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盾构机初始姿态测量方法及适用性分析李海亮（中铁二十二局集团轨道工程有限公司，北京100040）【摘要】本文结合某工程实际案例，基于对盾构机姿态的概述，通过分析水平尺法、侧壁法、分中法以及拟合圆法等姿态测量方法的原理及特点，总结各种测量方法的适用性。
【关键词】城市轨道交通；地铁隧道；盾构施工；初始姿态；测量方法【中图分类号】U455.43【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2020）03-0179-021盾构机姿态概述盾构机是在地下空间穿梭的运动体,因此盾构机姿态参数包括刀盘中心三维坐标、偏航角、俯仰角及滚动角等。
(1)偏航角是指掘进机轴线和设计隧道中心线之间的水平夹角,其表征的是盾构机在水平方向的方位,主要影响隧道在水平方向的转变方向[1]。
(2)俯仰角是指掘进机轴线和水平面的垂直夹角。
当X 轴的正半轴位于过坐标原点的水平面之上时,俯仰角为正,反之为负。
其表征盾构机在里程处上所处的坡度,主要影响隧道的掘进坡度。
(3)滚动角是指掘进机盾体相比于零位测量时发生的转动角度。
根据盾构机姿态参数定义可知,盾构机姿态准确性将直接影响成型隧道质量。
因此,盾构机姿态的准确性是盾构施工测量的一个十分关键的环节。
盾构机初始姿态参数主要是测量盾构机初始状态下的刀盘三维中心坐标、盾首、盾尾中心三维坐标、俯仰角、偏航角。
2盾构机初始姿态测量方法及适用性分析2.1水平尺法2.1.1测量原理水平标尺法是一种操作简单、计算快速的盾构机姿态的测量方法,其原理是测量水平放置在盾尾内壳的铝合金尺上贴片的三维坐标,通过贴片与盾构机内壳底部尺寸关系、铝合金尺与盾构机首、尾的距离关系来计算盾构机的盾首和盾尾中心三维坐标,测量示意图见图1。
2.1.2特点及控制要点此法主要是通过盾尾位置测量多组数据,推算盾构机轴线方位角,进而推算盾构机姿态参数。
因此,此法适用于主动铰接类型盾构机,且要求盾尾零部件较少、有足够空间可以安放水平尺,适用环境受盾构机构造限制。
盾构机姿态控制总结始发前的盾构姿态主要是靠盾体始发托架和反力架的的安装精度来控制的，同时反力架的安装精度还直接影响到环片的拼装姿态，因此对于盾体始发托架及反力架的控制尤为重要。
在进行完始发定向联系测量后,根据底板平面及高程控制点对始发托架进行定位。
在盾体组装完成前，开始进行反力架的定位。
始发托架及反力架的安装过程全过程进行监控，保证始发托架和反力架的左右偏差控制在±10mm之内，高程偏差控制在±5mm之内，反力架的与隧道设计轴线法平面偏差＜2‰。
盾构机已经从始发井到天府广场，前一段盾构机的姿态控制的很好。
但是在68环后盾构机的姿态就不是很理想了。
在成都这种砂卵石地层，不同于粘土和岩石地层，在砂卵石地层，掘进过程中盾构机的盾体与砂卵石是紧密接触的，这使盾构机在偏移隧道中心线的时候很难快速的纠正过来，这就要求盾构机司机在掘进过成中，一定要掌握好掘进的路线，出现小的偏移要及时进行纠偏。
盾构导向系统是隧道质量保证的重要因素之一，在掘进过程中对导向系统的监控及维护尤为重要。
对VMT导向系统运行的可靠性进行定期检查，即盾构姿态的人工检测。
盾构姿态人工检测工作一周进行一次，同时利用环片检测的方法每天对导向系统运行的可靠性进行检测。
在前200m掘进过程中，VMT导向系统运行正常。
VMT工程师每次的移站都要快速准确完成，隧道中心线要经过多次测量并达到准确。
在68环的时候由于VMT出现事故盾构机出现忙掘的情况，使盾构机的方向与隧道中心先有了较大的偏差，在这种情况下，应当选择好纠偏曲线慢慢的使盾构机的姿态慢慢的纠正过来，我们却选择了强行快速纠偏，使得管片出现了大错台的情况，在一个就是由于管片的选型不是很完美，使得盾构机的姿态越来越差。
