青島地鐵1號線測量技術(shù)培訓(xùn)(潘國榮 同濟大學(xué))

青島地鐵1號線測量技術(shù)培訓(xùn)同濟大學(xué)潘國榮

CompanyLogo城市地鐵施工測量概述地鐵施工測量管理地鐵隧道貫通測量技術(shù)地下工程智能化測量系統(tǒng)CPIII控制網(wǎng)在地鐵隧道鋪軌中的應(yīng)用軌道交通BIM技術(shù)基于分布式光纖傳感技術(shù)的地鐵隧道變形監(jiān)測模型研究內(nèi)容提綱

城市地鐵概述

為了緩解城市地面交通的嚴重擁擠狀態(tài)，全國大型城市相繼興建地下鐵道。目前正在建設(shè)地鐵工程的城市有北京、天津、廣州、深圳、南京，武漢、重慶、蘇州、杭州、沈陽、成都、青島、西安、寧波等城市，而正在軌道交通（包括地鐵）建設(shè)工程項目的城市已近50多個。此外，盾構(gòu)法隧道施工在諸如地下供水隧道、合流污水管道、供電和通訊電纜隧道、煤氣管道等方面的應(yīng)用也日漸普及。1

地下鐵道工程測量的內(nèi)容

一、地面控制網(wǎng)測量1．沿地鐵線路施測首級平面控制網(wǎng)（GPS網(wǎng)），并用導(dǎo)線加密，精度相當于城市三、四等。平均邊長1.5km，每個車站附近至少有1個互相通視的控制點。2．沿線路施測首級高程控制網(wǎng)，并加密精密水準點。首級按城市二等水準施測，加密網(wǎng)的往返或附合線路閉合差定為8Lmm。二、地鐵施工測量地鐵施工測量按服務(wù)性質(zhì)可以分為施工控制測量、細部放樣測量、竣工測量、環(huán)境監(jiān)測和其它測量等。

1．施工控制測量

包括以下三部分：

1）地面控制測量。維護施工期間地面的平面、高程主控制網(wǎng)完整，維護其可靠、可用；為施工方便加密地面控制點（包括地面工程、車站等）。并維持其可靠、可用。

2）聯(lián)系測量。豎井傳遞點位、方向及高程。

3）地下控制測量?？刂频叵轮鲗?dǎo)線，地下主水準網(wǎng)，顧及各段工程間的銜接，確保各區(qū)間隧道貫通。

地鐵施工測量2．細部放樣測量為施工導(dǎo)向、盾構(gòu)機定位、糾偏和裝配式襯砌的拼裝等而進行的測量作業(yè)。

3．竣工測量是指根據(jù)貫通后地下導(dǎo)線平差成果調(diào)整中線后，按規(guī)定間距和斷面總數(shù)進行的斷面凈空測量和其它為積累竣工圖素材和編制竣工圖而進行的測繪工作。

4．變形監(jiān)測是指隧道開挖期間對受施工影響的地上、地下及周圍建筑物的變形進行測量作業(yè)。2023年2月6日

城市軌道交通建設(shè)工程中的施工測量是基礎(chǔ)性工作，施工測量質(zhì)量是工程質(zhì)量的基本保障，直接關(guān)系工程安全、經(jīng)濟社會發(fā)展和人民群眾的切身利益。為加強城市軌道交通工程測量成果質(zhì)量的控制，保障建設(shè)工程的質(zhì)量與安全，提高測量成果質(zhì)量水平，在建設(shè)工程中必須要加強測量項目管理。

項目管理：城市軌道交通工程建設(shè)項目涉及各個領(lǐng)域和多個專業(yè)，業(yè)主由于自身時間、精力和專業(yè)等方面的限制，其管理大都采用間接方式，通過各種委托協(xié)議和合同，把工程項目的各項任務(wù)和管理職責(zé)以及各項風(fēng)險分解到有關(guān)單位，項目業(yè)主進行總體協(xié)調(diào)和控制。我們把測量系統(tǒng)管理也歸類為其中的一個項目管理。

控制目標：城市軌道交通建設(shè)工程的測量工作是為設(shè)計、施工服務(wù)的，主要是保證結(jié)構(gòu)和線路位置滿足設(shè)計要求。為滿足上述要求，也就清晰了測量項目目標。

22023年2月6日

工作內(nèi)容：圍繞測量項目目標，工作內(nèi)容包括設(shè)計階段、施工階段的全部測量工作，這些工作包括控制測量、地形測量、定線測量、管線測量和調(diào)查、施工測量、變形監(jiān)測和竣工測量等類。

組織結(jié)構(gòu)：測量項目組織形式要適合測量工作的開展與管理，因此應(yīng)根據(jù)測量項目特點設(shè)計組織結(jié)構(gòu)，包括測量項目的管理形式、組織層次、以及各層次間相互關(guān)系等。

崗位與職責(zé)：工作崗位的確定要能滿足項目目標實現(xiàn)的要求，要以事定位。工作崗位確定后，要確定各個工作崗位的工作職責(zé)，工作職責(zé)也要滿足項目工作內(nèi)容的需要。

配置人員：要根據(jù)工作崗位和工作內(nèi)容配置相應(yīng)人員，要以事定崗，以崗定人。

工作流程與信息流程：組織形式確定后，大的工作流程就基本明確了，但具體的工作流程與相互之間的信息流程則需要在工作崗位與工作職責(zé)明確后確定下來，并落實到書面文件上。

制定考核標準：為了保證項目目標的實現(xiàn)、保證工作內(nèi)容的完成、提高工作績效，必須對各層次的以及各崗位進行考核。2023年2月6日施工測量管理組織框架

在城市軌道交通工程建設(shè)中，各地的工程建設(shè)管理單位都根據(jù)自身的實際情況，設(shè)立了符合自身要求的施工測量管理方式和管理體系，從目前情況看，全國城市軌道交通工程測量管理方式大概有業(yè)主集中統(tǒng)一管理、業(yè)主委托集中統(tǒng)一管理和業(yè)主委托分散管理等。2.1業(yè)主集中統(tǒng)一管理業(yè)主設(shè)置測量技術(shù)管理部門和崗位，并由測量主管主抓測量工作，在這種情況下一般采用集中統(tǒng)一管理模式。該管理模式分四個層次。第一層是業(yè)主測量管理部門，負責(zé)全線測量工作的管理與協(xié)調(diào)（下達任務(wù)、制定技術(shù)文件、指導(dǎo)專業(yè)測量隊工作等）。第二層是專業(yè)測量隊，在業(yè)主測量管理部門指導(dǎo)下負責(zé)主要測量技術(shù)控制（負責(zé)全線工程的施工控制測量和控制網(wǎng)的維護，對施工過程的施工控制測量、隧道結(jié)構(gòu)斷面、鋪軌控制基標等進行檢測工作）。第三層是駐地監(jiān)理的測量組，負責(zé)所監(jiān)理工程的全部施工測量作業(yè)監(jiān)管。第四層是承包商測量組，負責(zé)所承包工程的全部施工測量作業(yè)。2023年2月6日2.2委托集中統(tǒng)一管理

業(yè)主不設(shè)置測量技術(shù)管理部門，通過招標，采用委托專業(yè)測量單位進行集中統(tǒng)一管理模式。該管理模式把測量管理和主要技術(shù)控制由測量單位來承擔(dān)，弱化業(yè)主在具體事務(wù)中的職能。分專業(yè)測量隊、駐地監(jiān)理測量組、承包商測量組三個層次。2.3委托分散管理

