地铁盾构测量

2、竖井联系测量
• 两井定向计算过程：
2、竖井联系测量
• 高程联系测量
高程联系测量应包括地面近井水准测量、高程传递测量以及地下近井水准测量。 测定近井水准点高程的地面近井水准路线，应附合在地面二等水准点上。近井水 准测量，应执行精密水准测量有关技术要求。 采用在竖井内悬挂钢尺的方法进行高程传递测量时，地上和地下安置的两台水准 仪应同时读数，并应在钢尺上悬挂与钢尺鉴定时相同质量的重锤。 传递高程时，每次应独立观测三测回，测回间应变动仪器高，三测回测得地上、 地下水准点间的高差较差应小于3mm。 高差应进行温度、尺长改正，当井深超过50m时应进行钢尺自重张力改正。 明挖施工或暗挖施工通过斜井进行高程传递测量时，可采用水准测量方法，也可 采用光电测距三角高程测量的方法，其测量精度应符合精密水准测量±8√L mm相关 技术要求。
洞门圈中心坐标为： xo=( xA+ xB)/2 yo=( yA+ yB)/2
洞门圈中心高程为： Ho=( HC+ HD)/2
ห้องสมุดไป่ตู้
4、始发测量
导轨反力架定位
在确定始发安装负环管片环数后，即可直接反算定出反力架的位置。 由于反力架和始发台为盾构始发时提供初始的推力以及初始的空间姿态 ，在安装反力架和始发台时，反力架左右偏差控制在±10mm之内，高程偏 差控制在±5mm之内，垂直偏差控制在±10mm之内。始发台水平轴线的垂直 方向与反力架的夹角＜±2‰，盾构姿态与设计轴线竖直趋势偏差＜2‰，水 平趋势偏差＜±3‰。
定做的强制对中盘
管片上的强制对中托盘
3、地下控制测量
从隧道掘进起始点开始，直线隧道每掘进150m或曲线隧道每掘进100米时，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。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。
2、竖井联系测量
• 吊钢丝联系测量
架子
B
A
架子
水准仪
中层板
钢丝 钢丝
中层板
钢尺
A′ D
油桶
B′
隧道
C
油桶
重锤
隧道 水准仪
平面坐标传递
吊钢丝的特点
高程传递
1.传递精度高，且不受竖井深度的限制。 2.A、B点间距离不宜小于5米。 3.准备工作较繁杂，需要准备架子、钢丝、重锤及油桶等。 4.测量工作量比全站仪直传大，计算也要复杂些。
相邻竖井间或相邻车站间隧道贯通后，地下高程控制点应构成附合水准路 线。
地下施工控制水准测量规定，采用地面二等水准测量的仪器、设备以及观 测方法，并要求往返闭合差应在±8√L mm之内，主要是考虑隧道内铺轨基标 的测设精度要求而制定的。
4、始发测量
盾构机始发井建成后，应利用联系测量成果加密测量控制点，满足 中线测设、盾构机组装、反力架和导轨安装等测量需要。
1、地面控制测量
• 精密导线测量
一般布设成附合导线的形式，联测两端的车站控制点。
1、地面控制测量
• 《工程测量规范》
1、地面控制测量
• 精密导线测量
1、地面控制测量
• 精密水准测量
1、地面控制测量
• 精密水准测量
2、竖井联系测量
为了建立地面、地下统一的坐标系统，通过联系（定向）测量方法，由地 面通过竖井传递到地下隧道内，进一步求得井下导线的起算边（起始边）的坐 标方位角及井下导线起算点的平面坐标。
贯通面一侧的隧道长度大于1500m时，应增加联系测量次数或采用高精度联 系测量方法等，提高定向测量精度。
2、竖井联系测量
• 联系测量次数
无论定向和高程传递，在隧道贯通前至少进行三次测量的原因如下： （1）一次测量不能满足贯通测量精度要求，多次测量可提高定向和传递高程 的精度。 （2）由于受隧道结构自身不稳定和施工的影响，隧道中的导线点易于变动。 （3）增加隧道内支导线测量路线检核条件。
3、地下控制测量
• 支导线精度
对于等边直伸的地下导线，导线的测角误差引起横向误差，而量边误 差与横向误差无关。因地下导线一般为支导线，由测角引起的横向贯通误 差可表示为：
mq下
n2s2m2 2
( n 31.5)
L m
n 1.5 3
