面控制测测量概述述地铁施工工领域里里平面控控制网分分两级布布设，首首级为GGPS控控制网，

2、二二级为精精密导线线控制网网。施工工前业主主会提供供一定数数量的GGPS点点和精密密导线点点以满足足施工单单位的需需要。施施工单位位需要做做的是在在业主给给定的平平面控制制点上加加密地面面精密导导线点，然然后是为为了向洞洞内投点点定向而而做联系系测量，最最后是在在洞内为为了保证证隧道的的精确掘进进而做施施工控制制导线测测量。不不管是地地面精密密导线还还是洞内内施工控控制导线线都是精精密导线线测量，虽虽然边长长不满足足四等导导线的要要求，但但是基本本上是采采用四等等导线的的技术要要求施测测，其中中具体技技术要求求在地地下铁道道、轻轨轨交通工工程测量量规范有有规定。1.1.2地面面平面控控制测量量

3、在业主交交接桩后后，施工工单位要要马上对对所交桩桩位进行行复测。业业主交桩桩数量有有限，不不一定能能很好地地满足施施工的需需要，所所以经常常要在业业主所交交桩的基基础上加加密精密密导线点点，以方方便施工工。特别别是在盾盾构始发发井附近近，一定定要保证证有足够够数量的的控制点点，不少少于个个。其具具体技术术要求在在地下下铁道、轻轻轨交通通工程测测量规范范都有有规定。1.1.3洞内内平面控控制测量量洞内施工工控制导导线一般般采用支支导线的的形式向向里传递递。但是是支导线线没有检检核条件件，很容容易出错错，所以以最好采采用双支支导线的的形式向向前传递递。然后后在双支支导线的的前面连连接起来来，构成成

4、附合导导线的形形式，以以便平定定测量精精度。洞洞内施工工控制导导线一般般采用在在管片最最大跨度度附近安安装牵制制对中托托架，测测量起来来非常方方便，且且可以提提高对中中精度，还还不影响响洞内运运输。强强制对中中托架尺尺寸形状状要控制制好，以以便可以以直接安安装在管管片的螺螺栓上面面，不需需要电钻钻打眼安安装。由由于盾构构施工一一般都是是双线隧隧道错开开50环环左右掘掘进，如如果错开开环数很很大，后后面掘进进的盾构构机由于于推力很很大，会会对前面面另一个个洞的导导线点产产生影响响。特别别是在左左右线间间距较小小岩层很很软时，影影响很大大，很容容易导致致测量出出大错。还还有就是是如果在在曲线隧隧道

5、里，管管片上的的导线点点间的边边角关系系经常受受盾构机机的推力力和地质质条件的的影响，所所以要经经常复测测。1.2高高程控制制测量1.2.1高程程控制测测量概述述高程控制制测量主主要包括括地面精精密水准准测量和和高程传传递测量量及洞内内精密水水准测量量，在广广州地铁铁领域里里的精密密水准测测量也就就是城市市二等水水准测量量。不管管是地面面还是洞洞内都采采用的是是城市二二等水准准测量。其其技术要要求在地地下铁道道、轻轨轨交通工工程测量量规范有有规定。1.2.2地面面高程控控制测量量地面水准准测量按按城市二二等水准准的要求求施测。1.2.3洞内内高程控控制测量量洞内由于于轨道上上钢枕太太多，轨轨道

6、下的的泥水经经常盖到到钢枕上上来了，立立尺很不不方便，用用水准仪仪配因钢钢尺测量量非常麻麻烦。而而采用全全站仪三三角高程程测高差差的办法法传递高高程就很很方便，如下图图1所示示。当然然此时一一定要保保证前后后视的棱棱镜高要要不变，由由于不需需要量仪仪器高，而而是通过过测量前前后两个个点的高高差来传传递高程程，所以以往返观观测取平平均值精精度可以以满足施施工的需需要。这这在我们们同泰区间间左、右右线都得得到证实实，同泰泰区间约约1.55公里，高高程贯通通误差左左线是88mm、右右线都在在11mmm左右。图1全站站仪三角角高程测测量传递递高程1.3联联系测量量1.3.1定向向测量地铁施工工规定，在