除了定期对盾构姿态进行人工检测，同时还对TCA激光站及定向棱镜的稳定性进行检查。
在始发前，导向系统的激光站及定向棱镜安装在始发井内，不会轻易发生碰动。
在盾构掘进了30环后，进行了第一次激光站的移站，激光站固定在环片顶部，定向棱镜仍旧安装在始发井内，由于环片不稳定使得TCA激光站不稳定。
盾构机姿态测量实例德国VMT公司制造的盾构机掘进姿态测量方法。
1,德国VMT公司制造的盾构机。
在盾构机主机横向截面上有18个由螺母构成的测量标志点，这些点在盾构机构建之时就已经定位，每个点相对于盾构机的轴线有一定的几何关系，并在由盾构机轴线构成的坐标系中有坐标数据。
盾构机轴线坐标数据如下图：2测量标志点对于德国VMT公司制造的盾构机上有18个点，单只要测出其中任意3个点（最好取左中右3个点）的实际三维坐标，就可以计算出盾构机的姿态，在进行测量时，当盾首中心为坐标原点，其三维坐标为（0，0，0）盾首与盾尾的距离为4.34m,盾尾中心的三维坐标为（一4.34, 0，0）。
同样在该坐标系中，从表中可以查出3, 8，15三个点的三维坐标分别为（X1, Y1, Z1），（X2,Y2,Z2 ,（X3, Y3, Z3,）.由此可以列出利用该三个点计算盾首中心的三维坐标（X首，Y首，Z首）和盾尾中心三维坐标（X尾Y尾Z尾）的两组三元二次方程组的数学表达方式。
计算盾首中心三维坐标数学方程组为：2 2 2（X1 - X 首）+ （Y1 - Y 首）+ （Z1- Z 首）2 2 2=（-3.9567）+ （- 1.9917）+ （1.6565）2 2 2（X2 - X 首）+ （Y2 - Y 首）+ （Z2 - Z 首）2 2 2=（-3.9701）+ （- 0.3638）+ （2.8150）（X3- X 首）2+ (Y3 - 丫首)2+(2Z3 - Z 首)222 = ( - 3.9560) + ( 2.3056) +(1.1695)计算盾尾中心三维坐标数学方程组为222（X1- X 尾）+ （(Y1- Y尾) +Z1 -Z尾）222=（- 3.9567 + 4.34) +( - 1.9917 ) + ( 1.6565)222（X2- X 尾）+ （(Y2 - Y 尾) +Z2 -Z尾）222=（- 3.9701 + 4.34) +( - 0.3638) + (2.8150)2 (X3- X 尾) +2( Y3- Y 尾) +( Z32-Z尾）222= ( - 3.9560 + 4.34) + (2.3056) + ( 1.1695)上述3.8.15 三个点是在以盾构机轴线构成的坐标系中，盾首中心为坐标原点（0，0，0）盾尾为（-34.4，0，0）的条件下的坐标系。
浅谈盾构机姿态的控制方法
一、简介
盾构机为沉管全封闭式施工机械，具有自动化程度高、施工质量可控、施工速度快和管片拼装精度高等优势，深受广大施工企业的青睐，用于水
利工程、市政工程、油气工程等城市基础设施的管线施工，不仅可以大大
减少施工难度，节省施工时间，还可以提高施工质量和提升施工效率。
但是，控制盾构机姿态是盾构钻机施工中的关键，盾构机控制姿态不准确，
既会影响施工质量，又会严重延误施工进度，甚至出现施工安全事故，因此，控制盾构机姿态是施工质量的重要保障。
1、建立坐标系：首先，应建立一个轨道工程坐标系，可以通过在地
形上标准点测量来建立。
2、采用传感器测量方法：在盾头前设置激光传感器，可以利用它来
测量盾头的垂直位置，并定时发送信号，通过接收系统转换后可以获得盾
头的三维坐标信息，从而可以准确控制盾头的姿态。
3、采用水平仪测量法：在盾头前方设置水平仪，可以实时水平测量，通过控制盾头的角度，从而准确控制盾头的姿态。
4、采用视觉控制方法：同样，可以在盾头前方设置一台摄像头，通
过视觉控制，可以准确控制盾头的姿态。