式中：mq以米为单位，s为导线平均边长（单位为米），n为导线边数， L=n·s（L是隧道总长），ρ=206265″。
2、竖井联系测量
一井定向联系测量原理：
先由高级控制点D引出近井点，做 一条导线，求得D、C两点的坐标 及DC边的方位角αDC。由于钢 丝BB’、 AA’点不能安置仪器，所 以，选井上C点和井下C’点为连接 点，使井上和井下形成了以AB为 公共边的△ABC和井下△A’B’C’联 系三角形。
一井定向示意图
始发井中，线路中线、反力架以及导轨测量控制点的三维坐标测设 值与设计值较差应小于3mm。
始发测量的内容包括以下： •1）始发钢环测量复核 •2）导轨、反力架定位 •3）零位测量
4、始发测量
洞门钢环的复核
以联系测量成果的地下平面控制点和高程控制点为基准，检查洞门里程 、中线、高程、洞门圈横竖径、预埋钢环的位置。计算洞门的平面偏差值， 作为洞门凿除及盾构始发的依据。洞门中心复测方法如图所示：
2、竖井联系测量
• 全站仪直传联系测量
地面
中层板
隧道
A
B
全站仪直传联系测量示意图
全站仪直传的缺点
1.全站仪测量精度受俯仰角影响，传递误差较大，受竖井深度限制。
2.盾构始发时可采用全站仪直传的方法，掘进100米左右时采用吊钢丝法进行平 面坐标传递。
2、竖井联系测量
• 全站仪直传联系测量
导线直接传递测量应独立测量两次，地下定向边方位角互差应小于12″， 平均值中误差应小于 8″。 导线直接传递测量应符合下列要求： 1 宜采用具有双轴补偿的全站仪，无双轴补偿时应进行竖轴倾斜改正； 2 垂直角应小于30°； 3 仪器和觇牌安置宜采用强制对中或三联脚架法； 4 测回间应检查仪器和觇牌气泡的偏离情况，必要时重新整平； 5 导线边长必须对向观测。
3、地下控制测量
地下控制测量 地下控制测量应包括地下平面和高程控制测量。 地下平面和高程控制测量起算点，应利用直接从地面通过联系测量传递到地下 的近井点。 地下平面和高程控制点标志，应根据施工方法和隧道结构形状确定，并宜埋设 在隧道底板、顶板或两侧边墙上。各种标志的形状和埋设位置，可在规范附录 中选择确定。
3、地下控制测量
• 针对支导线缺点的改进方法
1.建立双导线 若隧道较长，宜布成主、副导线的形式，以主导线测距测角，而副导线上仅测定转
折角，如下图所示，其中角 0 为主、副导线之间的连接角。但导线平差计算后，可增加 主导线的检核条件和进一步提高对横向误差的控制。
主、副导线布设形式
3、地下控制测量
• 针对支导线缺点的改进方法
平面控制测量应采用导线测量等方法，按照精密导线测量要求，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。测角中误差应小于±2.5″，测距中误差应 小于±3mm。
控制导线点在隧道贯通前应至少测量三次，并应与竖井定向同步进行。重合点重复 测量坐标值的较差应小于30×d/D（mm），其中：d—控制导线长度，D—贯通距离， 单位均为米。满足要求时，应取逐次平均值作为控制点的最终成果指导隧道掘进。
2.陀螺定向—增设加强边
AB A
B B
(XB,YB)
C CD
C
C D
3、地下控制测量
针对支导线缺点的改进方法
3.陀螺定向的特点 • 增加了一条加强边，使得地下导线具有了一个多余观测和检核条件。 • 加强边与起始边之间可以按照附和导向的方式进行计算，一定程度上起
到检核和提高测量精度的作用。 • 陀螺定向容易受震动等干扰，进行陀螺定向时，需停止周边的施工活动。 • 速度快，一天可做二条加强边，相当于一天能给二条隧道做陀螺定向。 • 陀螺仪标称精度：6~20″。 •一般选择在距离接收井300-500米的位置做陀螺仪定向。
每次联系三角形定向均独立进行三次，取三次的平均值做为一次定向成果。
井上、井下联系三角形满足下列要求：
（1）两悬吊钢丝间距不小于5m； （2）定向角γ小于1°，呈直伸三角形； （3）c/b及c′/b′宜小于1.5倍，a、a′为近井点至悬挂钢丝的最短距离。
联系三角形测量宜选用φ0.3mm钢丝，悬挂10kg重锤，重锤应浸没在阻尼液中。 联系三角形边长测量可采用光电测距或经检定合格的钢尺丈量，并估读至0.1mm。每次 独立测量三测回，每测回往返三次读数，各测回较差在地上不小于1mm，在地下不小于 1.0mm。地下与地上测量同一边的较差小于2mm。