7、在任何贯贯通面上上，地下下测量控控制网的的贯通中中误差，横横向不超超过mmm，竖向向不超过过mmm。联系系测量主主要有一一井定向向（联系系三角形形定向）、两两井定向向、铅垂垂仪陀螺螺经纬仪仪联合定定向、导导线定向向四中方方式，其其中我们们施工单单位一般般都没有有陀螺经经纬仪，所所以很少少采用铅铅垂仪陀陀螺经纬纬仪联合合定向。用用导线定定向精度度最好且且最方便便，但是是用导线线定向受受始发井井的长度度和深度度制约，一一般也很很少用。所所以一般般都采用用一井定定向（联联系三角角形定向向）或两两井定向向，其中中用两井井定向受受地面及及洞内各各种因素素的制约约要少，很很方便，但但是在同同样的始始发井长

8、长度和深深度的情情况下最最好采用用一井定定向（联联系三角角形定向向），这这样有利利于提高高井下定定向的精精度。这这在我们们同泰盾构构始发井井的多次次联系测测量中得得到证实实。虽然然一井定定向（联联系三角角形定向向）对场场地要求求较高，做做起来也也很麻烦烦，但是是定向精精度很有有保证。联联系测量量向洞内内投点时时把点间间距尽量量拉大些些，在始始发井底底板，最最好投四四个点，保保证始发发井两端端都各有有两个控控制点。且且尽量保保证每次次联系测测量投点点时都投投在这四四个点上上。以便便取多次次联系测测量的加加权平均均值作为为最终的的始发控控制点坐坐标。定定向联系系测量示示意图如如下图22、图33所示

9、。图2一井井定向联联系测量量示意图图图3两井井定向联联系测量量示意图图1.3.2高程程传递测测量向洞内传传递高程程一般采采用悬挂挂钢尺的的方法，一一定要注注意加温温度和尺尺长改正正，才能能保证导导入井下下的水准准点的精精度。如如果有斜斜井或通通道，也也可以用用水准测测量的方方法向井井下传递递高程。如如果全站站仪的仰仰俯角不不大的话话还可以以直接用用全站仪仪三角高高程测高高差的办办法传递递高程。传递高程如下图4所示。图4钢尺尺导入法法传递高高程2.导向向系统2.1导导向系统统介绍2.1.1VMMT导向向系统概概述在掘进隧隧道的过过程中,为了避避免隧道道盾构机(TBMM)发生生意外的的运动及及方向

10、的的突然改改变, 必须对对TBMM的位置置和DTTA(隧隧道设计计轴线)的相对对位置关关系进行行持续地地监控测测量。TTBM能能够按照照设计路路线精确确地掘进进，则对对掘进各各个方面面都有好好处（计计划更精精确，施施工质量量更高）。这这就是TTBM采采用“导向系系统”（SLLS）的的原因。德德国VMMT公司司的SLLS-TT系统就就是为此此而开发发，该系系统为使使TBMM沿设计计轴线（理理论轴线线）掘进进提供所所有重要要的数据据信息。SSLS-T系统统功能完完美，操操作简单单。2.1.2导向向系统基基本组成成与功能能导向系统统是由激激光全站站仪（TTCA）、中中央控制制箱、EESL靶靶、黄盒盒

11、子和计计算机及及掘进软软件组成成。其组组成如下图5所所示。图5导向向系统组组成2.1.2.11全站仪仪(TCCA)具有伺服服马达，可可以自动动照准目目标和跟跟踪，并并可发射射激光束束，主要要用于后后视定向向，测量量距离、水水平角和和竖直角角，并将将测量结结果传输输到计算算机。2.1.2.22 ESSL靶也称光靶靶板，是是一台智智能性型型的传感感器。EELS接接收全站站仪发射射的激光光束，测测定水平平和垂直直方向的的入射点点。偏角角由ELLS上激激光的入入射角确确认，坡坡度由该该系统内内的倾斜斜仪测量量。ELLS在盾盾构机体体上的位位置是确确定的，即即对TBBM坐标标系的位位置是确确定的。2.1