盾构机初始姿态测量方法及适用性分析发表时间：2020-08-07T06:08:44.219Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年10期作者：雷显高[导读] 俯仰角是指掘进机轴线和水平面的垂直夹角。
当X轴的正半轴位于过坐标原点的水平面之上时，俯仰角为正，反之为负。
其表征盾构机在里程处上所处的坡度，主要影响隧道的掘进坡度。
广东华隧建设集团股份有限公司 510000摘要：盾构法施工的关键是依据测量控制点精确确定盾构机的掘进方向和位置，确保盾构机按设计线路掘进，而盾构机初始姿态测定是盾构施工的关键节点，直接影响到隧道的施工质量和贯通。
盾构机初始姿态测定方法有水平标尺法、坐标推算法、侧边法等，考虑到盾构机经多次拆装后存在一定的拼装错缝，且局部盾壳有较大变形，一般认为采用侧边法测得的盾构机初始姿态比较可靠。
关键词：城市轨道交通；地铁隧道；盾构施工；初始姿态；测量方法引言地铁盾构施工中的一个重要步骤就是依据地下导线点精确确定盾构机掘进的方向和位置，确保盾构机按照设计的线路进行掘进。
盾构机初始姿态测定即盾构机的零位测量是盾构隧道施工测量中最关键的一步，直接影响到隧道贯通精度。
盾构机初始姿态测定的方法很多，有水平标尺法、侧边法和测支撑环法等。
1盾构机姿态概述盾构机是在地下空间穿梭的运动体，因此盾构机姿态参数包括刀盘中心三维坐标、偏航角、俯仰角及滚动角等。
（1）偏航角是指掘进机轴线和设计隧道中心线之间的水平夹角，其表征的是盾构机在水平方向的方位，主要影响隧道在水平方向的转变方向。
（2）俯仰角是指掘进机轴线和水平面的垂直夹角。
当X轴的正半轴位于过坐标原点的水平面之上时，俯仰角为正，反之为负。
其表征盾构机在里程处上所处的坡度，主要影响隧道的掘进坡度。
（3）滚动角是指掘进机盾体相比于零位测量时发生的转动角度。
根据盾构机姿态参数定义可知，盾构机姿态准确性将直接影响成型隧道质量。
因此，盾构机姿态的准确性是盾构施工测量的一个十分关键的环节。
盾构施工测量技术盾构法隧道施工是一项综合性的施工技术，它是将隧道的定向掘进、运输、衬砌、安装等各工种组合成一体的施工方法。
其埋设深度可以很深,不受地面建筑、天气和交通等的影响，机械化和自动化程度很高，是一种先进的土层隧道施工方法，广泛应用于城市地铁、越江隧道等的施工中。
盾构施工测量主要是控制盾构的位置和推进方向，目的是确保盾构按照设计轴线推进，管片拼装后型后满足隧道轴线误差控制要求。
利用洞内导线点测定盾构机的位置(当前空间位置和轴线方向），通过推进油缸施以不同的推力，调整盾构的位置和推进方向，使盾构机的掘进按照设计的线路方向推进.盾构推进只是盾构施工技术的一部分，在整个施工过程中，施工测量还包括地面测量（地面控制测量﹑沉降观测和井位放样等)﹑联系测量（方位传递﹑坐标传递和高程传递等）以及地下施工测量（地下导线点的测设、洞门钢环的安装、始发台的定位、反力架的定位、盾构始发测量﹑盾构掘进过程中的测量、隧道沉降测量﹑联络通道的施工测量、盾构到达测量、贯通测量、断面测量以及竣工测量等）。
每一步的测量工作都十分重要，直接影响下一步的施工。
在各项工作中,最为重要的是地面控制测量﹑联系测量﹑地下控制测量和盾构施工测量。
这些工作决定着隧道能否达到设计要求,盾构机能否准确进入接受井并确保隧道准确贯通。
一、地面控制测量1、地面平面控制测量对于隧道工程，地面控制测量的主要任务是建立合适的测量控制系统，提供可靠的地面控制点，为联系测量和地下控制测量提供起算依据,同时也作为以后复核测量和竣工测量的起算数据。
地面测量控制网的点位和起算数据由建设单位负责提供，一般要求暗挖隧道的地面控制网精度不应低于国家四等三角网测量的技术指标及精度要求,同时要根据盾构隧道的贯通长度、联系测量和地下控制导线的精度等条件，估算地面控制网应达到的精度。
施测时，以现有平面GPS控制点为依据布置平面控制点，建立地面导线控制网。
2、地面高程控制测量以现有的二等水准点从工作井至接收井布设水准线路，用此精密水准点来控制隧道的施工高程。
