盾构施工测量技术讲解共61页

确无误。
定位测量技术还包括对盾构机在掘进过 程中的姿态进行实时监测，以确保盾构 机在掘进过程中的姿态符合设计要求。
盾构机姿态测量技术
盾构机姿态测量技术是利用陀螺仪和加速度计等传感器进行实时监测，以获取盾构 机的实时姿态信息。
姿态测量技术还包括对盾构机在掘进过程中的推力、扭矩和刀盘转速等参数进行监 测，以确保盾构机在掘进过程中的姿态稳定和施工安全。
总结词
多传感器融合技术将进一步提升盾构掘进施 工测量的准确性和可靠性。
详细描述
目前，多传感器融合技术已经在盾构掘进施 工测量中得到应用，通过将不同类型的传感 器进行融合，可以获得更全面、准确的数据 。未来，随着技术的不断发展，多传感器融 合的精度和可靠性将进一步提高，能够更好
地满足盾构掘进施工测量的需求。
姿态测量误差问题
总结词
姿态测量误差问题表现为盾构机在掘进过程中，其姿态与设计姿态存在偏差。
详细描述
姿态测量误差问题可能由盾构机内部的陀螺仪等传感器精度不高或受到干扰引 起。为解决这一问题，可以采用高精度姿态测量设备，如激光陀螺仪等，同时 对传感器进行定期校准和维护，以减少误差。
同步测量延时问题
总结词
05
盾构掘进施工测量常见 问题与解决方案
定位测量精度问题
总结词
定位测量精度问题主要表现在盾构机在 掘进过程中，实际位置与设计线路存在 偏差。
VS
详细描述
定位测量精度问题可能由多种因素引起， 如地面控制网精度不高、盾构机自身定位 系统误差等。为解决这一问题，可以采用 高精度测量设备，如全站仪、GPS等，提 高地面控制网的精度，同时对盾构机自身 定位系统进行校准和优化。
某大型引水工程盾构隧道施工测量案例
总结词

2、地面高程控制网的布设
为了方便地下盾构隧道施工及地面的变形 监测，在线路沿线布设一条二等加密水准 线路，采取往返等距二等水准的施测方法 观测，往返闭合差不大于8L1/2，（L为单程 水准线路长度，以千米计）。
3、地面控制测量实施
根据现场情况，利用业主交给的GPS点和一级精密 导线网经复测后，再延伸到每个竖井近井点。
则：
( M0)S=±4.6″
（5）竖井定向精度分析：
( M ) =2 0β
2 m2
m12
1
b a

b2 a2

在实际工作中可以认为地下方向观测的
误差约等于地面上方观测误差的一倍半,
即m1=1.5m，若再取b/a=1.5，则 (m0)β2=2×3.25m2（1+1.5+2.25）
根据地铁测量的经验，高程测量误差采用不等精度分配取 值如下：
mh1=±14mm mh2=±10mm mh3=±10mm mh4=±14mm
代入式中得mH=±24.3mm〈±25mm
总结:
按上述分配，进行平面和高程控制测量， 只要把握每一环节的误差范围，都能满足 本工程区间隧道的贯通测量的精度要求。
=30.9m2
(m0)β=5.5m
如地面测角中误差规定为±4″，于是 方向中误差为m=±3″
（5）竖井定向精度分析：
故得(m0)β=±16.5″ 当竖井深为80m，吊锤线的距离为5m时，其投点误差
引起的方向误差大约为(m0)p=±8″ 则地下导线起始方向角的误差为： mo=±(m0 )s 2 (m0 ) 2 (m0 ) p 2 =± 4.62 16.52 82 =±19″ 在进行竖井定向时，都要移动吊锤线，使方向的传递