12、.2.33中央控控制箱主要的接接口箱，它它为黄盒盒子（继继而为激激光全站站仪）及及ELSS靶提供供电源。2.1.2.44黄盒子子它主要为为全站仪仪供电，保保证全站站仪工作作和与计计算机之之间的通通信和数数据传输输。2.1.2.5计算机机及掘进进软件SLS-T软件件是自动动导向系系统数据据处理和和自动控控制的核核心，通通过计算算机分别别与全站站仪和EELS通通信接收收数据，盾盾构机在在线路平平、剖面面上的位位置计算算出来后后，以数数字和图图形在计计算机上上显示出出来，如下图图6所示。图6 VVMT导导向系统统盾构姿姿态显示示2.1.3导向向基本原原理洞内控制制导线是是支持盾盾构机掘掘进导向向定位

13、的的基础。激激光全站站仪安装装在位于于盾构机机的右上上侧管片片上的拖拖架上，后后视一基基准点（后后视靶棱棱镜）定定位后。全全站仪自自动掉过过方向来来，收寻寻ELSS靶， ELSS接收入入射的激激光定向向光束，即即可获取取激光站站至ELLS靶间间的方位位角、竖竖直角，通通过ELLS棱镜镜和激光光全站仪仪就可以以测量出出激光站站至ELLS靶间间的距离离。TBBM的仰仰俯角和和滚动角角通过EELS靶靶内的倾倾斜计来来测定。EELS靶靶将各项项测量数数据传向向主控计计算机，计计算机将将所有测测量数据据汇总，就就可以确确定TBBM在全全球坐标标系统中中的精确确位置。将将前后两两个参考考点的三三维坐标标与

14、事先先输入计计算机的的DTAA（隧道道设计轴轴线）比比较，就就可以显显示盾构构机的姿姿态了。2.2导导向系统统应用2.2.1始发发托架和和反力架架定位盾构机初初始状态态主要决决定于始始发托架架和反力力架的安安装，因因此始发发托架的的定位在在整个盾盾构施工工测量过过程中显显得格外外重要。盾盾构机在在曲线段段始发方方式通常常有两种种：切线线始发和和割线始始发，两两种始发发方式示示意图如如下图77所示。图7 切切线和割割线始发发示意图图始发托架架的高程程要比设设计提高高约15，以以消除盾盾构机入入洞后“栽头”的影响响。反力力架的安安装位置置由始发发托架来来决定，反反力架的的支撑面面要与隧隧道的中中心

15、轴线线的法线线平行，其其倾角要要与线路路坡度保保持一致致。2.2.2移站站2.2.2.11激光站站人工移移站盾构机的的掘进时时的姿态态控制是是通过全全站仪的的实时测测设ELLS的坐坐标，反反算出盾盾构机盾盾首、盾盾尾的实实际三维维坐标，通通过比较较实测三三维坐标标与DTTA三维维坐标，从从而得出出盾构姿姿态参数数。随着着盾构机机的往前前推进，每每隔规定定的距离离就必须须进行激激光站的的移站。激激光站的的支架用用角钢和和钢板做做成可以以安装在在管片螺螺栓的托托架形似似, 托托架的底底板采用用4000mm4000mm10mmm钢板，底底板中心心焊上仪仪器连接接螺栓,长1。采取取强制对对中，减减少仪