盾构机初始姿态设置与安装调试后姿态偏差的处理与调整一．盾构机初始姿态测量及计算1．盾构机下井安装后，首先要进行各部件功能的调整，VMT测量系统也要进行必要的初始姿态的测量和调整工作。
2．首先对盾构机盾尾部的参考点进行测量，尽量能多测几个点，但最少不能少与3个点，{按以往的经验来看，三个点的距离和高程越大精度越好}，根据这个原则由自己来选择测量点的位置和个数。
3．盾构机测量完姿态后，根据VMT公司的后续姿态处理软件进行姿态的计算，也可根据ACD进行姿态的计算工作（这是我们常用的一种方法），然后进行姿态的判断和选择，选择一种最佳的姿态。
4．实际的姿态测量出来以后制成标准的图表，如下图所示（这为正确的姿态）：方法⑴．实际姿态：⑵．VMT自动导向系统测量的出厂姿态：如下图：二．盾构机的姿态调整1．从上面的两个图表可以看出盾构机的实际姿态和出厂的姿态存在一定的偏差，现在我们要做的就是把出厂的姿态通过调整成为我们的实际姿态。
2．具体做法：⑴．看下表：⑵．根据上表可以看出右面的滚动角偏差、仰浮角偏差、ELS偏航角偏差这三项，我们只要改正这三项就可以让姿态达到实际姿态。
（如上例：滚动角偏差＝－12－（－9.5）(新测量滚动角)＝－2.5；仰浮角偏差＝26-21.4(新测量仰浮角)=4.6； 趋向偏差＝4－（－4.1）(新测量ELS偏航角) =8。
⑶．根据盾构机VMT自动导向系统测量的出厂姿态和实际姿态进行这三项的比较，找出他们的差值进行软件ELS上面的偏差调整，下面的图表为调整后的真正姿态：图表1、图表2、（调整后VMT系统测量的姿态）：从上面的结果可以看出调整后VMT自动导向系统测量出来的姿态和我们人工测量出来的姿态相符，可进行始发。
中铁一局集团有限公司广州轨道交通五号线草淘项目经理部。
浅谈盾构机姿态的控制方法摘要南水北调中线穿黄一期工程以德国VMT公司的盾构机为例，介绍盾构机的组成、工作原理和激光导向系统的组成，探讨盾构隧道施工中盾构机姿态控制的原理。
分析盾构施工过程中不同地质条件下姿态控制技术，并提出一些盾构机的纠编措施。
关键词：盾构施工; 盾构机; 姿态控制目录第1章绪论 (1)1.1前言 (1)第2章盾构机姿态控制的组成与功能 (2)2.1推进系统 (2)2.2导向系统 (3)2.3数据采集系统 (4)第3章定位的基本原理 (4)第4章盾构掘进方向的控制与调整 (5)4.1穿黄隧洞II-A标盾构施工地质条件 (5)4.2盾构姿态偏差 (6)4.3盾构机的纠偏措施 (7)4.4不同地质环境中盾构机掘进姿态的控制方法 (7)第5章盾构机姿态位置的测量及检测 (8)5.1盾构机始发定位测量 (8)5.2盾构推进中姿态测量和计算 (9)5.4环片成环现状测量 (10)5.5隧洞沉降测量 (11)5.6盾构机推进中导向控制点的复测 (11)5.7贯通测量 (12)5.8贯通测量误差估算 (13)结论 (14)致谢 (15)第1章绪论1.1前言20世纪70年代以来，盾构掘进机施工技术有了新的飞跃。
伴随着激光、计算机以及自动控制等技术的发展成熟，激光导向系统在盾构机中逐渐得到成功运用、发展和完善。
激光导向系统，使得盾构法施工极大地提高了准确性、可靠性和自动化程度，从而被广泛应用于铁路、公路、市政、油气等专业领域。
1.2 盾构机的基本工作原理盾构机主要依靠千斤顶的推力向前推进的，盾构机千斤顶分置上下左右四个区，各区千斤顶相对独立，同一分区的千斤顶的动作是一致的，对盾构机的位置和姿态的线形管理是靠设定盾构机各区千斤顶的压力调节来实现的。
穿黄隧洞盾构受地质条件影响，盾构机在推进过程中开挖面上土压力的不均衡性、地下土层变化及其他方面的影响，盾构机的实际推进轴线无法与理论轴线保持一致(如下图)。
盾构姿态人工测量方法盾构机是一种用于地下隧道建设的工程机械设备。
在盾构机施工过程中，准确测量盾构机的姿态对于确保隧道建设质量和安全至关重要。