委托分散管理模式是業(yè)主同樣不設(shè)置測量技術(shù)管理崗位，但采用分散管理方法，把專業(yè)測量工作分解到每一個工點，并作為單體工程的一部分工作內(nèi)容，其質(zhì)量、進度等由駐地監(jiān)理進行監(jiān)管，因此第一層為駐地監(jiān)理測量組，第二層為進行測量實施的專業(yè)測量隊與承包商測量組。三種管理方式，各有千秋，從線路的施工質(zhì)量控制來看宜采用業(yè)主集中統(tǒng)一管理模式，從具體工點的質(zhì)量、進度、投資控制來看可采用分散管理模式。目前，全國地鐵建設(shè)中多數(shù)采用業(yè)主集中統(tǒng)一管理形式。

施工測量管理組織框架

2023年2月6日

施工測量分業(yè)主委托的測量中心，駐地監(jiān)理、承包商三個層次進行管理。規(guī)劃管理職責(zé)、確定管理流程，使管理過程得到覆蓋。

業(yè)主管理部門——委托測量隊伍——駐地監(jiān)理——承包商管理要求，自上而下測量報驗，自下而上

承包商測量隊：對所承包的工程項目測量質(zhì)量負全責(zé)，完成所承包工程項目需要的一切施工控制測量和細部放樣的全部施工測量工作。接受駐地監(jiān)理的日常管理和業(yè)主測量隊的技術(shù)審核。駐地監(jiān)理工程師：按監(jiān)理細則履行日常管理職責(zé)，督促承包商執(zhí)行管理規(guī)定；對承包商的測量成果進行驗收，重要部位應(yīng)進行復(fù)測。業(yè)主委托的專業(yè)測量隊：負責(zé)統(tǒng)一全線測量作業(yè)標準，維護首級GPS點、精密導(dǎo)線網(wǎng)、II等水準點的完好和穩(wěn)定；代表業(yè)主進行交接樁；及時對承包商的控制測量進行檢測并對報驗的測量成果作出評定；對全線各分段工程的銜接進行檢測；控制全線地下主導(dǎo)線、主水準網(wǎng)的準確。

地鐵施工測量分級管理2023年2月6日

施工測量質(zhì)量管理目標是確保全線建筑物、構(gòu)筑物、設(shè)備、管線安裝按設(shè)計準確就位，在線路上滿足線路設(shè)計要求，實現(xiàn)運營目標。重要指標如下：【軌道交通工程測量主要過程】

在任何貫通面上，地下測量的貫通中誤差，橫向不超過±50mm，豎向不超過±25mm?！疽?guī)范強條】1.0.7暗挖隧道橫向貫通中誤差應(yīng)在±50mm之內(nèi)，高程貫通中誤差應(yīng)在±25mm之內(nèi)。這是本規(guī)范為數(shù)不多的強制性條文，是隧道貫通最標志性的數(shù)據(jù)，是滿足線路設(shè)計的最根本保障，是工程驗收的總體依據(jù)，地鐵施工測量中各項精度指標設(shè)計由此分解而來，因此須在實際工作中通過各種手段加以控制和實現(xiàn)的。

施工測量質(zhì)量管理目標

2023年2月6日地鐵施工測量主要內(nèi)容

軌道交通施工階段分為土建結(jié)構(gòu)施工階段、軌道和設(shè)備安裝階段、竣工階段。土建結(jié)構(gòu)施工階段應(yīng)進行加密施工控制測量、定線測量（建、構(gòu)筑物、線路施工定線等）、豎井聯(lián)系測量、施工放線測量、限界測量、監(jiān)控量測等；軌道和設(shè)備安裝階段應(yīng)進行鋪軌基標測量、設(shè)備安裝測量、線路標志測量；竣工階段應(yīng)進行全線線路軌道竣工測量、區(qū)間、車站和附屬建筑結(jié)構(gòu)竣工測量、線路沿線設(shè)備竣工測量、地下管線竣工測量以及測量成果的資料驗收等工作。2023年2月6日主要使用的測量規(guī)范《城市軌道交通工程測量規(guī)范》GB50308—2008；《城市測量規(guī)范》CJJ8—99；《新建鐵路工程測量技術(shù)規(guī)范》TB10101—99；《工程測量規(guī)范》GB50026—93；《建筑變形測量規(guī)程》JGJ／T8—97；《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)規(guī)程》CJJ73—97；《國家一、二等水準測量規(guī)范》GB12897—91?！臼褂靡?guī)范的原則：GB國家基本標準；CJ/CJJ-城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標準；JG/JGJ-建筑行業(yè)標準；TB/TBJ-鐵路運輸行業(yè)標準。原則：優(yōu)先使用地方標準、行業(yè)標準、國家標準，《城市軌道交通工程測量規(guī)范》兼具國標和行業(yè)標準。強調(diào)：盡可能選用最直接的規(guī)范；掌握詳細規(guī)定與指標參數(shù)】規(guī)范體系：前蘇聯(lián)體系；美國體系；歐州及日本的體系2023年2月6日堅持測量復(fù)核制

7.1測量工作必須堅持復(fù)核制，參與地鐵工程建設(shè)的各承包商、監(jiān)理單位、業(yè)主委托的專業(yè)測量隊等所開展的測量工作，都要遵循復(fù)核制這一基本規(guī)定。如：測量的圖紙資料的檢核；測量控制點的檢核；施工放樣抽檢、貫通前的全面復(fù)核工作。【復(fù)核制是測量方法自身的特點需要、也是地鐵工程復(fù)雜性的要求、更是分級管理和控制的需要】7.2嚴格執(zhí)行開工前的交接樁制度和復(fù)驗申報制度。業(yè)主應(yīng)向承包商和駐地監(jiān)理工程師提供首級GPS點、精密導(dǎo)線點、Ⅱ等水準點點位的資料。各方簽署交接樁文件紀要。承包商接樁后，必須進行復(fù)測和對樁點進行保護。

