盾构隧道测量.ppt

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1、盾构施工中的测量工作盾构：是在软土地层中暗挖隧道的一种施工工法。盾构机：一种隧道掘进机械。是利用回转刀具开挖，破碎洞内围岩，同时掘进、支护、衬砌形成完整隧道断面的隧道施工机械；广泛应用于水利水电、地铁、矿山开采、交通、市政、国防等工程，盾构机的分类：盾构机根据工作方式和出渣方法分为泥水气压平衡（在刀盘的开挖仓后部还有一个气平衡仓），土压平衡（是通过控制刀盘开挖仓内的渣土压力，来控制开挖处地面的沉降），敞开式硬岩掘进机（开挖仓的门掘进时一直处于开启状态，渣石由刀盘的导流槽刮起流出，用皮带运输机带走），土压平衡和敞开硬岩双模式以及超大直径环形管预挖盾构机。盾构机的基本工作原理由机

2、手操作液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，然后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。当盾构机掘进一环的距离后，此时停下刀盘驱动马达，再由拼装机操作手操作拼装机拼装衬砌环片，使隧道一次成型。盾构机操作室测量工作在盾构施工中的目的和作用保证盾构机能够按照设计路线精确地掘进，并准确地从预留洞门贯通。内容提要一.地下洞内轴线的控制二.自动测量系统的应用盾构施工测量的关键工作在于地下洞内导线（轴线）的控制。其中地下洞内轴线的

3、传递方式主要为竖井联系测量。其中竖井联系测量分为联系三角形测量、陀螺仪定向测量、导线直接投点法。在盾构施工的掘进中,自动测量系统起着指导盾构机沿设计线路中心线推进的作用.一、地下洞内轴线的控制（一）、地下洞内轴线控制的目的和意义目的是用一定的方式（竖井联系测量）将地面坐标系统传入到地下洞内的起始点、起始边。以起始边为首向洞内敷设一条支导线，并以此支导线作为地下洞内的控制轴线，将坐标导入到盾构机上的自动测量系统，从而引导盾构机的掘进方向。因此洞内轴线控制的好坏直接决定了隧洞的贯通质量，也是整个盾构工程成败的关键因素之一。（二）、地下洞内轴线控制的内容地下平面控制测量1.竖井联系

4、三角形测量2.陀螺经纬仪定向测量3.导线直接投点法地下高程控制测量1.悬挂钢尺导入法2.全站仪三角高程法传递高程3.全站仪天顶测距法传递高程联系三角形测量在竖井中悬挂两根钢丝，在地面近井点与钢丝组成三角形，并测定近井点与钢丝的距离和角度，从而算得两钢丝的坐标以及他们之间的方位角。在井下，同样井下近井点也与钢丝构成三角形，并测定井下近井点与钢丝的距离和角度，由于钢丝处在自由悬挂状态，可以认为钢丝的坐标和方位角与地面一致，通过计算便可获得地下导线起算，这样就把地面与地下的坐标系统统一起来。地下三角形的角度可通过正弦定理求得：联系三角形测量，每次定向应独立进行三次，取三次平均值作为

5、定向成果。在同一竖井中内可悬挂两根钢丝组成联系三角形。井上、井下联系三角形布置应满足下列要求：1.竖井中悬挂钢丝间的距离a应尽可能长；2.联系三角形锐角宜小于1°，呈直伸三角形；3.c/a及c′/a′宜小于1.5，c、c′为近井点至悬挂钢丝的最短距离。做联系三角形测量的钢丝宜选用直径≤0.3mm的钢丝，悬挂重物重量≥10kg，重物应浸没在阻尼液中。经过竖井用联系三角形法将方位角传递到地下去时，地下导线起始边方位角的误差可以用下列公式：—边长测量误差所引起的计算角度的误差—角度观测误差的影响—用吊锤投点误差的影响联系三角形测量向洞内投点时应尽量拉大点间距，在竖井底板，最好投四个

6、点，保证竖井两端都各有两个控制点。且尽量保证每次联系测量投点时都投在这四个点上。以便取多次联系测量的加权平均值做为最终的地下洞内轴线控制的起算点坐标。陀螺经纬仪定向测量陀螺经纬仪是一种全天候、不依赖其他条件能够测定真北方位的物理定向仪器。凡是绕自身轴高速旋转的任意刚体都可以看作是一个陀螺，自由陀螺仪有两个基本特性：定轴性和进动性。进动性自由陀螺仪的基本特性之—，当绕内框架轴作用外力矩时，将使高速旋转的转子自转轴产生绕外框架轴的进动，而绕外框架轴作用外力矩时，将使转子轴产生绕内框架轴的进动。定轴性是自由陀螺仪的另一基本特性。无论基座绕陀螺仪自转轴转动，还是绕内框架轴或外框架轴方

7、向转动，都不会直接带动陀螺转子一起转动(指转子自转之外的转动)。由内、外框架所组成的框架装置，将基座的转动与陀螺转子隔离开来。这样，如果陀螺仪自转轴稳定在惯性空间的某个方位上，当基座转动时，它仍然稳定在原来的方位上。在隧道等挖掘工程中，坑内的中心线测量一般采用难以保证精度的长距离导线。特别是进行盾构掘进的情况，从立坑的短基准中心线出发必须有很高的测角精度和移站精度，测量中还要经常进行地面和地下的对应检查，以确保测量的精度。特别是在密集的城市地区，不可能进行过多的检测作业而遇到困难。如果使用陀螺经纬仪可以