盾構(gòu)測(cè)量總結(jié)

1、盾構(gòu)施工測(cè)量作業(yè)總結(jié)一 工程概況軌道交通7號(hào)線西西區(qū)間隧道采用盾構(gòu)法施工，隧道由兩分離單洞組成，隧道結(jié)構(gòu)采用兩個(gè)單線圓形襯砌形式。區(qū)間左線里程為DK0+600.000DK2+283.587，長(zhǎng)度1662.078m（含長(zhǎng)鏈5.838m，短鏈27.347m）；右線里程為DK0+558.426DK2+304.987，長(zhǎng)度1752.073m（含長(zhǎng)鏈5.512m），區(qū)間總長(zhǎng)度為3414.151m。二 基本概念 1、樁號(hào)：沿著道路前進(jìn)方向，起點(diǎn)處的樁號(hào)是DK0+000，每隔一定距離（如100米）做1樁號(hào)標(biāo)記，并在相應(yīng)有需要的地方進(jìn)行標(biāo)記，但應(yīng)以設(shè)計(jì)圖紙上標(biāo)明的為準(zhǔn)。 2、斷鏈：指的是因局部改線或分段測(cè)量等

2、原因造成的樁號(hào)不相連接的現(xiàn)象。樁號(hào)重疊的稱長(zhǎng)鏈，樁號(hào)間斷的稱短鏈。 3、緩和曲線：指的是平面線形中，在直線與圓曲線，圓曲線與圓曲線之間設(shè)置的曲率連續(xù)變化的曲線。緩和曲線是道路平面線形要素之一，它是設(shè)置在直線與圓曲線之間或半徑相差較大的兩個(gè)轉(zhuǎn)向相同的圓曲線之間的一種曲率連續(xù)變化的曲線。 4、坡度：是地表單元陡緩的程度，通常把坡面的垂直高度H和水平距離L的比叫做坡度。5、豎曲線：在線路縱斷面上，以變坡點(diǎn)為交點(diǎn)，連接兩相鄰坡段的曲線稱為豎曲線。6、方位角：是在平面上量度物體之間的角度差的方法之一。是從某點(diǎn)的指北方向線起，依順時(shí)針方向到目標(biāo)方向線之間的水平夾角。三 聯(lián)系測(cè)量聯(lián)系測(cè)量是將地面坐標(biāo)系統(tǒng)和高

3、程系統(tǒng)傳遞到地下，確定地下控制點(diǎn)、控制邊，作為地下控制導(dǎo)線的起算數(shù)據(jù)，這一過程測(cè)量工作叫做聯(lián)系測(cè)量。將地面平面坐標(biāo)系統(tǒng)傳遞到地下的測(cè)量稱為平面聯(lián)系測(cè)量，簡(jiǎn)稱定向。將地面高程系統(tǒng)傳遞到地下的測(cè)量稱高程聯(lián)系測(cè)量，簡(jiǎn)稱導(dǎo)入高程。聯(lián)系測(cè)量工作應(yīng)包括地面導(dǎo)線測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量、通過豎井通道的定向測(cè)量和傳遞高程測(cè)量以及地下導(dǎo)線測(cè)量地下水準(zhǔn)測(cè)量。（本次以西西區(qū)間右線貫通前聯(lián)系測(cè)量為例。）測(cè)量控制網(wǎng)如圖1-1所示。圖1-1 聯(lián)系測(cè)量控制網(wǎng)示意圖3.1 導(dǎo)線聯(lián)系測(cè)量將測(cè)區(qū)內(nèi)相鄰控制點(diǎn)連成直線而構(gòu)成的折線稱為導(dǎo)線，其控制點(diǎn)稱為導(dǎo)線點(diǎn)。導(dǎo)線測(cè)量就是依次測(cè)定各導(dǎo)線邊的長(zhǎng)度和夾角，根據(jù)起算點(diǎn)的坐標(biāo)和方位角推算各邊的坐標(biāo)和方位