16、器器对中误误差。托托架安装装位置在在隧道右右侧顶部部不受行行车的影影响和破破坏的地地方。安安装时，用用水平尺尺大致调调平托架架底板后后，将其其固定好好，然后后可以安安装前视视棱镜或或仪器。托托架示意意图如下下图8所所示。图8 激激光站的的托架示示意图一般在后后视靶托托架即将将脱出盾盾构机最最后一节节台车后后进行，这这样就可可以直接接站在盾盾构机上上移站，不不需要搭搭楼梯，既既安全又又方便。把把前视棱棱镜安装装在后视视托架后后，测量量出棱镜镜中心到到托架底底板的高高程，然然后直接接从下面面的测站站采用极极坐标测测量方式式测出托托架的三三维坐标标。然后后在后视视靶托架架上设站站，前视视直接采采用极

17、坐坐标测量量方式测测出激光光站托架架的三维维坐标。然然后把后后视棱镜镜安装在在后视靶靶托架上上，把激激光全站站仪安装装在激光光站托架架上整平平，把黄黄盒子固固定好，给给全站仪仪接上电电源，手手动把全全站仪瞄瞄准后视视棱镜，瞄瞄准的精精度在10左右，然然后把全全站仪电电源关闭闭。接着着在主空空室里，启启动SLLS-TT，按“编辑器器F2”进入编编辑器窗窗口，进进入激光光站编辑辑窗口，输输入激光光全站仪仪中心和和后视靶靶棱镜中中心的三三维坐标标。按“保存”键保存存，然后后关闭编编辑器窗窗口。再再按“定位F5”键，给给激光全全站仪定定位。定定位完成成后，再再按“方位检检查F5”键，检检查激光光站和后

18、后视棱镜镜的坐标标有没有有错误。如如果超限限，将会会显示差差值，如如果不超超限，那那么将不不显示。最最后再按按“推进F4”就完成成了激光光站的人人工移站站的全过过程。2.2.2.22激光站站自动移移站VMT导导向软件件SLSST有激激光站自自动移站站功能，移移站的过过程除了了托架和和全站仪仪及后视视棱镜的的安装，其其它测量量工作都都可以通通过此功功能完成成。操作作流程如如下图99所示。托架安装方位检测程序启动新站点坐标测定全站仪及后视棱镜的移站图9激光光站移站站流程图图程序的启启动及后后续测量量工作在在主控室室进行。此此时SLLS-TT软件处处于“管片拼拼装”状态，按按功能键键F3，关关闭测量

19、量后，通通过功能能键“激光站站移站F6”来启动动程序。在在初始窗窗口中，按按下按钮钮“测量开开始F2”，启动动方位检检测程序序。方位位检测被被成功的的执行后后，显示示检测结结果，在在得到理理想的结结果后，按按下F22确认后后方位检检测的结结果。在在测定新新激光站站点坐标标前，事事先在信信息输入入窗口中中输入如如下信息息：水平平与垂直直方向上上偏移的的近似值值及新激激光站点点的大致致里程；当前棱棱镜的高高度及仪仪器的高高度；新新站点的的点位编编码。在在信息输输入窗口口下，按按下F22键启动动程序。全全站仪自自动搜索索到前视视棱镜（即即新激光光站点）后后，自动动瞄准棱棱镜进行行测量。屏屏幕显示示计

20、算出出来的新新激光站站点坐标标。在测测定新激激光站坐坐标时，为为避免获获得错误误的数据据，须遮遮盖住其其他的反反射棱镜镜。新激激光站点点的坐标标测定后后，将全全站仪和和后视棱棱镜转移移到新的的位置。全全站仪和和后视棱棱镜转移移到新的的位置后后，主控控室按功功能键FF2进行行确认，新新的信息息窗口会会显示新新激光站站点三维维坐标，然然后将新新激光站站点上的的全站仪仪手动转转向新的的后视点点即原先先的激光光站，按按下F22，重新新调整定定位全站站仪上的的刻度。成成功执行行上述的的步骤后后，出现现一新的的信息窗窗口。通通过按下下F2功功能键完完成激光光站移站站程序。2.2.2.33激光站站的人工工检