地铁盾构施工测量培训
张能 2015年5月27日
盾构施工主要测量内容
1、地面控制测量 2、竖井联系测量 3、地下控制测量 4、始发测量 5、隧道中线计算 6、盾构姿态测量 7、管片测量 8、贯通测量 9、断面测量
主要的测量规范
《城市轨道交通工程测量规范》GB50308-2008； 《工程测量规范》GB50026-2007； 《城市测量规范》CJJ8-2011； 《国家一、二等水准测量规范》GB/T12897-2006 《盾构法隧道施工与验收规范》GB50446-2008 《全​ 球​ 定​ 位​ 系​ 统​ G​ P​ S​ 测​ 量​ 规​ 范》 G​ B/T​ 1​ 8​ 3​ 1​ 4​ -​ 2​ 0​ 0​ 9； 《卫星定位城市测量规范》CJJ/T73-2010； 《建筑变形测量规程》JGJ8—2007； 《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009；​ 《建筑施工测量技术规程》DB11/T446-2007 国家、地方及企业其他测量规范、强制性标准及技术管理要求。
3、地下控制测量
高程控制测量
高程控制测量应采用二等水准测量方法，并应起算于地下近井水准点。 高程控制点宜每200m埋设一个，可利用地下导线点，也可单独埋设。 地下高程控制测量的方法和精度，应符合二等水准测量相关技术要求。
隧道内施工控制水准 点位置图
3、地下控制测量
高程控制测量
水准测量应在隧道贯通前独立进行三次，并应与传递高程测量同步进行。 重复测量的高程点间的高程较差应小于5mm，满足要求时，应取逐次平均值作 为控制点的最终成果指导隧道掘进。
• 一井定向
2、竖井联系测量
图中C为地面上的连接点，BB’和AA’为两垂线，C’为地下的的连接点，即为地下导 线起点。在连接点C安置全站仪，将D点与两垂线方向连测，观测出φ角及γ，并丈量三 角形的边长a、b及c，井下连接测量是在井下连接点C’安置仪器，将D’与两垂线方向连测 观测出φ’角和连接角γ’，丈量出a’、b’和c’。
隧道长度超过1500m时，宜将控制导线布设成网或边角锁等。 相邻竖井间或相邻车站间隧道贯通后，地下平面控制点应构成附合导线(网)。
3、地下控制测量
• 导线类型—支导线
N
AB
B
SB1
B (XB,YB)
1
S12
2
1
A
支导线的缺点
支导线示意图
1.没有多余观测值，没有检核条件，无法检测观测值的差错。
2.支导线施测与计算必须十分小心，支导线测量是隧道贯通误差的主要来源。
f 2
O2
v
f 2
2、竖井联系测量
地下导线起始边方位角推算
B
O1
A
O2
B
O1
B′
A
A′
O2
2、竖井联系测量
• 两井定向联系测量原理：
先由高级控制点做一条附合导 线（无条件时可做两条支导线 ），求得近井点P、M两点的 坐标及PQ边的方位角αPQ、 MN边的方位角αMN。由于钢 丝O1、02点不能安置仪器， 地面上用支导线法测量钢丝A 、B的坐标，地下以O1、02为 起算点施测无定向导线，计算 得到地下导线点B、C、D的坐 标以及边BC、CD的坐标方位 角，以作为地下控制测量的依 据。
2、竖井联系测量
• 高程联系测量
2、竖井联系测量
• 联系测量次数
隧道贯通前的联系测量工作不应少于3次，宜在隧道掘进到100环、300环以 及距贯通面100～200m时分别进行一次。当地下起始边方位角较差小于12″时， 可取各次测量成果的平均值作为后续测量的起算数据指导隧道贯通。
定向测量的地下定向边不应少于2条，传递高程的地下近井高程点不应少于2 个，作业前应对地下定向边间和高程点间的几何关系进行检核。
2、竖井联系测量
联系三角形平差计算：
O1
b
a
A
c
（1）计算两吊垂线间距。
（2）a检算2 核 b计2 算c2 。 2bc cos
（3）计算a 三 a角算 形 a边测 长 改2m正m数。
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