【首先是避免用錯點；點的位置、標識、精度情況有全面了解?！靠偘鼏挝坏臏y量完成后，將成果提交駐地監(jiān)理進行查驗復(fù)核，然后提交業(yè)主測量隊最終檢測，并進行評價。【復(fù)驗申報制度，體現(xiàn)管理的責(zé)任和操作的流程，也是確保不出重大偏差的保證。】2023年2月6日堅持測量復(fù)核制7.3利用已知點進行引測、加點和工程放樣前，必須堅持先檢測后利用的原則，即已知點檢測無誤或合格時，才可利用。7.4承包商必須有行之有效的多級復(fù)核制。所承包工程的控制測量均須進行至少兩級復(fù)核（由監(jiān)理工程師監(jiān)控）；駐地監(jiān)理對工程的控制測量、放樣及其它測量工作均須進行復(fù)核。7.5以下部分須經(jīng)業(yè)主委托測量隊檢測合格后才能進行下一步的施工：礦山法區(qū)間：地面加密控制點；地下導(dǎo)線及水準在隧道掘進（含聯(lián)絡(luò)通道）至50m處、100—150m處和距離貫通面150—200m處分別進行一次包括聯(lián)系測量在內(nèi)的檢測（若單向開挖長度超過1km時，掘進至500m處要增加2023年2月6日堅持測量復(fù)核制一次檢測）；隧道開挖接近貫通面時，應(yīng)對隧道內(nèi)的控制點進行一次全面檢測。【規(guī)范】聯(lián)系測量、地下平面控制測量和地下高程控制測量，在隧道貫通前應(yīng)至少獨立進行3次，并以各次測量的加權(quán)平均值指導(dǎo)隧道貫通。無論定向和高程傳遞，在隧道貫通前至少進行三次測量的原因如下：1、一次測量不能滿足貫通測量精度要求，多次測量可提高定向和傳遞高程的精度。2、由于受隧道結(jié)構(gòu)自身不穩(wěn)定和施工的影響，隧道中的導(dǎo)線點易于變動。3、增加隧道內(nèi)支導(dǎo)線測量路線檢核條件。盾構(gòu)法區(qū)間：地面加密控制點；基線及始發(fā)前的圓心定位及地下高程點；地下導(dǎo)線及水準；隧道開挖接近貫通面時，應(yīng)對隧道內(nèi)的控制點進行一次全面檢測。【施工測量時要及時檢核盾構(gòu)機的各項姿態(tài)測量數(shù)據(jù)，尤其是始發(fā)、曲線等關(guān)鍵部位?！?023年2月6日堅持測量復(fù)核制地下車站：地面加密控制點；地下導(dǎo)線及水準在施工完第一塊底板后、至整個車站長度的1／2處及車站底板結(jié)構(gòu)完工時應(yīng)進行檢測。明挖車站：地面加密控制點；施作圍護結(jié)構(gòu)時四角及變斷面處定位檢測，基坑開挖至底部應(yīng)進行坐標、高程傳遞測量檢測。明挖區(qū)間：地面加密控制點；開挖控制線；地下導(dǎo)線及水準在施工完第一塊底板后、至整個區(qū)間長度的1／4、1／2、3／4長度處及底板完工時應(yīng)進行檢測。地面線、地面車站：地面加密控制點；中線控制點或結(jié)構(gòu)軸線等應(yīng)進行檢測。高架橋梁：地面加密控制點；承臺（含橋臺）中心應(yīng)進行抽檢；梁位應(yīng)在第一跨架完后、整個區(qū)間長度的1／4、1／2、3／4長度處及最后一跨架完后應(yīng)進行檢測。2023年2月6日測量分工負責(zé)制8.1業(yè)主委托專業(yè)測量隊的主要任務(wù)業(yè)主專業(yè)測量隊應(yīng)由富有地鐵工程測量經(jīng)驗的高級工程師和工程師數(shù)人主持工作；應(yīng)當有富有觀測經(jīng)驗的測量技師、技工數(shù)人，并有精通儀器校驗的技師從事操作；以上人員應(yīng)相對穩(wěn)定，調(diào)換測量技術(shù)負責(zé)人須申請，經(jīng)業(yè)主書面認可后方可調(diào)換。許多單位進行了ISO9001質(zhì)量認證、三體系認證、計量認證。不管是那個認證，都非常強調(diào)人員、儀器的保證，這是技術(shù)質(zhì)量的根本保證。計量認證中對人員、設(shè)施和環(huán)境條件、檢測方法、檢測設(shè)備、校準與檢驗、抽樣、成果質(zhì)量管理、檢測報告等八大要素作為技術(shù)的要求進行強調(diào)。及時掌握全線地面、地下控制測量現(xiàn)狀和需求情況。定期復(fù)測首級控制網(wǎng)（GPS網(wǎng)、精密導(dǎo)線網(wǎng)、II等水準網(wǎng)）：若在施工期間承包商反映首級網(wǎng)發(fā)生變化，應(yīng)立即進行檢測并保證其在施工期間的完整性、正確性。2023年2月6日測量分工負責(zé)制8.1業(yè)主委托專業(yè)測量隊的主要任務(wù)及時對承包商的控制測量成果進行檢測，并做出評價。檢測全線鋪軌控制基標。檢測全線限界斷面?？偨Y(jié)推廣地鐵測量經(jīng)驗，分析解決測量工作中的偶發(fā)問題。根據(jù)業(yè)主指令完成與地鐵工程有關(guān)的測量任務(wù)。2023年2月6日測量分工負責(zé)制8.2駐地監(jiān)理的主要任務(wù)應(yīng)由有工程測量經(jīng)驗的高工或工程師出任測量監(jiān)理，測量監(jiān)理應(yīng)有兩三位助手，包括熟悉觀測的技術(shù)人員或技師，并報業(yè)主備案。組織承包商在開工前做出完整的施工測量方案，審定批準施工測量組織設(shè)計，報業(yè)主審定及備案。對承包商按設(shè)計實施測量作業(yè)進行日常監(jiān)督，控制其投入的技術(shù)力量及所用的測量儀器滿足要求。建立測量報表、測量日志及測量報告制度，并監(jiān)督承包商執(zhí)行。督促承包商按時進行控制測量作業(yè)，并積極協(xié)助業(yè)主測量隊進行檢測。對相鄰工點承包商的測量銜接問題進行協(xié)調(diào)。工程完工時督促承包商進行線路斷面測量及車站結(jié)構(gòu)凈空測量；組織承包商向業(yè)主移交施工控制點。2023年2月6日測量分工負責(zé)制8.3承包商測量隊伍主要任務(wù)及要求承包商的測量隊應(yīng)根據(jù)工期的長短、項目的復(fù)雜程度等，由專業(yè)測量工程師、相應(yīng)技術(shù)人員、測量技師等組成。配備所需的測量儀器設(shè)備。建立行之有效的多級復(fù)核制，一般為三級，最少為二級?！緩娬{(diào)人員保證儀器保證記錄】按駐地監(jiān)理的要求編制本工程的測量設(shè)計文件，并經(jīng)駐地監(jiān)理審查后報業(yè)主批準執(zhí)行。獨立復(fù)核由業(yè)主交給的首級控制點（GPS、精密導(dǎo)線點和II等水準點）。獨立完成聯(lián)系測量、高程傳遞，并滿足測量方案設(shè)計的聯(lián)系測量數(shù)次要求施工測量放樣時，應(yīng)注意與相鄰工程的銜接，后施工的工點必須與其相鄰先行施工的工程進行聯(lián)測。

2023年2月6日測量分工負責(zé)制在隧道貫通后調(diào)整隧道中線，進行隧道凈空斷面測量。開展沉降變形的監(jiān)測工作。完成軌道鋪設(shè)時的鋪軌測量工作。工程完工后，按要求移交足夠數(shù)量的控制點給后續(xù)工序使用。按駐地監(jiān)理工程師規(guī)定報告測量成果。接受和配合駐地監(jiān)理工程師的檢驗、核準。接受和配合業(yè)主委托測量隊對地上、地下施工控制測量項目的階段性復(fù)核和檢查。2023年2月6日地鐵隧道貫通測量技術(shù)3

誤差分配根據(jù)經(jīng)驗：取用各環(huán)節(jié)誤差為：m1=m;m2=2m;m3=m;m4=3m;m5=2m,則區(qū)間隧道橫向貫通的誤差為

要求：地鐵隧道橫向貫通誤差為

50mm,則m=50/4.4=11.4mm，從而可以求得每道工序的中誤差。并以它作為采用各項測量方法的依據(jù)地面控制測量誤差為：m111.4mm,；豎井聯(lián)系測量誤差為m222.8mm,；洞口中心坐標測量誤差為m311.4mm,；地下導(dǎo)線測量誤差為m434.2mm,