4、角。導(dǎo)線布設(shè)有三種形式：閉合導(dǎo)線、附和導(dǎo)線和支導(dǎo)線，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件以及精度要求選擇埋設(shè)不同形式的導(dǎo)線點(diǎn)。導(dǎo)線聯(lián)系測(cè)量包括地面導(dǎo)線測(cè)量、雙井定向坐標(biāo)傳遞和洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量。3.1.1 地面導(dǎo)線測(cè)量 地面導(dǎo)線測(cè)量一般采用附和導(dǎo)線形式，以保證地面控制點(diǎn)的精度。以西西區(qū)間右線貫通前聯(lián)系測(cè)量地面控制網(wǎng)為例，采用武漢大學(xué)平差軟件科傻輸入相應(yīng)的外業(yè)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出控制點(diǎn)坐標(biāo)及相對(duì)精度。編寫數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如下：方向中誤差，測(cè)距固定誤差，距離比例誤差已知點(diǎn)名，X坐標(biāo)，Y坐標(biāo)測(cè)站點(diǎn)照準(zhǔn)點(diǎn)，標(biāo)識(shí)符，觀測(cè)值輸入文件：0.54,1,1G705,24540.6321,104008.0547 G706,24084.6461,1041

5、99.9395 D7-011,24827.8073,104414.9140 D7-009,24940.2479,104529.4545 G706G705,L,0G705,S,494.7154XLJ2,L,278.5242XLJ2,S,93.977025XLJ2G706,L,0G706,S,93.9753875XLJ1,L,309.2008625XLJ1,S,87.38485XLJ1XLJ2,L,0XLJ2,S,87.385725D7-014,L,163.2405D7-014,S,271.783925D7-014XLJ1,L,0XLJ1,S,271.783525D7-013,L,173.4747

6、375D7-013,S,382.99465D7-013D7-014,L,0D7-014,S,382.99695D7-011,L,257.454425D7-011,S,212.849925D7-011D7-013,L,0D7-013,S,212.84925D7-009,L,145.1032625D7-009,S,160.5067計(jì)算得到平差坐標(biāo)：G705 24540.6321 104008.0547G706 24084.6461 104199.9395D7-011 24827.8073 104414.9140D7-009 24940.2479 104529.4545XLJ2 24062.0016

7、 104108.7327 XLJ1 24140.9456 104146.2058 D7-014 24409.5354 104187.7587 D7-013 24792.1410 104205.0735 平面閉合差計(jì)算結(jié)果導(dǎo)線線路號(hào):1線路點(diǎn)名: D7-009 D7-011 D7-013 D7-014 XLJ1 XLJ2 G706 G705 角度閉合差: -7.5 (Sec)X坐標(biāo)閉合差: -0.0037 (M)Y坐標(biāo)閉合差: 0.0012 (M)總長(zhǎng)度: 1.0490 (KM)相對(duì)精度: 1 : 2704733.1.2 雙井定向聯(lián)系測(cè)量結(jié)合地鐵工程中地下鐵道本身的特點(diǎn)采用兩井定向傳遞平面坐標(biāo)。

8、兩井定向就是在兩井筒中各掛一根垂球線，如圖1-2所示。此兩垂球線在地面上下連線的坐標(biāo)方位角保持不變，如通過地面測(cè)量確定此兩垂球線的坐標(biāo)，并計(jì)算其連線的坐標(biāo)方位角后，再在井下通道中，用經(jīng)緯儀導(dǎo)線對(duì)兩垂球線聯(lián)測(cè)，取一假定坐標(biāo)系來確定地下兩垂球線的假定方位角，然后將其與地面上確定的坐標(biāo)方位角相比較，其差值便是地下假定坐標(biāo)系統(tǒng)和地面坐標(biāo)系統(tǒng)的方位差，這樣便可確定地下導(dǎo)線在地面坐標(biāo)系統(tǒng)中的坐標(biāo)方位角。圖1-2 兩井定向示意圖（一）兩井定向的外業(yè)兩井定向的外業(yè)包括投點(diǎn)和連接測(cè)量?jī)刹糠?。根?jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，分別在車站右線的盾構(gòu)始發(fā)井及其左線接收井處各投掛一根鋼絲，采用單荷重投影法，在每根鋼絲上下兩端適當(dāng)位置上

