盾构测量专项方案

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 区间隧道工程概况 11.1总体概况 11.2盾构区间 1\o"CurrentDocument"3盾构区间总体筹划 1\o"CurrentDocument"二、 编制依据 2\o"CurrentDocument"三、 仪器配置 2\o"CurrentDocument"四、 人员安排及责任分配 2\o"CurrentDocument"五、 基本技术要求 3\o"CurrentDocument"六、 前期准备 36.1资料准备 36.2仪器检查 3\o"CurrentDocument"七、 地上控制网测量 4\o"CurrentDocument"7.1平面控制网复测 47.2高程控制网复测 5\o"CurrentDocument"八、 地下控制测量 6\o"CurrentDocument"九、 联系测量 9\o"CurrentDocument"9.1平面坐标和方向的传递 9\o"CurrentDocument"9.2高程传递测量 10\o"CurrentDocument"9.3施工联系测量的时间和次数 11\o"CurrentDocument"十、盾构始发测量 1110.1洞门钢环复测 11\o"CurrentDocument"10.2盾构机始发托架及反力架安装测量 1110.3盾构机标定 12\o"CurrentDocument"十^一、盾构姿态人工测量 13\o"CurrentDocument"1盾构机姿态人工检测。 1311.2管片姿态测量 14\o"CurrentDocument"十二、RMS-D自动导向系统 15\o"CurrentDocument"12.1RMS-D导向系统的特点 1612.2系统组成 1612.3软件工作流程 1612.4系统基本知识 17\o"CurrentDocument"12.5全站仪的搬站测量 1912.6盾构信息备份 1912.7硬件安装 1912.8硬件保养 21\o"CurrentDocument"12.9RMS-D介绍 22\o"CurrentDocument"十三、贯通测量 26\o"CurrentDocument"十四、贯通精度估算和提高贯通精度的方法 26\o"CurrentDocument"14.1平面贯通误差分析 26\o"CurrentDocument"14.2高程贯通误差分析 29\o"CurrentDocument"十五、竣工测量 30\o"CurrentDocument"十六、测量技术保证措施 31一、区间隧道工程概况1.1总体概况天津地铁1号线东延至国家会展中心项目土建施工第1合同段：起点（不含）〜双林站（含）〜李楼站（含）〜洪泥河站（含），共3站2区间，线路总长度约4583m,盾构区间长度约为3093m。采用盾构法施工，盾构管片内径为5500mm，管片外径为6200mm，环宽1500mm，管片厚度为350mm，分为6块。图1-1图1-1天津地铁1号线东延至国家会展中心项目土建施工第1合同段平面示意图1.2盾构区间1.2.1双林站-李楼站盾构区间起止里程DK31+451.631〜DK32+123.999风机房DK32+139.999〜DK33+569.725，区间长度2118.094m。该区间最小曲线半径350m，线路最大纵坡25%o,最小纵坡2%o。图1-2盾构区间示意图图1-2盾构区间示意图 LL_11.3盾构区间总体筹划本区间采用2台盾构，两台盾构机分别从李楼站小里程端始发，穿越区间风机房，向双林站方向顶进，到双林站明挖段解体、吊出。