本文将介绍几种常见的盾构姿态人工测量方法。
1.简单水平仪法简单水平仪法是一种简单直观的盾构姿态测量方法。
测量时，将水平仪固定在盾构机上，通过观察水平仪中的气泡来判断盾构机是否水平。
然而，这种方法只适用于检测盾构机是否水平，无法测量盾构机的倾斜角度。
2.三角仪法三角仪法是一种基于图形几何原理的盾构姿态测量方法。
测量时，可以借助三角板、直角镜等工具，通过观察盾构机与参考平面之间的角度来进行测量。
该方法需要使用角度计算公式进行计算，相对比较繁琐，且对测量人员的眼力要求较高。
3.激光测距法激光测距法是一种利用激光器测量距离的盾构姿态测量方法。
该方法借助激光测距仪，将激光束与参考平面进行垂直对准，利用激光器显示的距离值来测量盾构机与参考平面之间的倾斜角度。
该方法操作简便，测量准确可靠。
4.加速度计法加速度计法是一种利用加速度计测量盾构姿态的方法。
加速度计是一种能够测量物体加速度的装置，通过捕捉盾构机的加速度来推导出盾构机的姿态。
该方法常用于现代盾构机中，精度较高，但需要精确的传感器和数据处理系统。
5.摄像测量法摄像测量法是一种利用摄像机进行远程测量的方法。
在盾构机上安装摄像机，通过对拍摄的图像进行处理，可以获取盾构机姿态信息。
该方法无需人工干预，操作简单，但对于图像处理技术要求较高。
综上所述，盾构姿态人工测量方法有简单水平仪法、三角仪法、激光测距法、加速度计法和摄像测量法等。
在实际应用中，可以根据具体情况选择适合的测量方法，以确保盾构机施工的质量和安全。
盾构施工测量技术盾构法隧道施工是一项综合性的施工技术，它是将隧道的定向掘进、运输、衬砌、安装等各工种组合成一体的施工方法。
其埋设深度可以很深，不受地面建筑、天气和交通等的影响，机械化和自动化程度很高，是一种先进的土层隧道施工方法，广泛应用于城市地铁、越江隧道等的施工中。
盾构施工测量主要是控制盾构的位置和推进方向，目的是确保盾构按照设计轴线推进，管片拼装后型后满足隧道轴线误差控制要求。
利用洞内导线点测定盾构机的位置（当前空间位置和轴线方向），通过推进油缸施以不同的推力，调整盾构的位置和推进方向，使盾构机的掘进按照设计的线路方向推进。
盾构推进只是盾构施工技术的一部分，在整个施工过程中，施工测量还包括地面测量(地面控制测量﹑沉降观测和井位放样等)﹑联系测量(方位传递﹑坐标传递和高程传递等)以及地下施工测量(地下导线点的测设、洞门钢环的安装、始发台的定位、反力架的定位、盾构始发测量﹑盾构掘进过程中的测量、隧道沉降测量﹑联络通道的施工测量、盾构到达测量、贯通测量、断面测量以及竣工测量等)。
每一步的测量工作都十分重要，直接影响下一步的施工。
在各项工作中,最为重要的是地面控制测量﹑联系测量﹑地下控制测量和盾构施工测量。
这些工作决定着隧道能否达到设计要求，盾构机能否准确进入接受井并确保隧道准确贯通。
一、地面控制测量1、地面平面控制测量对于隧道工程，地面控制测量的主要任务是建立合适的测量控制系统，提供可靠的地面控制点，为联系测量和地下控制测量提供起算依据，同时也作为以后复核测量和竣工测量的起算数据。
地面测量控制网的点位和起算数据由建设单位负责提供，一般要求暗挖隧道的地面控制网精度不应低于国家四等三角网测量的技术指标及精度要求，同时要根据盾构隧道的贯通长度、联系测量和地下控制导线的精度等条件，估算地面控制网应达到的精度。
施测时，以现有平面GPS控制点为依据布置平面控制点，建立地面导线控制网。
2、地面高程控制测量以现有的二等水准点从工作井至接收井布设水准线路，用此精密水准点来控制隧道的施工高程。
盾构隧道施工测量施工测量内容主要有：盾构机始发反力架定位测量、盾构机始发定位测量、盾构机自动导向系统的检查检验、盾构掘进时盾构姿态测量（自动导向系统的日常操作及护理和人工测量盾构机姿态）、隧道环片姿态测量。
盾构隧道洞内温度高、湿度大、不良地质及盾构机掘进时振动的影响，盾构机的实际位置与设计位置之间会有一定的偏差。