21、查在推进的的过程中中，可能能会由于于安装托托架的管管片出现现沉降、位位移或托托架被碰碰动，使使激光站站点或后后视靶的的位置发发生变化化，从而而全站仪仪测得错错误的盾盾构机姿姿态信息息。为了了保证激激光全站站仪的准准确定位位，在SSLS-T软件件的状态态为“推进”时，通通过功能能键F55对全站站仪的定定位进行行检查，如如果测得得的后视视靶的值值超过了了在编辑辑器中设设定的限限值时，需需要对激激光站进进行人工工检查。检检查方法法是利用用洞内精精密导线线点对激激光站点点及后视视靶点位位置进行行测量，重重新确定定两点的的三维坐坐标。设设站导线线点尽量量选择在在右侧管管片侧壁壁上的强强制对中中导线点点，

22、这样样建测站站时能够够一次建建站测算算出两个个点位的的坐标，避避免误差差的积累累。当不不满足上上述建站站条件时时，从隧隧道内主主控制导导线点引引测至后后视靶托托架上，在在托架上上建立测测站，测测定激光光站点的的三维坐坐标。2.3导导向系统统维护与与检修2.3.1导向向系统维维护2.3.1.11 ELLS靶a.由于于ELSS靶的安安装位置置附近有有注浆管管，在注注浆的过过程中很很容易被被人碰到到，而前前面板是是玻璃作作成的，容容易被破破坏特别别是ELLS棱镜镜更是容容易被工工人碰动动，在没没有对EELS靶靶进行保保护之前前，我们们的ELLS棱镜镜曾多次次被工人人碰掉，对对掘进造造成不小小影响。后

23、后来我们们在ELLS靶的的四周用用4块木木板保护护起来后后，就再再也没有有人碰掉掉ELSS棱镜了了；b.ELLS靶前前面板保保护屏要要经常擦擦干净，防防止激光光接收靶靶接收的的信号太太弱；c.ELLS靶附附近不能能有强光光，强光光会使VVMT姿姿态显示示不正常常。2.3.1.22电缆在前期我我们按常常规安装装好导向向系统传传输电缆缆卷后，在在盾构机机向前推推进的过过程中，经经常把传传输电缆缆拉断。严严重的时时候，甚甚至把激激光站托托架都拉拉动，把把黄盒子子拉掉，还还威胁到到激光全全站仪的的安全，极极大地破破坏了导导向系统统。为了了克服这这个问题题，我们们采用了了三种办办法:a.把在在导向系系统

24、的传传输电缆缆卷安装装在激光光站的前前面，这这样盾构构机推进进时，电电缆一直直是顺着着拉；b.在盾盾构机电电缆经过过的地方方用安全全网覆盖盖，把盾盾构机上上的各个个突起物物盖住，防防止勾断断电缆；c.通过过加强平平时的巡巡视，经经常整理理传输电电缆。通通过以上上办法后后，电缆缆再也没没有被拉拉断过。2.3.1.33激光站站和黄盒盒子a.在始始发时，由由于激光光站托架架是安装装在竖井井里面，激激光全站站仪和黄黄盒子容容易被雨雨水淋湿湿，一定定要加以以保护；b.在隧隧道里面面时，由由于工人人冲洗管管片时，容容易被水水浇湿，需需要经常常提醒掘掘进工人人。激光光全站仪仪和黄盒盒子要经经常擦干干净、凉凉

25、干。2.3.2导向向系统故故障处理理2.3.2.11 ELLS靶a.ELLS靶的的前面板板被注浆浆的浆液液覆盖，EELS靶靶接收到到的激光光信号不不够强，导导致不工工作，处处理办法法是把前前面板的的覆盖物物清理干干净；b.ELLS靶的的前面板板附近有有很强的的光源，严严重干扰扰了ELLS靶对对激光信信号的接接收，导导致VMMT显示示不正常常，处理理办法是是把光源源移开；c.ELLS靶的的温度太太高，导导致ELLS靶不不工作，处处理办法法是用湿湿毛巾冷冷敷ELLS靶降降温；d.ELLS靶和和激光站站之间空空间被人人或其他他东西挡挡了，导导致ELLS靶接接收不到到激光信信号，处处理办法法把障碍碍物