无人化测量技术的应用
无人机测量
01
利用无人机技术，实现高效、快速、灵活的测量。
无人船、无人车测量
02
研发和采用无人船、无人车等新型测量装备，拓展测量领域和
应用范围。
远程控制技术
03
利用远程控制技术，实现测量设备的远程操控和管理，提高测
量效率和安全性。
THANKS
感谢观看
某地铁盾构隧道施工测量案例
总结词
地铁盾构隧道施工测量案例，涉及长距离、大断面、高精度要求等特点。
详细描述
该案例中，盾构施工测量技术应用于地铁盾构隧道，通过建立高精度控制网，进行盾构机定位和导向控制，确保 隧道施工的精度和安全性。同时，采用实时监测技术，对盾构机掘进过程中的动态数据进行采集和分析，及时调 整盾构机的姿态和参数，确保施工质量和进度。
测量过程中的技术要点
坐标系建立
根据工程需要，建立统一的测量坐标系，确 保测量数据的准确性和可靠性。
地面控制测量
利用地面控制点进行平面控制测量和高程控 制测量，确保盾构隧道施工的精度。
地下控制测量
在盾构隧道内进行平面控制测量和高程控制 测量，保证隧道贯通精度。
施工监测
对盾构隧道施工过程进行实时监测，及时发 现和解决施工中的问题。
结合人工智能技术，对测量数据 进行深度学习和分析，提高测量 数据的处理能力和应用价值。
高精度测量技术的提升
高精度定位技术
采用先进的定位技术，如GNSS、RTK等，实现高精度的位置测量 。
精密测量仪器
研发和采用精密测量仪器，提高测量数据的准确性和可靠性。
误差补偿技术
采用误差补偿技术，对测量数据进行修正和优化，提高测量精度。
盾构施工测量技术的发展历程

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一、盾构法隧道简述
起源和发展史——第四代盾构
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一、盾构法隧道简述
盾构在我国发展历史及发展现状
我国自20世纪50年代开始涉足盾构法修建隧道和管道工程，最近二十年 开始大规模应用。虽然起步较晚，与国外先进国家仍存在一定差距。但由于 应用前景广阔，主要吸收和采用先进技术和工艺、参考和借鉴国外成功的经 验和失败的教训，所以发展较快，差距正在逐步减小。
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三、盾构施工技术介绍
泥水平衡盾构工法技术介绍
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泥水循环系统
开挖的土砂以泥浆形式输 送到地面，通过泥浆处理 设备进行分离，分离后的 泥水进行重新调浆冲刷管， 再输送到开挖面。 泥水盾构适用的地质范围 从软弱砂质土层到砂砾层 都可以使用。
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
一般每环管片有6-8块管片组成，分为A、B、K型，分别为标准 块，邻接块、封顶块。 可由球墨铸铁、钢结构、钢筋砼、钢板与钢筋砼的复合材料等 制成的管片（衬砌）
c 负环顶部作为运输开口时,必须用钢材加固该开口。
管片拼装技术介绍
管 片 拼 装 流 程
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
螺栓紧固流程
管片拼装 时紧固
检验紧固
二次复紧
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三、盾构施工技术介绍
管片拼装技术介绍
错缝拼装
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通缝拼装
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三、盾构施工技术介绍
盾构始发是指在始发井内利用临时组装的管片、反力台架等设备， 使盾构机离开基座经井壁穿墙洞沿指定路线推进的一系列作业。

出管片底部的高程，环底高程加上矢距即为水平尺的高程，
用经纬仪定出一个方向线，计算出方向线与隧道中心线的偏 移量，量取方向线与水平尺零点的偏移值，用水平尺上的偏 移值减去计算出的理论偏移量即为管片中心与隧道中心线的 偏移值，测量位置在每环接缝处。
中铁二局城通公司
O（X，Y，Z）
R
A
水平尺
管片测量示意图
盾构施工测量控制
2012年7月30日
中铁二局城通公司
• • • •
一、平面点传递 二、高程点传递 三、盾构掘进时测量 四、管片测量
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• 一、平面点传递
中铁二局城通公司
• 1、联系三角形定向
（1）针对我项目部的工程情况，盾构机始发在始发井及 互助站内，盾构机始发定向采用两井定向，采用竖井联系 三角形测量。 （2）竖井联系三角形测量近井点的坐标测量，利用地表
B
B
E C D C
E
A
A
D
盾构机控制观测点
盾构机立体图
盾构机前端刀盘图
中铁二局城通公司
• 四、管片测量
中铁二局城通公司
1、用铝合金型材加工长水准尺，规格50×50×3000mm、 50×50×4000mm，在中部安装水准汽泡，并以汽泡零点左、 右刻出刻度线，水准尺的校正用水准仪进校正。 2、按管片的直径计算出弦长3米和4米的矢距，水准测量
量也可以用全站仪加反射片测得。
中铁二局城通公司
（5）使用Leica1202全站仪（标称精度2″，2+2ppm），用全
圆测回法观测6测回，测角中误差控制在3″之内，通过两井测定地
下同一条边的起始方位角，取其平均值作为盾构机始发方位角， 根据一井定向一次测定地下起始边方位角中误差为±8″，按两井 定向测定地下同一条起始边方位角的中误差可以达±5″，可以满 足定向要求保证隧道正确贯通。 （6）竖井联系测量应独立测量三次。 （7）内业资料计算时均采用严密平差，以提高贯通中误差的