为了保证设计线路的准确复现，每隔一定的时间必须对盾构机的姿态和管片姿态进行测定，以便使盾构机和管片能正确归位。
一、始发托架的定位测量图11.2.1为某盾构机始发托架图，此构件是根据盾构机的外径尺寸预制而成的，并且整体吊装下井，几何尺寸在安装过程中可不考虑变形。
某盾构机始发台座的设计高度是590 mm，但是此尺寸最后是多少应根据洞门环实际中心而定。
洞门环的实际中心应在托架定位前进行重新测量，求得的实际中心若不大于设计限差，则可按照设计隧道中心线放样台座高程。
高程可用先定4个周边点（必要时也可增加中间2个点），再定其他各点的方法。
以轨面高程为准，高程中误差为±2 mm（见图11.2.2）。
台座平面设计值是 1 574 mm，此值应和高程一样一并考虑设计限差，中线中误差为±2 mm。
考虑到盾构始发后，盾构机有可能下沉，故在始发托架放样过程中整体抬高30 mm。
待台座完成后，放样出隧道中心线点3～4个，并且测量出混凝土浇筑后台座实际高程，根据此高程数据决定是否需要增设垫片，然后吊装托架放置台座上，依据设计测量托架的位置关系，做好调整工作，使托架实际位置与设计相符，托架定位后必须连接牢固且可以抬高2～3 cm。
由于始发托架的定位，存在定位后盾体（质量约300 t）放置其上且不能再移动的特点，盾构始发定位是否准确关系到盾构机开始掘进时，盾构机的实际中线和设计中线的偏差大小以及盾构机的掘进姿态是否理想等问题，所以应该给予足够的重视，就整个放样过程包括内业资料计算，都必须有相应的检查和复核，确保定位准确，一次成功，为顺利始发打好基础。
盾构机姿态参数测量技术研究摘要：根据三点决定一个平面的原理，通过在盾构机中体上布置测量控制点，对其三维坐标进行测量：根据空间解析几何原理，推导出盾构机刀盘中心三维坐标以及俯仰角、横摆角、扭转角的计算方法。
文章利用计算机的伪随机函数对盾构机姿态参数的测量精度进行了模拟评价，探讨了提高测量精度的方法。
结果表明，盾构姿态参数的测量误差均服从正态分析：采用精度为3 mm的激光经纬仪测量控制点坐标，得到的盾构姿态参数的误差范围比规范要求小得多。
关键词：盾构姿态；测量；误差分析The research of the measurement technology aboutthe shield posture parametersAbstract:According to the basic principle that three points decide a plane, we can lay control points to measure their three-dimensional coordinates on a shield. Based on the principles of analytical geometry, the method was derived to compute the coordinates of the center in the cutting disc, pitch angle, lateral swing angle and torsion angle. The paper carried out a simulated evaluation to measure the precision of the shield posture parameters by using the pseudorandom function with the computer, and discussed the ap-proaches to promote the precision. The result was shown that the measurement errors of the shield posture parameters