盾构施工测量技术.doc

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1、盾构施工测量技术（培训资料）…•徐权斌整理编辑2008-7-10一、VMT导向系统•在掘进隧道的过程中,为了避免隧道掘进机（TBM）发生意外的运动及方向的突然改变，必须对TBM的位置和DTA（隧道设计轴线）的相对位置关系进行持续地监控测量。TBM能够按照设计路线精确地掘进，则对掘进各个方血都有好处（计划更精确，施工质量更高）。这就是TBM采用“导向系统"（SLS）的原因。徳国VMT公司的SLS-T系统就是为此而开发，该系统为使TBM沿设计轴线（理论轴线）掘进提供所有重要的数据信息。T、丿百构施T的坐标系统-DTA坐标系•DTA坐标系是陌构施工坐标

2、系统，它是以线路设计屮线为参照的一种三维坐标。只要将丿百构始发站开始的线路设计资料输入，掘进屮任意点里程点的平血坐标和高程,以及线路的平面、纵剖面状态,通过计算机处理后,均为已知并可显示出来。•盾构机掘进屮某一时刻的里稈位置，则是通过设置在导线点上的激光白动全站仪、H动跟踪陌构机上的光靶进行测量获取的。-TBM坐标系•TBM坐标系是丿百构机本身的一种局部坐标系统，它主要用来检测丿百构机的姿态，也是三维坐标。•2、定向系统的基本组成与功能•导向系统是由H动全站仪、电子激光系统、计算机及掘进软件和电源组成。其组成见下图：Tunneln

3、CENTRAL

4、MONITOR[TBMPLC]LFERENCETARGET•SLUMTAA.•SKMCLEARAMCSMEASUREMENTYELLOWBOXINDUSTRIALPCTBMControlCabin注释：1、ELS:激光靶，接收全站仪的激光。并通过激光计算俯仰角和滚动角。2、构机刀盘及掘进部分，负责掘进时挖掘岩土。所有测量T作均为TBM服务，负责让TBM严格按照设计的线路屮线前进，宜至隧道贯通。3、YELLOWBOX潢盒子。进行远距离数据传输及为全站仪或其他组件供电。4、LASER：全站仪，负责测量ELS的坐标。确定TBM位置。5、REFERENC

5、ETARGET:后视棱镜。负责后视定向。6、TBMCONTROLCABIN:•I'央控制箱。负责供电和数据转化。•lx自动全站仪（TCA）•具有伺服马达，可以自动照准忖标和跟踪，并可发射激光束，主要川于示视定向，测量距离.水平角和竖肓角，并将测量结果传输到计算机。•2、电了激光系统（ELS）•也称光靶板，是一台智能性世的传感器。ELS接收全站仪发射的激光束，测定水平和垂肓方向的入射点。偏角rhELSJ：激光的入射角确认，坡度rh该系统内的倾斜仪测量。ELS在盾构机体上的位置是确定的，即对TBM坐标系的位置是确定的。•3.计算机及掘进软件•SLS-

6、T软件是自动导向系统数据处理和自动控制的核心，通过计算机分别与全站仪和ELS通信接收数据，盾构机在线路平.剖面上的位置计算岀来示，以数字和图形在计算机上显示出来。如下图所示：•3、定向基本原理•洞内控制导线是支持盾构机掘进导向定位的基础。全站仪设置在掘进机附近（不大于120m）的一个导线点上,该点三维坐标已知，示视另一导线点定向。全站仪测最测站至ELS棱镜间的跖•离、方位角和竖肓角，ELS棱镜的三维坐标和掘进里程即可获得。ELS接收入射的激光定向光束，可获取实时的TBM轴线方向，并通过计算机与已知该里程的线路设计位置（DTA）相比较,得出偏养值并

7、显示在屏幕上,这就是盾构姿态的实时检测导向。只要掘进屮控制好JS构姿态，使TBM轴线与线路设计屮线符合在允许的偏并Z内，隧道的正确掘进与衬砌就得到保证。为保证导向系统的正确性和可靠性，在掘进一定长度或时间需要通过洞内导线独立的检测盾构机的姿态。•3、始发掘进阶段测量•盾构机初始状态测最的主要内容是：水平偏移、俯仰角.扭转角的测昴。测量的忖的绘确认盾构机在掘进过程屮是否沿隧道的设计屮心线掘进。•1）、盾构机姿态人工复测•盾构机作为一个近似的闘柱体，在开挖掘进过程屮我们不能肓接测量其刀盘的屮心坐标，只能川间接法来推算出刀盘中心的坐标。在盾构机的机売体

8、内适当位置选择测最的观测点就成为非常重要的T作，所选观测点既要有利于观测，又利于点位的保护，并且相对位置不能发生变化。•在进行JS构机纽•装时，VMT公司的测量工程师就已经在盾体上布置了JS构姿态测量的参考点（共21个），如图3。并精确测定了衿参考点在TBM坐标系屮的三维坐标。我们在进行盾构姿态的人工检测时，可以盲接利用VMT公司提供的相关数据来进行计算。其屮盾体前参考点及麻参考点是虚拟的，实际是不存在的）：•盾构姿态人丁检测的测站位置选在店构机第一节台车的连接桥上，此处通视条件非常理想，而且很好架设全站仪。只要在连接桥上的屮部焊上一个全站仪的连

9、接螺栓就可以了。测最时，应根据现场条件尽量使所选参考点Z间连线距离大一些，以保证计算时的精度，最好保证左.屮、右备测量一两个点，这样就可