盾構(gòu)姿態(tài)定位測量誤差為m522.8mm；

各項誤差控制及措施

地面控制測量

m1m=11.4mm,在車站施工期間，地面導(dǎo)線必須定期復(fù)測。根據(jù)我們復(fù)測結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有的導(dǎo)線點位移量達10～30mm,這就給各次聯(lián)系測量結(jié)果的互相比較產(chǎn)生困難。為此，我們在復(fù)測時，都與較遠的導(dǎo)線點進行聯(lián)測，只有確認地面導(dǎo)線點沒有移位的情況下，才可取各次聯(lián)系測量的平均值，作為地下導(dǎo)線的起算數(shù)據(jù)。否則必須分別處理各次結(jié)果。2023/2/6豎井聯(lián)系測量

把地面坐標、方位和高程傳遞到地下的測量工作為豎井聯(lián)系測量。設(shè)地鐵隧道長為1公里，則聯(lián)系測量傳遞方位的允許誤差為：m=m2/s·=4.7”。聯(lián)系測量有下面三種方法：(1)聯(lián)系測量鋼絲法：通過豎井懸掛兩根鋼絲，由井上導(dǎo)線點測定與鋼絲的距離和角度，從而算得鋼絲的坐標以及它們之間的方位角，然后在井下，認為鋼絲的坐標和方位角已知，通過測量和計算便可得出地下導(dǎo)線點的坐標和方位角，這樣就把地上與地下導(dǎo)線聯(lián)系起來了。

2023/2/6

這個方法的精度，取決于測站點和鋼絲懸掛點位置的選擇，具體要點為：a)、’盡可能小，應(yīng)小于1，成直伸三角形；b)b/a應(yīng)盡可能?。籧)鋼絲間的距離a應(yīng)盡可能長；d)為提高精度和檢核，往往取用三根鋼絲組成雙聯(lián)系三角形。

2023/2/6(2)、投點儀方法利用車站兩端豎井，將井上點位投影到井下，作為地下導(dǎo)線的起始點。本法的工作條件是：井上井下通視條件良好，并且井下可直接通向隧道方向。投點儀法是利用車站兩端的出土豎井（圖），在兩個井上端各搭架一個觀測臺（A，B），

A車站B

由地面導(dǎo)線測得觀測臺的坐標和方位，然后用垂直投影儀，將觀測臺坐標直接投到井下，作為井上兩點在井下的投影點,其坐標和方位就是地下導(dǎo)線的起算數(shù)據(jù)。

(3)、全站儀直接傳遞法

(3)、全站儀直接傳遞法

在井中適合位置砌造固定觀測墩，如不能一次傳入隧道內(nèi)，則再經(jīng)站廳砌造固定觀測墩傳至隧道內(nèi)。這個方法必須解決下面兩個問題：就是儀器縱軸傾斜誤差影響和短邊上的對中誤差影響。當高度角=35時,如果照準氣泡偏0.2格(4)，則對水平角影響＝3。必須指出，這項誤差是屬于系統(tǒng)誤差，不能通過盤左盤右或多個測回數(shù)來消除。這種傳遞方法，由于高差大，對儀器結(jié)構(gòu)完善要求高。目前，全站儀均有縱軸傾斜自動改正裝置，經(jīng)過實踐，全站儀的這種補償功能的作用是有效的。在短邊上對中誤差一般要求不大于0.1mm。這個誤差大多是由于覘牌變形所致，因此，對覘牌必須事先進行檢驗。

地下導(dǎo)線測量地下導(dǎo)線點隨著盾構(gòu)掘進而建立。導(dǎo)線點通常建在管片頂部的儀器臺上，儀器采用強制歸心，測量人員可在吊籃上觀測并與儀器臺完全分離，從而確保儀器的穩(wěn)定性。直線部分一般每100m～200m設(shè)一個吊籃和儀器臺，曲線部分視曲線半徑大小，以控制盾構(gòu)軸線測量的需要而定，一般距離在60m～100m之間。地下導(dǎo)線對貫通測量誤差的影響主要由角度測量誤差引起，則其橫向誤差為：

m4=m/

·L·

(n+1.5)/3設(shè)m=1.5,L=1km,n=15

則m4=17mm。隧道控制測量平面控制——導(dǎo)線，高程控制——水準。目的是為隧道施工測量提供依據(jù)。隧道導(dǎo)線測量洞內(nèi)導(dǎo)線是支導(dǎo)線，不可能一次測完，每掘進一段距離后才可以增設(shè)一個新點。布設(shè)一個新點就需要進行測量，每掘進60m~100m就應(yīng)增設(shè)一個新點。為防止錯誤和提高支導(dǎo)線的精度，每埋設(shè)一個新點，應(yīng)從支導(dǎo)線的起點開始全面重復(fù)測量。復(fù)測還可發(fā)現(xiàn)已建成的隧道是否存在變形，點位是否被碰動過。2023/2/6長距離隧道貫通測量1、交叉導(dǎo)線、跳點導(dǎo)線，提高地下導(dǎo)線的精度

;2、中間或終點增加定向點

;3、陀螺儀加測定向方位角

;2023/2/6

上海長江隧道工程，該為隧道連接浦東和長興島特大型公路，隧道外徑為15m，長達7.5km。是當時世界最大盾構(gòu)法隧道，也是一次掘進距離最長的隧道。上海長江隧道2023/2/62023/2/62023/2/6為了保證隧道的準確貫通。從隧道的頂部頂升

800的管子到地面上，然后通過吊鋼絲的方法將地面控制點的坐標傳遞到隧道內(nèi)部。2023/2/6（a）油桶與錘球（b）0.3mm鋼絲

（c）掛鋼絲的支架（d）18kg重錘

2023/2/6陀螺儀加測方位角盾構(gòu)定位姿態(tài)的測量

盾構(gòu)定位姿態(tài)測量主要就是依據(jù)地下導(dǎo)線點來精確確定盾構(gòu)掘進的方位和位置。以使盾構(gòu)機在推進過程中偏差不超過22.8mm。

我們要在隧道每推進一環(huán)（1.2米）測定盾構(gòu)中心的位置以糾正盾構(gòu)定位的姿態(tài)。1)在曲線上顧及超高、超距影響的中心坐標計算方法:

值得指出的是：隧道中心的設(shè)計坐標在彎道上的計算不同于地面上曲線的計算方法。在細部曲線放樣中，由于存在超高h和超距e，這時就存在設(shè)計曲線與施工曲線不一致的情況.因為設(shè)計曲線指的是隧道內(nèi)鋪設(shè)軌道中心的曲線,而施工是要確定隧道中心的曲線,即盾構(gòu)推進的曲線在緩和曲線上超距逐漸減小，在直線上超距為零。計算表明，當超高h=0.120m時,則超距e=0.149m。