followed the normal distribution. The error band of the shield posture parameters, which was obtained by measuring the coordinate of controlling points with a 3 mm precision laser transit, was far less than that recommended by the specifications.Keywords : shield; posture ; measurement; error analysis盾构法隧道施工具有速度快、安全性高、质量好、对周围环境影响小等优点，已越来越多地在城市地铁隧道施工中得到应用。
盾构姿态测量方法
激光测距法是一种常用的盾构姿态测量方法。
它通过使用激光器发射
一束激光光束，然后利用接收器接收反射回来的激光光束，通过计算激光
光束的时间和方向，可以确定盾构机的朝向和倾角。
地磁测量法是另一种常用的盾构姿态测量方法。
地磁测量法利用地球
的磁场来确定盾构机的朝向和倾角。
通过在盾构机上安装磁力计和倾角传
感器，可以测量地磁场的变化，从而计算盾构机的姿态。
全站仪测量法是一种比较精确的盾构姿态测量方法。
它利用全站仪测
量盾构机上的控制点，然后通过计算控制点的坐标变化，可以确定盾构机
的姿态。
全站仪测量法需要在盾构机施工前和施工中多次进行测量，以获
得准确的姿态数据。
水平仪测量法是一种简单直观的盾构姿态测量方法。
它利用水平仪的
气泡来测量盾构机的水平度和倾斜度。
水平仪测量法可以快速测量盾构机
的姿态，但精度相对较低。
除了以上几种盾构姿态测量方法，还可以结合其他传感器和测量设备
来进行姿态测量。
例如，可以在盾构机上安装加速度计、陀螺仪等传感器，通过测量加速度和角速度的变化来确定盾构机的姿态。
在实际应用中，通常会结合多种姿态测量方法来进行盾构姿态测量，
以提高测量的准确性和可靠性。
同时，还需要根据具体情况对测量数据进
行处理和分析，以得出有关盾构机姿态的相关参数和结论。
总结起来，盾构姿态测量方法包括激光测距法、地磁测量法、全站仪
测量法、水平仪测量法等多种方法。
这些方法的选择取决于实际情况和需求，可以结合使用来提高测量的准确性和可靠性。
有关盾构机姿态人工测量及计算方法的论证引言：盾构机是一种用于隧道建设的工程设备，通过推进机身以及修建隧道衬砌的方式，能够在地下进行隧道的建造。
在盾构机的施工过程中，准确测量盾构机的姿态是非常重要的，因为它直接影响到隧道施工的质量与安全。
本文将论证有关盾构机姿态的人工测量及计算方法的可行性与可靠性。
一、盾构机姿态测量的重要性盾构机姿态测量的准确性对于隧道建设来说至关重要。
一方面，它直接影响到隧道的水平度和垂直度，这对于确保隧道的通畅和安全非常重要。
另一方面，姿态测量可以提供盾构机相关数据，对于控制推进方向和修建隧道衬砌都有重要意义。
因此，准确的姿态测量可以大大提高盾构机的施工效率和质量。
二、盾构机姿态的人工测量方法1.气泡水平仪测量法气泡水平仪是一种常见的测量工具，可以通过测量水平仪上的气泡位置来判断物体的水平度。
在盾构机的姿态测量中，可以将气泡水平仪固定在盾构机上，并通过观察气泡的位置来判断机身的水平度。
2.视觉测量法视觉测量是一种常见的测量方法，在盾构机姿态测量中也可以应用。
通过设置相机系统，拍摄盾构机姿态的照片，然后通过计算机软件对照片进行分析和处理，从而得到盾构机的姿态信息。
三、盾构机姿态的人工计算方法1.几何测量法几何测量法是通过测量多个参考点的位置和距离来计算盾构机的姿态。
可以根据盾构机特定的结构和设计，找到一些参考点，测量它们的位置和距离，并进行数学计算，从而得到盾构机的姿态。
2.运动学计算法运动学计算法是通过运动学原理和运动学方程来计算盾构机的姿态。