9、粘貼棱鏡片，分別為A、B 。在車站附近的加密導(dǎo)線點(diǎn)XLJ1、XLJ2上架設(shè)全站儀，測(cè)出兩根鋼絲到導(dǎo)線點(diǎn)的角度和距離，從而計(jì)算出1、2的坐標(biāo)。如圖1-1所示，注意投點(diǎn)時(shí)先在鋼絲上掛以較輕的荷重，徐徐將其下入井中，然后在井底換上作業(yè)重錘，放入盛有機(jī)油或阻尼液的桶內(nèi)，但不能與桶壁接觸。桶在放入重錘后須加蓋，以防滴水沖擊。在車站底板適當(dāng)位置上埋設(shè)了兩個(gè)個(gè)比較穩(wěn)固的控制點(diǎn)，分別為1、2。井下連接的任務(wù)是測(cè)設(shè)導(dǎo)線 ，目的是測(cè)定井下兩個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)1、2的坐標(biāo)和所構(gòu)成邊的方位角，此兩點(diǎn)即為盾構(gòu)掘進(jìn)的平面控制的依據(jù)。（詳見控制網(wǎng)布設(shè)圖形）地面上測(cè)角和測(cè)距以及地下的導(dǎo)線測(cè)量均按精密導(dǎo)線測(cè)量的技術(shù)要求執(zhí)行。（二）兩井定

10、向的內(nèi)業(yè)以下為計(jì)算原理：1、根據(jù)地面連接測(cè)量的成果,計(jì)算兩垂球連線的方位角及長(zhǎng)度，算出兩垂球線的坐標(biāo)XA、YA、XB、YB，根據(jù)算出的坐標(biāo)，計(jì)算 AB的方位角及長(zhǎng)度:AB=tan-1(YA-YBXA-XB) =X2+Y22、根據(jù)假定坐標(biāo)系統(tǒng)計(jì)算井下連接導(dǎo)線 假設(shè)A為坐標(biāo)原點(diǎn)，A1邊為x' 軸方向，即XA= YA=0，A1=90°0000。 AB=tan-1(YBXB) '=(XB')2+(YB')23、測(cè)量的計(jì)算和檢驗(yàn) 用比較井上與井下算得的兩垂球線間距離c和c進(jìn)行檢查，由于兩垂球的向地心性，差值 =C-('+HCR)式中 H井筒深度； R地球

11、的曲率半徑。 應(yīng)不超過井上、下連接測(cè)量中誤差的兩倍 1R2mi2Rxi2+mli2cos2i式中 mi 井上、下連接導(dǎo)線的測(cè)角中誤差；Rxi 井上、下連接導(dǎo)線各點(diǎn)（不包括近井點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)）到AB連線的垂直距離； Rli井上、下連接導(dǎo)線各邊（不包括近井點(diǎn)到結(jié)點(diǎn)）的量邊誤差； j i 井上、下各導(dǎo)線邊與AB連線的夾角。4 、按地面坐標(biāo)系統(tǒng)計(jì)算井下導(dǎo)線各邊的方位角及各點(diǎn)的坐標(biāo) Ai=AB-AB'=若為負(fù)數(shù)則應(yīng)加360° 其他邊的方位角為：i=+i'式中i'該邊在假定坐標(biāo)系中的假定方位角5、測(cè)量和計(jì)算的第二個(gè)正確性的檢驗(yàn) 將井下連接導(dǎo)線按地面坐標(biāo)系統(tǒng)，由A算出B點(diǎn)的坐標(biāo)與