在盾構(gòu)推進過程中針對考慮超距影響的曲線設(shè)計坐標計算，我們推出了相應(yīng)的計算公式。

（2）、園曲線上任意一點坐標的計算園心坐標（X0，Y0）計算：

C=A++（-）/2X0=Xqz+RcosCY0=Yqz+RsinC式中：（Xqz，Yqz

）為曲中點坐標；R＝R－e

園心至HY點的方位角B為：

B=C-（

-20）/2+=A+0+3/2若任意點距起點（HY）的弧長為L，則園上任一點的坐標為：

X=X0+Rcos（B+L/R）

Y=Y0+Rsin（B+L/R）2)、確定盾構(gòu)定位姿態(tài)的測量方法

盾構(gòu)機在推進過程中，測量人員就是要讓盾構(gòu)機沿著設(shè)計里程、軸線、高程掘進，并正確進入接收井的預(yù)留門洞。盾構(gòu)機在推進過程中，應(yīng)考慮因旋轉(zhuǎn)對水平偏差的影響，使盾構(gòu)中心軸線與理論軸線相互一致。盾構(gòu)機每向前行進的距離全靠千斤頂伸出的行程量控制。對于直線段和曲線路徑都要導(dǎo)出公式，改正盾構(gòu)機切口和尾部對理論軸線行徑的改正數(shù)，因此對盾構(gòu)機的控制就必須根據(jù)推算公式，控制好盾構(gòu)機切口和盾尾的平面及高程偏差，使推進后每一環(huán)管片的偏差控制在精度范圍之內(nèi)。確定盾構(gòu)定位姿態(tài)的測量方法盾構(gòu)姿態(tài)定位主要就是依據(jù)地下導(dǎo)線點來精確確定盾構(gòu)掘進的方向和位置。對盾構(gòu)機姿態(tài)定位采取以下方法和措施：1

在盾構(gòu)機頂部中心軸線上，固定一水平前尺和水平后尺，并量取距離（圖），以控制盾構(gòu)橫向偏差。盾構(gòu)推進方向中心軸左方水平尺刻劃為紅色，右方刻劃黑色注記。儀器撥角指向水平紅色，讀數(shù)為“”，黑色讀數(shù)為“”。2.4721.5402.538切口盾尾前后確定盾構(gòu)定位姿態(tài)的測量方法2.

在水平后尺中心固定一根水準尺，尺底指向盾構(gòu)中心3.130m處引測中心高程。3.根據(jù)幾何原理，導(dǎo)出下列計算公式：

1)

平面部分盾構(gòu)機自身轉(zhuǎn)角改正：其中：為轉(zhuǎn)角，右轉(zhuǎn)為負號，左轉(zhuǎn)為正號。設(shè)計軸線與推進軸線不平行偏差計算(見圖)：設(shè)計軸線

隧道

盾尾切口前尺后尺bbaaYX切口偏差：

x=-2.605(a+b)–a+e尾部偏差：

y=+2.648(a+b)–b+e確定盾構(gòu)定位姿態(tài)的測量方法1)

高程部分令坡度為i,則：切口＝i4.012＋h盾尾＝-i2.538+h

上式：仰為“”，俯為“－”；

h=r–rcos

為盾構(gòu)轉(zhuǎn)角引起豎直標尺位置改變的改正數(shù)。根據(jù)該推算公式，控制好盾構(gòu)機切口和盾尾的平面及高程偏差，推進后每一環(huán)管片的偏差必將控制在精度范圍之內(nèi)。

2023/2/6

高程施工控制測量2023/2/6

高程測量首先用精密水準測量方法，對地面控制水準點進行聯(lián)測。檢測是用精密水準儀N3，按II等水準測量方法進行往返觀測。其結(jié)果為：東方路站至東昌路站地面水準往返較差為＋2.0mm；東昌路站至陸家嘴路站地面水準往返較差為＋1.3mm。然后，各自將高程往返引測至井口附近臨時水準點，再用經(jīng)檢定過的鋼尺，10kg重錘懸掛在豎井中，進行高程聯(lián)系測量，在井下建立臨時水準點。井下水準測量，我們?nèi)杂肗3水準儀，按三等水準測量方法進行往返觀測,所以豎井水準測量精度容易達到。值得注意的是：地面水準點和井下水準點都會產(chǎn)生沉降位移，必須定期復(fù)測。通過復(fù)測我們發(fā)現(xiàn)：陸家嘴路站的II－12地面水準點下沉了2.1cm，張楊路上的II－8地面水準點下沉了3.9cm。2023/2/6高程傳遞洞內(nèi)水準測量每掘進50m~100m就應(yīng)增設(shè)一個新水準點。洞內(nèi)水準點可以埋設(shè)在洞頂、洞底或洞壁上，但必須穩(wěn)固和便于觀測。可用洞內(nèi)導(dǎo)線點標志作為洞內(nèi)水準點標志，也可每隔200m~500m設(shè)置一個較好的專用水準點。每新埋設(shè)一個水準點后，都應(yīng)從洞外水準點開始至新點重復(fù)往返觀測。重復(fù)水準測量還可以監(jiān)測已建成隧道的沉降情況，這對在軟土中修建的隧道特別重要。2023/2/6接收井門洞中心的測量方法簡易測量法隧道中心坐標的測量方法,其難度并不很高,但較復(fù)雜。

隧道瓦形環(huán)襯砌洞壁，環(huán)中心在洞壁上沒有明顯標志，所以測量方法通常是測定一個圓周上若干點的坐標，然后按最小二乘擬合的方法計算環(huán)的橢圓度和環(huán)中心坐標上海地鐵二號線中，我們也試用一種簡便的方法。具體就是用長5m的特制標桿，借助以水準器使標桿置于水平位置，這時標桿中央的標志就是環(huán)片的中央，如圖。隧道中心高程的測量方法,采用水準正、倒尺法取平均獲得CompanyLogo

項目針對橋隧的箱涵頂進置換管幕頂推工程、地鐵隧道挖掘工程、超長非開挖頂管工程的施工導(dǎo)向控制的實際問題，對參考基準的建立，多傳感器集成與數(shù)據(jù)聯(lián)合處理、數(shù)據(jù)實時傳輸、結(jié)果可視化以及質(zhì)量保證體系等進行系統(tǒng)研究，建立了完整的導(dǎo)向控制理論、方法和技術(shù)；開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的箱涵頂進置換管幕頂推過程的自動導(dǎo)向、地鐵隧道盾構(gòu)機自動導(dǎo)向、超長非開挖頂管自動導(dǎo)向等軟硬件系統(tǒng)。4地下工程智能化測量系統(tǒng)

創(chuàng)建了利用測量機器人聯(lián)合高精度陀螺儀、雙軸電子傾斜儀和行程PLC的傳感數(shù)據(jù)來提高導(dǎo)向控制精度的技術(shù)；提出并采用多傳感器融合采集技術(shù)和方法，將穩(wěn)健估計理論推廣到橋隧工程幾何形狀擬合中，顯著消除了觀測異常的影響。以上創(chuàng)新成果有效提高了導(dǎo)向控制的精度和可靠性，并實現(xiàn)了完全自動化。本課題獲得授權(quán)發(fā)明專利3項、申請發(fā)明專利3項，在國內(nèi)外核心刊物發(fā)表相關(guān)論文30篇。項目已由上海市科委組織驗收，由中國工程院院士葉可明為主任的七位專家給予公正的評價：研究成果達到國際先進水平。目前項目成果已成功應(yīng)用于上海金山立體交通箱涵工程、汕頭2080米超長過海底非開挖頂管工程、丹陽超長取水頂管工程、杭州地鐵工程、蘇州地鐵工程、上海地鐵工程、上海青草沙取水工程、福州電力曲線頂管等重大工程中，實現(xiàn)了多模式的施工自動導(dǎo)向控制等多方面的集成應(yīng)用，取得了顯著的社會和經(jīng)濟效益。CompanyLogoCompanyLogo箱涵頂進置換管幕頂推