可以根据盾构机运动的轨迹和速度等信息，利用运动学定律进行计算，从而得到盾构机的姿态。
人工测量及计算方法对于盾构机姿态的准确性和可靠性具有一定的保障。
首先，人工测量可以选择合适的测量工具和方法，以提高测量的精度和准确性。
其次，计算方法可以根据盾构机的特点和施工条件进行合理的调整和优化，从而得到准确的姿态数据。
此外，人工测量及计算方法相对简单可行，不需要过于复杂的设备和系统，便于现场操作和实施。
盾构机初始姿态的测量方法
黄小斌;俞海林;王泽
【期刊名称】《城市道桥与防洪》
【年(卷),期】2012(000)005
【摘要】分析了盾构机初始姿态测量定位的重要性，结合盾构法施工的实际情况，提出了盾构机初始姿态的几种测量方法，通过工程应用实例进行了对比，确定了侧边法的优越性，为地铁隧道的顺利贯通提供了强有力的保证。
【总页数】2页(P201-202)
【作者】黄小斌;俞海林;王泽
【作者单位】浙江省大成建设集团有限公司,浙江杭州310012;浙江省大成建设集
团有限公司,浙江杭州310012;浙江省大成建设集团有限公司,浙江杭州310012【正文语种】中文
【中图分类】U445.43
【相关文献】
1.盾构机姿态测量方法的精度比较 [J], 李鹏程
2.一种盾构机初始姿态的测量方法 [J], 黄小斌;胡雷鸣;毛俊涛
3.几种盾构机姿态测量方法的精度比较 [J], 欧阳平;吴北平;刘建强;李金宗
4.基于全站仪和倾斜仪的盾构机实时姿态测量方法研究 [J], 孙冬冬
5.盾构机初始姿态测量方法及适用性分析 [J], 李海亮
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操作系统学习
主要任务：继续将管片姿态测完，学习操作系统，以及学习盾构机始发时的测量姿态。
建立人工导向的意义
所有盾构(TBM)都必须建立人工导向系统，做为机器自身导向系统的检查和备份系统。
一、搬站
（1）根据设计专门的搬站记录表，包括全站仪托架和后视棱镜托架编号、坐标和高程（搬站前后）、机器姿态数据（搬站前后）、搬站前后各项姿态数据较差的限差等数据。
（2）搬站前，应提前做好准备工作。
（3）首先关闭导向系统前，应保证其在正常工作状态，记录下
搬站前机器姿态并截屏保存；
（4）从关闭导向系统到搬站结束后再开机，直到导向系统工作正常的过程中，盾构（TBM）位置不能变化、刀盘不能转动、不可进行调向操作、更不可盲推。
（5）搬站时，可以利用已有的全站仪托架向前传递坐标、高程，但只能一次；下一次搬站就应从地面控制点用导线测量托架和后视棱镜坐标。
（6）利用已有的托架传递时，可按导向系统搬站程序（自动测量）进行，也可用导线方式测量；
（7）搬站结束，导向系统开机正常工作后，再次记录搬站后的机器姿态并截屏保存。
（8）对比搬站前后机器姿态数据，如果各项偏差小于限差，则说明搬站成果合格。
否则应查找原因，必要时重测。
二：操作系统主要学习了全站仪搬站后在操作室仪器上的数据输入。
（1）关于搬站首要要做的是在拱顶处选择一合理的位置，装上事先准备好的用来放一起的架子。
将棱镜放
在上面。
然后将用全站仪测出棱镜的坐标以及高程。
（2）将测出来的坐标在导向系统上输入作为新的站点坐标。
将以前旧的的站点坐标勾选为新的后视坐标。
（3）操作系统将提醒你变换前视和站点，然后人工将其位置变换。
（4）位置变换好后，在操作仪器上点击后视点复位，全站仪将自动测量后视点坐标以核实。
核实完毕后点
击后视点确认。
搬站工作完毕。
二：盾构始发姿态测量。
盾构姿态测量成果是盾构施工的一项重要依据，值班工程师、盾
构机主司机在掘进过程中依据盾构的姿态调整好掘进过程中的各项参数，保证施工质量。
（1）利用水准管在盾体最上方找点一个中点位置，隔一段距离再找一个。
测出这两个点的高程以及坐标，进而算出盾构机水平偏差以及垂直偏差。
（此方法仅拱参考，实际应用精度不高）。