12、按地面連接算得的B點(diǎn)坐標(biāo)的相對(duì)的閉合差符合井下所采用的連接導(dǎo)線的精度時(shí)，則井下連接導(dǎo)線的測(cè)量和計(jì)算正確，閉合差按與邊長(zhǎng)成比例分配（只對(duì)井下導(dǎo)線的坐標(biāo)加以改正）。 6、兩井定向應(yīng)獨(dú)立進(jìn)行兩次，其互差不得超過1 按規(guī)定，兩井定向必須獨(dú)立進(jìn)行兩次，兩次求得的起始邊方位角互差不得超過1，取兩次獨(dú)立定向計(jì)算結(jié)果的平均值作為兩井定向井下連接導(dǎo)線的最終值。7、使用軟件計(jì)算：實(shí)際計(jì)算中使用科傻軟件輸入相應(yīng)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算方法與地面導(dǎo)線測(cè)量計(jì)算方法相同。3.1.3 洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量隧道洞內(nèi)控制測(cè)量的目的：在洞外控制測(cè)量基礎(chǔ)上，保證隧道相向開挖的工作面能按規(guī)定的精度正確貫通，并使隧道內(nèi)管片按設(shè)計(jì)位置和形狀修建，

13、不侵入規(guī)定限界，符合驗(yàn)收精度要求。計(jì)算方法與地面導(dǎo)線測(cè)量計(jì)算方法相同。3.2高程聯(lián)系測(cè)量高程聯(lián)系測(cè)量應(yīng)包括地面近井水準(zhǔn)測(cè)量、高程傳遞測(cè)量以及地下近井水準(zhǔn)測(cè)量。測(cè)定近井水準(zhǔn)點(diǎn)高程的地面近井水準(zhǔn)路線，應(yīng)附合在地面二等水準(zhǔn)點(diǎn)上。近井水準(zhǔn)測(cè)量示意圖如圖1-3近井水準(zhǔn)路線示意圖所示。圖1-3近井水準(zhǔn)路線示意圖近井水準(zhǔn)測(cè)量完成后，需將高程傳至井下，西西區(qū)間采用的方法是在豎井內(nèi)懸掛鋼尺的方法進(jìn)行高程傳遞測(cè)量時(shí)，應(yīng)在鋼尺上懸掛與鋼尺鑒定時(shí)相同質(zhì)量的重錘。在地面和豎井內(nèi)各安置一次水準(zhǔn)儀，如圖1-4所示，設(shè)地面安置儀器時(shí)對(duì)A點(diǎn)水準(zhǔn)尺上的讀書為a1，對(duì)鋼尺的讀書為b1；在豎井內(nèi)安置儀器時(shí)，對(duì)鋼尺的讀書為a2，對(duì)B點(diǎn)

14、水準(zhǔn)尺上的讀書為b2。傳遞高程時(shí)，每次應(yīng)獨(dú)立觀測(cè)三測(cè)回，測(cè)回間應(yīng)變動(dòng)儀器高，三測(cè)回測(cè)得地上、地下水準(zhǔn)點(diǎn)間的高差較差應(yīng)小于3mm。高差應(yīng)進(jìn)行溫度、尺長(zhǎng)改正，當(dāng)井深超過50m時(shí)應(yīng)進(jìn)行鋼尺自重張力改正。影響鋼制卷尺的測(cè)量精度的三個(gè)因素 ：溫度、尺帶的張力、尺帶吊在半空測(cè)量時(shí)，因尺帶的本身重力而引起的誤差。由此計(jì)算公式為：HB=HA+a1-b1+a2-b2+誤差補(bǔ)正溫度的誤差補(bǔ)正計(jì)算方法計(jì)算式：因溫度發(fā)生誤差=實(shí)測(cè)距離×尺帶膨脹系數(shù)×（使用溫度20）張力的誤差補(bǔ)正計(jì)算方法計(jì)算式：因張力產(chǎn)生的誤差=（實(shí)際測(cè)定張力標(biāo)準(zhǔn)張力）×實(shí)測(cè)距離÷（伸縮彈性力×尺帶截