過程監(jiān)控技術(shù)研究CompanyLogoCompanyLogo研究背景

實時自動導(dǎo)向是現(xiàn)代施工測量中的關(guān)鍵，如今我國新推出的地下立體交通工程箱涵頂進置換管幕施工工法，采用人工測量難以滿足實時監(jiān)控的要求，對此新開發(fā)了一套以自動全站儀為主的智能導(dǎo)向系統(tǒng)，實現(xiàn)了測量自動化，并且大大提高了工作效率。本項目研究了該智能導(dǎo)向系統(tǒng)的原理及關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合該系統(tǒng)在上海金山既有鐵路下頂進公路箱涵工程的順利完成和成功應(yīng)用，表明了該系統(tǒng)在實際施工中的優(yōu)越性與實用性，具有可靠性強、系統(tǒng)運行穩(wěn)定、測量精度高的特點，可以在惡劣的施工環(huán)境中正常運行。設(shè)計背景人工測量1）人力投入大2）測量工作量大3）數(shù)據(jù)處理繁瑣4）無法實時獲取箱涵姿態(tài)及其與設(shè)計線路偏差自動測量1）人力投入少2）測量操作簡便3）數(shù)據(jù)處理自動、高效4）實時顯示箱涵姿態(tài)及其與設(shè)計線路偏差2023/2/6引言

根據(jù)箱涵姿態(tài)實時監(jiān)控的需要，確定三大任務(wù)：PATR1：計算機控制全站儀自動測量PART2：實時解算箱涵姿態(tài)參數(shù)：

姿態(tài)角參數(shù)：俯仰角、橫擺角、扭轉(zhuǎn)角；

位置參數(shù)：X1，Y1，Z1，X2，Y2，Z2軸線與設(shè)計線路偏差：箱涵首尾中心點水平、豎直偏差PART3：實時顯示上述參數(shù)并錄入數(shù)據(jù)庫2023/2/6PART1：自動測量程序開發(fā)環(huán)境：VisualC++&GeoCOM動態(tài)鏈接庫客戶端：PC機服務(wù)器（測量儀器）：徠卡TCRP1201全站儀自動測量程序內(nèi)容包括：1.全站儀通訊參數(shù)設(shè)置2.全站儀設(shè)站定位及后視定向3.棱鏡控制點學(xué)習(xí)測量4.控制點自動測量2023/2/61.全站儀通訊參數(shù)設(shè)置端口號：COM1/COM2/COM3波特率：9600/4800/2400數(shù)據(jù)格式：ASCII/Binary2023/2/62.全站儀測站定位及后視定向

測站定位：測站坐標、儀器高

后視定向：后視點坐標、棱鏡高

后視定向需要對全站儀同時進行手動操作而不是采用ATR

后視檢核：全站儀完成三十次自動測量后進行后視檢核，檢驗后視棱鏡坐標偏移量是否小于限差。2023/2/63.棱鏡控制點學(xué)習(xí)測量測量盾構(gòu)機上各個特征點完成學(xué)習(xí)，后面的工作只需點擊“全站儀”下的“測量”，儀器便會自動測量特征點并實時在程序界面上顯示各種偏差信息。

SinglestandardSinglefastContstandardContfastDefaultasroundPrism點擊自動測量，程序按照設(shè)定的時間開始自動測量。默認為三分鐘一次。

2023/2/64.控制點自動測量2023/2/6PART2實時解算箱涵姿態(tài)參數(shù)箱涵姿態(tài)參數(shù)介紹：1)姿態(tài)角：a.俯仰角（坡度），指箱涵軸線與水平面之間的夾角

b.橫擺角，指箱涵軸線與線路方向在水平面之間的夾角

c.扭轉(zhuǎn)角，箱涵繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的角度2)軸線偏差：箱涵軸線上首（尾）中心點與設(shè)計線路比較的水平、

豎直偏差姿態(tài)參數(shù)解算步驟空間坐標轉(zhuǎn)換調(diào)用設(shè)計線路數(shù)據(jù)2023/2/6剛體定位從空間幾何原理上來說，通過剛體上三個不共線的點可以唯一的確定其空間位置與姿態(tài)。據(jù)此在箱涵上安置三個棱鏡作為控制點進行實時坐標測量。空間坐標轉(zhuǎn)換箱涵坐標系（TBM坐標系）：則是用來記錄箱涵的首尾中心點和測量標志點的標定坐標。工程測量坐標系：是用來計算所有導(dǎo)線點、線路放樣點和箱涵軸線等的實測坐標。隨著箱涵的推進,假定箱涵上各點的標定坐標不變，那么箱涵坐標系在測量坐標系中的位置是在逐漸移動和旋轉(zhuǎn)的。

箱涵標定坐標可采用初始測量坐標表示。箱涵推進過程中點

的空間位置的變化可以等效為

點空間位置不變的情況下坐標

轉(zhuǎn)換引起的點三維坐標值的變

化據(jù)此求解轉(zhuǎn)換參數(shù)，進而計

算待定點的坐標。2023/2/6空間坐標轉(zhuǎn)換

箱涵坐標系測量坐標系

箱涵標定坐標實測三個控制點測量坐標（三個控制點，箱涵首、尾中心點坐標）

測量坐標系

首（尾）中心點坐標

2023/2/6+坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)計算與精度評定1）7參數(shù)空間直角坐標轉(zhuǎn)換

其中

（因為兩個坐標系的長度參數(shù)

一致，尺度變換參數(shù)λ=1，

只需要求解6個參數(shù)）2）

坐標重心化

坐標重心化及迭代計算采用重心化坐標誤差方程

其中迭代：1）逐點法化計算參數(shù)修正量2）計算改正后參數(shù)值

低于限差時停止迭代。2023/2/6

精度評定1）單位權(quán)中誤差2）各參數(shù)精度精度控制主要通過設(shè)定迭代過程中參數(shù)改正數(shù)限差實現(xiàn)：d△X，d△Y,d△Z<0.001mdΨ,dΩ,dΚ<10-62023/2/6

坐標轉(zhuǎn)換實例以下是箱涵坐標系（TBM）坐標：以下是控制點測量坐標：以下是計算出的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)及其精度：單位權(quán)中誤差σ0=0.96351

△X=0.0000中誤差=0.55628△Y=0.0000中誤差=0.55628△Z=0.0000中誤差=0.55628Ψ=-0.000586中誤差=1.14656Ω=-0.000362中誤差=0.30857Κ=-0.000156中誤差=0.29344

2023/2/6坐標轉(zhuǎn)換實例以下是經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換計算的箱涵首（尾）中心點坐標：2023/2/6首（尾）中心點的水平豎直、偏差1）直線線路偏差計算設(shè)箱涵首（尾）中心點P的坐標為(X0,Y0,Z0)，對應(yīng)設(shè)計線路路段上兩點P1、P2的坐標為(X1,Y1,Z1)，(X2,Y2,Z2)。計算偏差向量計算水平、豎直偏差2023/2/6首（尾）中心點的水平、豎直偏差2）圓曲線線路偏差計算設(shè)箱涵首（尾）中心點P的坐標為(X0,Y0,Z0)，對應(yīng)設(shè)計線路路段上三點P1、P2、P３的坐標為(X1,Y1,Z1)，(X2,Y2,Z2)，(X３,Y３,Z３)。計算水平投影面圓心坐標(XO,YO)