26、移开开，如果果移不动动，就移移激光站站，把激激光站向向前移到到适当位位置。2.3.2.2激光光全站仪仪a.激光光全站仪仪被水淋淋了，不不能正常常工作，处处理办法法是把全全站仪卸卸下来，擦擦干净凉凉干；b.全站站仪的气气泡偏了了，VMMT显示示姿态偏偏差变大大，处理理办法是是把全站站仪再次次整平，然然后做一一下全站站仪方位位检查，如如果检查查超限，就就需要重重新测定定激光站站的坐标标，千万万不要在在不测定定变动后后的激光光站坐标标的情况况下重新新定位测测量。这这样只能能误导VVMT导导向系统统给出错错误导向向。如果果检查未未超限，就就直接重重新整平平仪器，重重新定位位测量；c.全站站仪在定定位时

27、没没有关掉掉全站仪仪的电源源，定不不了位，处处理办法法是把全全站仪的的电源关关掉，重重新启动动定位程程序；d.全站站仪找不不到ELLS靶，处处理办法法是首先先看全站站仪与EELS靶靶之间的的空间有有没有障障碍物挡挡，如果果有，将将其移开开。如果果还收寻寻不到，就就人工测测量出激激光站至至ELSS靶的方方位，手手动输入入到激光光站编辑辑器里的的方位当当前值里里。2.3.2.3电缆缆电缆被拉拉断，导导致不能能传输数数据或电电流。处处理办法法是沿着着线路一一直排查查，直到到找到断断裂出，把把电缆接接好。3.盾构构姿态人人工检测测3.1盾盾构姿态态人工检检测概述述在盾构施施工的过过程中，为为了保证证导

28、向系系统的正正确性和和可靠性性，在盾盾构机掘掘进一定定的长度度或时间间之后，应应通过洞洞内的独独立导线线独立的的检测盾盾构机的的姿态，即即进行盾盾构姿态态的人工工检测。盾盾构施工工中所用用到的坐坐标系统统有三种种：全球球坐标系系统、 DTAA坐标系系、TBBM坐标标系。3.2盾盾构机参参考点的的测量在进行盾盾构机组组装时，VVMT公公司的测测量工程程师就已已经在盾盾体上布布置了盾盾构姿态态测量的的参考点点(共221个)，如下下图10所所示。并并精确测测定了各各参考点点在TBBM坐标标系中的的三维坐坐标。我我们在进进行盾构构姿态的的人工检检测时，可可以直接接利用VVMT公公司提供供的相关关数据来

29、来进行计计算。其其中盾体体前参考考点及后后参考点点是虚拟拟的，实实际是不不存在的的)。图10 S2667盾构构机参考考点的布布置盾构姿态态人工检检测的测测站位置置选在盾盾构机第第一节台台车的连连接桥上上,此处处通视条条件非常常理想,而且很很好架设设全站仪仪。只要要在连接接桥上的的中部焊焊上一个个全站仪仪的连接接螺栓就就可以了了。测量量时，应应根据现现场条件件尽量使使所选参参考点之之间连线线距离大大一些，以以保证计计算时的的精度，最最好保证证左、中中、右各各测量一一两个点点，这样样就可以以提高测测量计算算的精度度。例如如在我们们在选择择S2667盾构构机的参参考点时时，即是是选择的的1、110、