总体测量方案设计
• 总体测量方案设计的内容 • (1) 工程情況的概述。 • (2) 地面控制测量測量方法 • (3) 联系测量方法 • (4) 地下导线的布设及测量 • (5) 貫通點的誤差預計。
• 平面测量的误差分配
• • • • • • • M²=M1²+M2²+M3²+M4²+M5²
• M:
联系测量
• • • 铅垂仪、陀螺经纬仪联合定向法 1） 竖井投点 组织人员进行投点架架设。投点井架架设完成后，用NL垂准仪置于投点井架上进行投点。在井上井 下各投2点，每点按0°、90°、180°、270°四个方向投下四点，当投下四点构成的正方形，边 长小于5mm时，取正方形对角线交点为井下投点，否则重投。量井上井下两投点间距，井上井下投 点间距较差应≤1mm，否则重投。所投点应与地面控制点通视良好，利于边角测量。 2） 陀螺定向 1地面：选取地面高等级已知边的一端进行陀螺定向。先进行测前零位测量。测前零位测完后，采 用逆转点法或中天法进行陀螺读数，读数中值符合有关要求后，进行测后零位测定。每条边独立陀 螺定向三次，限差满足要求后，取中值作为该方向定向结果。当陀螺定向完成后，将仪器搬至高等 级已知边的另一端，按照上述方法进行陀螺定向。在陀螺定向满足有关规范要求后，取两端定向的 平均值作为陀螺定向成果。根据陀螺定向结果和已知边的坐标方位角可以计算陀螺仪器常数。 2地下：在隧道内选取一条比较稳定的、边长较长的导线边进行陀螺定向。先在这条边的一端，依 照上述办法进行定向；再搬至另一端进行定向。在陀螺定向满足有关规范要求后，取两端定向的平 均值作为陀螺定向成果。定向方法和要求同地面。然后，可以根据地面陀螺测量的仪器常数和地下 边的陀螺方位角计算出地下边的坐标方位角。 3） 导线边角测量 在定向及投点完成后，按照四等导线对边角测量的要求进行地面和洞内导线边角测量。对竖井投点 形成的空间平面夹角用陀螺定向成果及相关的导线角进行推算。使得地上导线和地下导线通过投点 形成一个闭合导线或附合导线。 4）平差计算 1对于经竖井联系测量所形成的闭合导线或附合导线进行严密平差，得出地下控制点的坐标成果。 2也可以通过陀螺定向推算地下定向边的方位角，再通过地下导线测量的角度推算每一条地下边的 方位角，根据投点的坐标、导线边的边长和方位角求算各个导线点的坐标。

由于大地水准面是弯曲的，在地面上测量两点间的距离， 投影到大地水准面上的长度是弧长，需要改正才能成为水平 距离。 结论1：在半径为10Km的测区内进行测量工作时，可以把大地 水准面当作水平面。 结论2：地球曲率对高程的影响较大，即使距离较短，也要考 虑其对高程的影响。
6、测量的三个要素
确定地面点的三个基本要素为：测量距离、角度和高差。 测量工作的程序和原则是：“从整体到局部”和“先控制
B 121 47 36 301 47 24 +12 121 47 30 31 45 06
2 C 182 28 24 2 28 18 +6 182 28 21 92 25 57
D 235 20 00 55 19 48 +12 235 19 54 145 17 30
A 90 02 24 270 02 18 +6 90 02 21
(3)水平度盘
水平度盘由光学玻璃制成
顺时针0360刻度；
仪器整平，水平度盘水平；
水平度盘与照准部相互脱离；
当照准部转动时，水平度盘并不随之转动。
改变度盘位置，要使用复测 扳手或度盘变换手轮。
0
270
90
180
5、水平角测量
a、测回法：用于两 个目标方向之间的水 平角观测。 步骤：
a4
b4
a3
a1 b1
b2
b3
A
TP2 TP1
TP3
B
A、B两点高差计算的一般公式：hAB =
n
hi
=
n（ai bi）
i 1
i 1
n—为测站数
4、水准测量的内业计算 前进方向
（1）、例：
2.142
1.258 0.928