15、面面積）因尺帶自重張力引起的誤差補(bǔ)正計(jì)算方法計(jì)算式：因尺帶重力面引起的誤差=（）（尺帶單位重量×實(shí)測(cè)距離）²×實(shí)測(cè)距離÷（24×實(shí)測(cè)時(shí)張力²）圖1-4 高程傳遞示意圖高程聯(lián)系測(cè)量求解舉例（右線貫通前）：四 管片測(cè)量與計(jì)算4.1管片測(cè)量 管片實(shí)測(cè)方法：用自制鋁合金桿水平放在管片內(nèi)徑上，然后在鋁合金桿側(cè)面正中位置貼上反射片，然后在水平尺的平面上放置水平尺（以保持鋁合金桿水平）橫向擱置在管片上，接著利用提前架設(shè)好的全站儀進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)，管片測(cè)量示意圖如圖1-5所示。水平方向就是利用全站儀測(cè)出反射片所在位置的坐標(biāo)（即隧道中心坐標(biāo)）。垂直方向所測(cè)

16、高程即是反射片所在位置高程，此高程加常數(shù)（鋁合金桿制作好后根據(jù)已知數(shù)據(jù)求得此常數(shù)）即得到實(shí)測(cè)隧道中心軸線高程。圖1-5管片測(cè)量示意圖4.2 隧道中心軸線的偏移計(jì)算 隧道中心軸線的偏移是通過比較同一樁號(hào)上的實(shí)測(cè)隧道中心與設(shè)計(jì)中心之間的水平和垂直方向上偏移距離。沿隧道前進(jìn)方向規(guī)定“左負(fù)有正”。4.2.1 偏移計(jì)算的具體方法1根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙?jiān)诘缆分擒浖暇幹葡鄳?yīng)程序（如圖1-6、圖1-7所示），將程序?qū)肟ㄎ鳉Wfx-9750G計(jì)算器。2在計(jì)算器內(nèi)輸入相應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)即可得到樁號(hào)和水平方向的偏距。3根據(jù)計(jì)算所得樁號(hào)利用高程計(jì)算原理即可得到設(shè)計(jì)高程。實(shí)測(cè)高程與設(shè)計(jì)高程比較得到高差。圖1-6平面數(shù)據(jù)圖1-7

17、縱斷面數(shù)據(jù)4.2.2 豎曲線段設(shè)計(jì)高程的計(jì)算 線路縱斷面是由許多不同坡度的坡段連接而成的。坡度變化點(diǎn)成為變坡點(diǎn)，為了緩和坡度在變坡點(diǎn)處的急劇變化，使列車能夠平穩(wěn)通過，變坡點(diǎn)的坡度代數(shù)差i不應(yīng)超過限值（國(guó)家、級(jí)鐵路規(guī)定i3，級(jí)鐵路i4），若超過限制，則坡段之間應(yīng)以曲線連接。這種在鐵路縱坡的變換處豎向設(shè)置的曲線成為豎曲線，連接相鄰兩坡度的豎曲線，可以用圓曲線，也可以用拋物線，西西區(qū)間所采用的都是圓曲線（如圖1-8所示）。圖1-8豎曲線示意圖（1） =i=i1-i2（2） T=Rtan2因很小，故tan=（i1-i2），所以=（i1-i2）i（3） 豎曲線上，由于轉(zhuǎn)折角很小，所以（4） 外矢距。由于很小，故可認(rèn)為曲線上各點(diǎn)的坐標(biāo)方向與半徑方向一致，也認(rèn)為它是切線上與曲線上的高程差，從而得+=+-有與相比較，其值甚微，可略去不計(jì)，故有所以=算得高程差，即可按坡度線上各點(diǎn)高程，計(jì)算各曲線點(diǎn)的高程，從圖上還可以看出，故從而可得豎曲線上點(diǎn)的高程為：坡±y例如：求西西區(qū)間右線樁號(hào)DK1+710點(diǎn)軌道面的設(shè)計(jì)高程。其各要素如圖1-9所示。圖1-9求解過程：（