30、221三点点作为盾盾构姿态态人工检检测的参参考点。3.3盾盾构姿态态的计算算3.3.1盾构构姿态的的计算原原理盾构机作作为一个个近似的的圆柱体体，在开开挖掘进进过程中中我们不不能直接接测量其其刀盘的的中心坐坐标，只只能用间间接法来来推算出出刀盘中中心的坐坐标。盾盾构机姿姿态计算算原理如如下图111所示示。图11盾盾构姿态态计算原原理图如图A点点是盾构构机刀盘盘中心，EE是盾构构机中体体断面的的中心点点，即AAE连线线为盾构构机的中中心轴线线，由AA、B、CC、D、四四点构成成一个四四面体，测测量出BB、C、DD 三个个角点的的三维坐坐标（xxi, yi, zii）,根根据三个个点的三三维坐标标

31、（xii, yyi, zi）分分别计算算出LAAB, LACC, LLAD, LBBC, LBDD, LLCD, 四面面体中的的六条边边长，作作为以后后计算的的初始值值，在盾盾构机掘掘进过程程中Lii是不变变的常量量，通过过对B、CC、D三三点的三三维坐标标测量来来计算出出A点的的三维坐坐标。同同理，BB、C、DD、E四四点也构构成一个个四面体体，相应应地求得得E 点点的三维维坐标。由由A、EE两点的的三维坐坐标就能能计算出出盾构机机刀盘中中心的水水平偏航航，垂直直偏航，由由B、CC、D三三点的三三维坐标标就能确确定盾构构机的仰仰俯角和和滚动角角，从而而达到检检测盾构构机姿态态的目的的。3.3

32、.2通过过AuttoCAAD作图图求解盾盾构姿态态通过几何何解算盾盾构姿态态方法的的缺点是是在内业业计算时时，如果果用人工工手算，其其工作量量相当大大，而且且难免出出错，因因此我们们在进行行解算时时，是利利用AuutoCCAD进进行作图图求解，相相对于用用几何方方法解算算，速度度要快很很多。其其操作过过程如下下：首先是把把隧道中中心线（三三维坐标标）通过过建立CCAD脚脚本文件件输入CCAD中中，这个个工作一一个工地地只要做做一次。然然后是把把所测参参考点11、100、211的坐标标（三维维）输入入到CAAD里面面。分别别以1、110、221为球球心，以以1、110、221到前前点的距距离为半

33、半径画球球，求三三个球的的交集。用用鼠标左左键点击击交集后后的体，就就可以找找到两个个端点，这这两个端端点到11、100、211的距离离就分别别等于11、100、211到前点点的距离离。然后后根据盾盾构掘进进的方向向，舍去去其中一一个点。同同样方法法把后点点在CAAD里画画出来。由由于后点点通过求求交集的的方法求求出的两两个端点点距离很很近，通通过盾构构机的掘掘进方向向很南判判断，于于是通过过前点到到后点的的距离是是3.994911m来判断断。画出出前后点点的位置置后，通通过前后后点向隧隧道中线线做垂线线，通过过测量垂垂线在水水平和垂垂直方向向上偏离离值来求求解盾构构机前后后点的姿姿态。盾盾构

34、机的的坡度=（L为盾盾体前后后参考点点连线长长度)。根据据测量平平差理论论可知，实实际测量量时，需需要观测测至少44个点位位以上，观观测的参参考点越越多，多多余观测测就越多多，因此此计算的的精度就就越高。比比较VMMT导向向系统测测得的盾盾构姿态态值和人人工检测测的盾构构姿态值值，其精精度基本本上能达达到5mmm之内。盾盾构姿态态CADD计算示示意图如如下图112所示示。图12盾盾构姿态态CADD计算示示意图4.管环环监测4.1管管环测量量概述由于在盾盾构掘进进过程中中，刚拼拼装的管管环还没没有来得得及注入入双液浆浆加固，因因此还不不稳定，经经常发生生管环位位移现象象。有时时位移量量很大，特特