（在二維坐標系下三點確定圓心位置算法）計算水平偏差：計算豎直偏差：計算線路終點和點Ｐ分別對應(yīng)于起始點的路線轉(zhuǎn)角ψ，ψ’計算點Ｐ設(shè)計線路高程：計算豎直偏差：

2023/2/6

箱涵姿態(tài)角參數(shù)計算設(shè)在箱涵推進過程中第i次自動觀測對應(yīng)時刻Ti箱涵首尾中心點坐標分別為(XHi,YHi,ZHi)和(XBi,YBi,ZBi)俯仰角：俯仰角偏差：橫擺角：

扭轉(zhuǎn)角：引入一個棱鏡控制點C的實測坐標。扭轉(zhuǎn)角參數(shù)γi可以用該控制點與箱涵尾部中心點構(gòu)成的三維向量與箱涵首尾中心點所在鉛垂面的夾角θi表示。2023/2/6

箱涵姿態(tài)角參數(shù)計算扭轉(zhuǎn)角：鉛垂面的法向量可表示為：設(shè)控制點C在Ti時刻的實測坐標設(shè)為(XCi,YCi,ZCi),向量可表示為扭轉(zhuǎn)角參數(shù)γi則通過下式計算：2023/2/6箱涵姿態(tài)參數(shù)計算實例以下是設(shè)計線路坐標：以下是經(jīng)過坐標轉(zhuǎn)換計算的首（尾）中心點坐標：以下是計算得到的坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)：2023/2/6PART3:系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫介紹&姿態(tài)實時顯示2023/2/6包含箱涵首、尾水平豎直偏差及姿態(tài)角包含實測控制點坐標數(shù)據(jù)包含測站、后視點坐標數(shù)據(jù)包含箱涵標定坐標包含設(shè)計線路坐標數(shù)據(jù)（三點型，分直線、圓曲線兩種）包含箱涵首（尾）中心點坐標數(shù)據(jù)CompanyLogo研究的展開思路和框架

系統(tǒng)軟件的功能主要是控制全站儀、計算測量結(jié)果和數(shù)據(jù)顯示。智能測量導(dǎo)向系統(tǒng)的軟件，包括必要控制器的驅(qū)動程序和測量控制、計算程序軟件。系統(tǒng)具有自動啟動全站儀功能；自動有規(guī)律地尋找覘牌棱鏡、自動地觀測目標及紀錄數(shù)據(jù)的功能；自動地傳輸觀測數(shù)據(jù)功能；PC機能自動地檢查、處理、計算及評定計算成果質(zhì)量，并以圖形或表格形式顯示或打印結(jié)果。CompanyLogo軟件結(jié)構(gòu)CompanyLogo工程應(yīng)用

上海金山新建立交工程施工采用箱涵雙重置換管幕工法，該法具有將箱涵法和管幕法結(jié)合的優(yōu)點，即利用頂管法在工程箱涵所在位置施工工具管，全斷面置換出土體，然后采用箱涵置換出工具管，最終通過雙重置換過程，完成地下通道工程。該工法的主要流程為：基坑開挖→閥板制作→箱涵框架制作→管節(jié)頂進→箱涵框架頂進→U型槽施工→附屬設(shè)施施工。其中管節(jié)頂進和箱涵框架頂進過程采用了本文開發(fā)的配套系統(tǒng)進行實時導(dǎo)向監(jiān)控。管節(jié)頂進施工現(xiàn)場CompanyLogo管節(jié)頂進過程箱涵頂進過程CompanyLogo箱涵頂進過程箱涵頂進過程箱涵框架頂進系統(tǒng)的界面應(yīng)用效果采用智能測量導(dǎo)向系統(tǒng)對管節(jié)和箱涵進行了實時糾偏，達到了很好的結(jié)果，在超大箱涵不利控制的條件下可以使橫向誤差及縱向誤差控制在10mm之內(nèi)，從而保證了箱涵順利貫通到位。智能測量導(dǎo)向系統(tǒng)在上海金山工程中的成功應(yīng)用說明，對于高難度、超大箱涵工程，該系統(tǒng)有著很好的應(yīng)用前景。CompanyLogo獲國家發(fā)明專利：“箱涵頂進置換管幕頂推過程自動測量方法及裝置”，發(fā)明專利號：ZL201110056557.3

發(fā)明人：潘國榮，宋蕰璞，李懷鋒，張鵬地鐵隧道智能引導(dǎo)系統(tǒng)

的研究與實現(xiàn)提綱1.引導(dǎo)模型4.工程應(yīng)用3.軟件開發(fā)2.數(shù)學(xué)模型盾構(gòu)姿態(tài)描述1.切口中心、盾尾中心水平偏差與方位角偏差盾構(gòu)姿態(tài)描述2.切口中心、盾尾中心豎直偏差與坡度盾構(gòu)姿態(tài)描述3.扭轉(zhuǎn)角智能引導(dǎo)模型三棱鏡引導(dǎo)模型示意圖三棱鏡與傾斜儀引導(dǎo)模型根據(jù)設(shè)定的頻率，該傾斜儀的數(shù)據(jù)格式如下：0.05234,0.036360.04468,0.046750.06787,-0.035680.02847,-0.02985三棱鏡與傾斜儀引導(dǎo)模型T1COT’1ZCOZ

若此時盾構(gòu)機俯仰角,S1為切口中心O盾尾中心C之間的恒定距離,不隨坐標轉(zhuǎn)換而變化,推出誤差函數(shù)式：三棱鏡與傾斜儀引導(dǎo)模型以三棱鏡模型為基礎(chǔ)，該模型運行流程：鉸接盾構(gòu)引導(dǎo)模型鉸接盾構(gòu)示意圖該引導(dǎo)模型硬件構(gòu)造圖鉸接盾構(gòu)引導(dǎo)模型以三棱鏡模型為基礎(chǔ)，該模型運行流程：軟件開發(fā)及構(gòu)成CompanyLogo盾構(gòu)智能引導(dǎo)測量系統(tǒng)顯示模塊數(shù)據(jù)模塊測

量模塊地面遠程監(jiān)控系統(tǒng)工程應(yīng)用本套系統(tǒng)在上海地鐵12號線金京路站-申江路區(qū)間及申江路-金海路區(qū)間,杭州地鐵1號線國鐵聯(lián)絡(luò)線,喬司北-臨平高鐵站區(qū)間、上海金山既有鐵路改造工程中得到了成功的應(yīng)用。CompanyLogoCompanyLogo獲國家發(fā)明專利：“基于全站儀和傾斜儀的聯(lián)合嚴密解算定姿信息處理方法”，發(fā)明專利號：ZL201110298161.X

發(fā)明人：潘國榮，李懷鋒，王穗輝CompanyLogoCompanyLogoCompanyLogo獲國家發(fā)明專利：“一種鉸接盾構(gòu)自動導(dǎo)向測量方法及裝置”發(fā)明專利號：ZL201110142318.X