5.4 管片测量
5.盾构施工测量
标尺法管片姿态测量 平面和高程误差不大于±5mm、里程误差不大于±10mm
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5.盾构施工测量
5.5 贯通测量
• 利用两侧控制导线点测定贯通面上同一临时点的坐标闭合差确 定，把闭合差分别投影到线路中线以及线路中线的法线方向上 确定隧道纵向、横向贯通误差；
2.1 地面平面控制测量
2.地面控制测量
控制点埋设示意 图
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2.1 地面平面控制测量
2.地面控制测量
第10页/共41页
2.1 地面平面控制测量
2.地面控制测量
精密导线测量主要技术要求
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2.1 地面高程控制测量
2.地面控制测量
精密水准测量主要技术要求
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感谢您的观看！
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测2测回，测边相对中误差≤±1/60 000
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4.1 平面控制测量
4.国内盾构的发展历程
以竖井传递的水准点为基准点，沿隧道直线段每隔100m左右布设一个固 定水准点，曲线段每隔50m左右布设一个。
按国家四等水准测量规范施测，相邻测点往返测闭合差≤3mm，全程闭合 差≤8 mm（L为全程长度，单位：Km）。
测量点坐标点位误差不大于 ±3mm 、 里 程 误 差 不 大 于 ±10mm。
通过cad三点拟合圆心推算洞 门中心三维坐标
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5.2 盾构始发和接收测量
5.盾构施工测量
利用联系测量导入车站底板的 控制点测设隧道中线及托架导 轨标高，使托架按始发和贯通 接收洞门圈实际测量中心坐标 作为参考精确定位。
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HB=HA+a-|m-n|-b+ζ
ζ =△ld+△lt ——尺长改正
△ld =
——尺长改正数
△lt =
——温度改正数
式中： △l ——钢尺经检定后的一整尺的尺长改正数； L0 ——钢尺的名义长度； t —— 井上井下温度平均值； t0 —— 钢尺检定时的温度；
联系测量
隧道内导线、水准布设及测量
R500
3 前基准点至推进油缸零平面距离 4 推进油缸半径
-9045 这里指前基准点到油缸收回后油缸顶面的距离。 6950 盾构机所有推进油缸排列成的空间圆周半径。
TBM基本参数
5 盾头至推进油缸零平面距离 6 盾头至激光靶基准平面 7 TBM轴线上方 8 TBM轴线侧方 9 激光靶轴线侧方 10 激光靶基准平面至棱镜 11 激光靶轴线上方
谢谢大家
联系测量
双井定向
A
d1
α1 α2
B
GS1
d2
HD3
GS2
D3
C
β1 D1
HD3＇
β2
D2
D
GX1
GX2
双井定向主要是无定向导线GX1-C-D-GX2的计算。 联系测量
双井定向
导线定向 注意事项：从地面直接向地下用导线测量的方法进行定向时，俯角应小于 30度。 联系测量
高程传递
注意事项：
1、测定近井点高程的近井高程趋 近测量线路应附和在相邻精密水 准点上。测量应符合高程趋近测 量主要技术要求。 2、重锤质量应与钢尺检定时所挂 质量相等。井上井下两台水准仪 应同时读数。 3、每次传递高程须独立观测3次， 地上地下高差较差应小于3mm。 4、进行温度尺长改正。
LASERSTST LASERST2NR LASERST2Y LASERST2X LASERST2Z LASERST2ST DYELS DZELS