35、别是上上浮，位位移量大大常常引引起管环环限界超超限。因因为地铁铁施工中中规定，拼拼装好的的管环允允许最大大限界值值是10。为了了防止管管环的侵侵限，我我们首先先是提高高控制测测量的精精度外，其其次是提提高导线线系统的的精度，最最后就是是通过每每天的管管环测量量，实测测出管环环的位移移趋势，采采取措施施尽量减减小位移移量。当当然，管管环测量量还起到到复核导导向系统统的作用用。4.2管管环测量量方法根据管环环的内径径是2.7m, 采采用铝合合金制作作一铝合合金尺,铝合金金尺长33.8mm（可根根据实际际情况调调整长度度）。在在铝合金金尺正中中央，贴贴上一个个反射贴贴片。根根据管环环、铝合合金尺、反

36、反射贴片片的尺寸寸，就可可以计算算出实际际上的管管环中心心与铝合合金尺上上反射贴贴片中心心的高差差。测量量时，首首先用水水平尺把把铝合金金尺精确确整平，然然后用全全站仪测测量出铝铝合金尺尺上反射射贴片中中心的三三维坐标标，就可可以推算算出实际际的管环环中心的的三维坐坐标。 每次管管环测量量时，应应重叠55环已经经稳定了了的管环环，这样样就可以以消除测测错的可可能。管管环监测测如下图图13所所示，管管环中心心标高推推算如下下图144所示。图13管管环测量量示意图图图14管管环中心心标高推推算示意意图4.3管管环姿态态计算管环测量量时，把把管环检检测外业业数据直直接存储储在全站站仪的内内存里。回回

37、到办公公室后，通通过徕卡卡测量办办公室软软件(LLeicca SSurvvey Offficce),将全站站仪里面面的管环环测量外外业数据据下载，然然后将其其复制到到EXCCLE表表格中编编辑成CCAD认认识的三三维坐标标，然后后将三维维坐标数数据复制制到记事事本程序序里面保保存，文文件的后后缀名必必须是.SCRR，如“管环检检测外业业数据.SCRR”。这样样就把管管环检测测的外业业数据编编辑成了了CADD的画点点脚本文文件。通通过CAAD的脚脚本功能能，就很很方便快快节地在在CADD里面把把点画出出来。打开AuutoCCAD，在在模型状状态下（一一定要关关闭“对象捕捕捉”命令），打打开菜单单

38、栏的“工具（TT）”选项，在在下拉子子菜单中中选择“运行脚脚本（RR）”，或者者在命令令行中输输入“.SCCR”，两种种方式都都是运行行脚本，AutoCAD便查找脚本文件。操作者找到要调用的脚本文件 “管环检测外业数据.SCR” 后，直接打开它。AutoCAD 便自动把点画出来了。管环姿态计算如下图15所示。图15管管环姿态态计算示示意图点位画出出来后，就就可以在在CADD里通过过查询命命令直接接量出管管环的水水平和垂垂直姿态态了。通通过以上上管环的的测量和和计算方方法，解解决了管管环检测测数据量量大，计计算难，测测量时间间长的问问题。大大大提高高管环检检测的效效率和准准确度。5.结束束语由于

39、盾构构机的VVMT导导向系统统必须有有控制测测量的支支持才能能运作，所所以控制制测量还还是盾构构隧道测测量的基基础。为为了保证证隧道的的顺利贯贯通，我我们首先先要做好好控制测测量，然然后就是是保证导导向系统统的正常常运行，定定期对盾盾构姿态态进行人人工检测测，保证证导向系系统的正正确可靠靠。加强强管环姿姿态检测测，及时时发现管管环的位位移趋势势，防止止管环安安装侵限限。加强强管环姿姿态的检检测同时时也是对对导向系系统的复复核。由由于笔者者才疏学学浅，文文中难免免有不周周全之处处，恳请请各位提提出批评评与建议议。【参考文文献】TBMM制导系系统SLLS-TT用户操操作手册册（20003）VMTT Gmmbh 地下铁铁道、轻轻轨交通通工程测测量规范范首都规规划建设设委员会会办公室室 中国国计划出出版社 20007年版版第 14 页.共 14 页