發(fā)明人：潘國榮，王穗輝，李懷鋒超長距離曲線頂管的貫通及自動引導(dǎo)系統(tǒng)的研究提綱2314數(shù)學(xué)模型與理論分析課題背景及研究內(nèi)容頂管自動導(dǎo)向系統(tǒng)三曲線頂管的貫通測量5結(jié)論與展望頂管施工簡介課題背景福州建新-先農(nóng)220kv輸電線工程是福州市電力工程改造的一個重要項目，其中#10-#11工程施工段為該工程最重要的一個施工段，該施工段采用頂管施工，設(shè)計路線為三曲線，在施工難度和測量難度上來說在國內(nèi)都屬罕見。本課題以該工程為背景進行了研究，遇到的難題有：如何解決大口徑三曲線頂管的導(dǎo)向測量；如何開發(fā)利用頂管自動導(dǎo)向系統(tǒng)進行自動導(dǎo)向；如何保證頂管的貫通測量。研究內(nèi)容數(shù)學(xué)模型數(shù)學(xué)模型A棱鏡與B棱鏡為安裝在機頭處的兩個棱鏡，DOC、DAB已知，由于機頭旋轉(zhuǎn)，A、B棱鏡發(fā)生偏移到如右圖所示位置，A’、B’、C’為A、B、C三點在平面上的投影其中數(shù)學(xué)模型頂管施工接收井預(yù)留洞口貫通偏差一般為±10cm，為保證機頭順利貫通，我們需要要求地下導(dǎo)線測量得到的機頭中心坐標的橫向和縱向偏差在10cm以內(nèi)。頂管施工貫通精度一般由三部分組成，即地面導(dǎo)線精度、豎井聯(lián)系測量精度和地下導(dǎo)線精度。我們將三者之間的比例定為應(yīng)用SOKKIASRX1X全站儀一測回方向測量中誤差為一測回角度測量中誤差為測距中誤差為2mm+2ppm，S=412m，n=3，兩站間間隔最大的為184m精度分析精度分析根據(jù)三個影響誤差比例，得到平面貫通誤差：以2倍中誤差為極限誤差計算，則頂管自動導(dǎo)向系統(tǒng)頂管貫通測量的最大橫向誤差為最后考慮到施工誤差，按“等影響原則”，則頂管施工最大橫向貫通誤差為頂管自動導(dǎo)向系統(tǒng)頂管自動導(dǎo)向系統(tǒng)CompanyLogo系統(tǒng)構(gòu)成

頂管自動導(dǎo)向系統(tǒng)工程案例工作井全站儀管道中的測站機頭棱鏡地面控制室工程案例確保工程順利貫通，需要保證數(shù)據(jù)的準確性2.多棱鏡問題——控制全站儀工程案例結(jié)論與展望CompanyLogoCompanyLogo?汕頭2080米超長過海底非開挖頂管工程?丹陽超長取水頂管工程?上海青草沙取水工程?福州電力曲線頂管等重大工程實現(xiàn)了多模式的施工自動導(dǎo)向控制等多方面的集成應(yīng)用，取得了顯著的社會和經(jīng)濟效益。工程應(yīng)用2023/2/6CPⅢ控制網(wǎng)在城市軌道交通建設(shè)中的應(yīng)用當前，我國城市軌道交通處在一個快速發(fā)展的時期，對地鐵、輕軌列車安全行駛、乘客旅途舒適性的要求越來越高。由于城市軌道交通的軌道結(jié)構(gòu)絕大多數(shù)采用混凝土整體道床，幾乎不能再調(diào)整；鋪軌基標是軌道鋪設(shè)的控制點，精確測量鋪軌基標是保證軌道的設(shè)計位置和線路參數(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為提高城市軌道交通鋪軌精度，保證軌道平順性和列車運行的穩(wěn)定性，探討將高速鐵路建設(shè)過程中所布設(shè)的第三級測量控制網(wǎng)CPⅢ控制網(wǎng)應(yīng)用到城市軌道交通建設(shè)施工中，利用高速鐵路軌道精密測量技術(shù)來指導(dǎo)城市軌道交通施工。52023/2/6《城市軌道交通工程測量規(guī)范》(GB50308—2008)規(guī)定，地鐵正線軌道鋪設(shè)控制基標直線段間隔為120m，曲線段除曲線要素外，間隔為60m;加密基標直線段間距為6m，曲線地段間距為5m。因此，高精度平面控制網(wǎng)控制點縱向間隔取和CPIII網(wǎng)相一致的60m，既可滿足直線段、曲線段測設(shè)加密基標需要，又能滿足曲線地段控制點間的通視要求?！冻鞘熊壍澜煌üこ虦y量規(guī)范》(GB50308—2008)規(guī)定，按連續(xù)3個控制基標推算的折角計算橫向相對偏差應(yīng)控制在2mm以內(nèi)。因此，按照誤差傳播律，容易推得(按控制基標間距120m計算)建立的高精度平面控制網(wǎng)縱向相鄰點(間距60m)相對點位中誤差應(yīng)在±1．4mm以內(nèi)。此分析也說明，按CPIII網(wǎng)相對點位中誤差±1mm來建立地鐵鋪軌控制網(wǎng)，精度要求偏高。自由設(shè)站觀測的附合導(dǎo)線網(wǎng)2023/2/62023/2/62023/2/62023/2/62023/2/606軌道交通BIM技術(shù)2023/2/6153

什么是BIM2BIM全稱：BuildingInformationModeling

建筑信息模型

通過數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息：三維幾何形狀信息非幾何形狀信息，如建筑構(gòu)件的材料、重量、價格、進度和施工等等集成了建筑工程項目各種相關(guān)信息的工程數(shù)據(jù)為設(shè)計師、建筑師、水電暖鋪設(shè)工程師、開發(fā)商乃至最終用戶等各環(huán)節(jié)人員提供“模擬和分析”2023/2/6北京地鐵6號線慈壽寺站BIM模型2023/2/6BIM技術(shù)對建筑行業(yè)包括軌道交通是再一次深刻的技術(shù)推動和革命，隨著BIM技術(shù)實踐的不斷進展，行業(yè)思考的不斷深入，它將對行業(yè)的生產(chǎn)方式、管理方式、運營方式以及建設(shè)的整個產(chǎn)業(yè)鏈條帶來深刻的影響。它會是一次新的生產(chǎn)方式的變革，這種變革將涉及到行業(yè)中的每一個人、每一個項目、每一個環(huán)節(jié)，對于行業(yè)中的每一個從業(yè)人員都應(yīng)該加深認識，深入思考......相信借助BIM技術(shù)的支撐，城市軌道交通會建設(shè)得更好，城市也會建設(shè)得更加美麗。手繪第一次革命甩圖板第二次革命二維到三維CADBIM2023/2/6BIM在城軌工程中應(yīng)用的優(yōu)勢——BIM技術(shù)特點可視化：“所見即所得”，項目設(shè)計、建造、運營等整個建設(shè)過程可視，方便進行更好的溝通、討論與決策。協(xié)調(diào)性：有效協(xié)調(diào)專業(yè)信息，避免矛盾和沖突。模擬性：模擬建筑物的實際效果、技術(shù)性能、人流疏散、建造過程和造價指標等。優(yōu)化性：建造過程是不斷優(yōu)化的過程，利用數(shù)字模型優(yōu)化方案具有諸多優(yōu)勢?？沙鰣D性：利用數(shù)字模型可直接形成施工圖2023/2/62023/2/62023/2/62023/2