表1-1盾构区间筹划部位长度(m)盾构筹划双林站〜李楼站盾构区间2118李楼站小里程2台盾构始发，双林站〜李楼站区间明挖段接收。二、编制依据《城市轻轨交通工程测量规范》(GB50308-2008)《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006)《工程测量规范》(GB50026-2007)《区间工程设计说明及图纸》三、仪器配置根据本工程实际，考虑配备以下仪器设备:仪器名称数量备注徕卡1201+全站仪一台1秒天宝M3全站仪一台1秒徕卡TS15二台2秒拓普康AT-G2水准仪+测微器两台0.1mm铟瓦尺两副2米钢卷尺三把50米四、人员安排及责任分配根据工程需要，考虑配置以下人员:职务人数职责测量负责人1负责隧道施工过程中的各种测量事务日常测量2协助测量负责人完成测量工作跟班测量4主要负责完成盾构日常测量工作合计7五、 基本技术要求（1） 所有测量工作均要符合国家相关规范要求。（2） 根据精度分析并结合施工的特点，测距边进行温度、气压等气象改正和倾斜改正。（3） 平面测量标志全部采用强制对中标志，可以有效地消除对中误差。因受施工条件的限制，不可避免会有短边出现，此时对中误差对角度观测影响特别明显，可采取加强测回数和测回间重新整平仪器的方法，有效削弱对中误差。（4） 联系测量、地下控制导线测量、地下控制水准测量，通常在每段隧道贯通前应至少独立进行三次，取三次测量成果的加权平均值指导隧道贯通。（5） 对测量数据，由两人采用两种不同方法计算，以进行校核。由于隧道施工测量工作的重要性，及特殊性，对于每日的盾构报表和管片报表都应进行检查，复核，如发现有问题应及时上报有关部门，另外，在线路线型变化的地方，尤其要注意变化情况。对于井上和井下的测量导线要定期复测，建立测量资料的两级复核制度，并作好对日常资料的整理工作。同时，应利用公司的盾构报表复核程序定期对盾构报表进行复核，真正做到数据的正确、可靠，不出现错误和粗差。六、 前期准备6.1资料准备对于甲方提供的控制点桩位应认真确认，并做好测量桩位交接手续，同时，还应组织设备和人员准备对交桩成果进行复核，并熟悉设计单位提供的设计图纸，对轴线的关键元素进行复算确认。6.2仪器检查在开工前应对即将在本工程中使用的测量仪器进行检查，所有需计量的仪器都必须有在有效使用期内的鉴定证书，并把原件或复印件保存在工地现场，对鉴定证书即将过期的仪器应提早送交相关单位检校，避免影响工程施工。如发现存在影响测量精度的问题，应及时上报，只有当确定仪器无问题时，方可使用。七、地上控制网测量7.1平面控制网复测7.1.1平面控制网布设业主提供的平面控制点应该满足每个井口或车站附近至少有三个，作为向隧道内传递坐标和方位的联系测量依据，并确保区间隧道两端控制点的闭合精度。对业主所提供的平面控制点进行复测，并上报监理、总测单位给予复核，如果检测的成果超限，立即以书面形式报监理工程师确认，由监理工程师及时汇同业主和总测单位研究解决。在平面控制网布设复测过程中，为确保隧道顺利贯通，并满足隧道施工联系测量的需求，根据甲方提供的平面控制点进行近井点加密，建立（始发井、接收井）两井之间互相闭合且直接可以到达端头井的平面控制点，组成区间隧道的平面控制网。图7-1双林明挖段一李楼站盾构区间平面控制网示意图图7-2大网控制点标志7.1.2外业观测平面控制网导线测量严格执行精密导线网测量规范要求。精密导线网测角采用测回法观测，每个测站观测4个测回。方向观测法水平角观测技术要求见下表。表7-1方向观测法水平角观测技术要求（”）全站仪等级半测回归零差一测回内2C较差同一方向值各测回较差I级696距离测量往返测各测2个测回，每个测回间重新照准目标，一测回读数4次，取往返观测平均值为最终结果。测距长度应考虑温度、气压、常数改正，气象数据取测站上的观测值。气象数据、常数直接输入全站仪自动改正。距离测量限差技术要求见下表。表7-2 距离测量限差技术要求(mm)全站仪等级测回中读数间较差单程各测回间较差往返测或不同时段结果较差I级342・（a+bd）7.1.3平差计算精密导线网平差计算前首先进行导线闭合差检核，方位角闭合差M土5”n”，导线全长相对闭合差M1/35000.采用道路测设大师6.9版软件中的导线平差程序进行严密平差。精密导线测量主要技术要求见下表。表7-3精密导线测量主要技术要求平均边长(m)闭合环或附合导线总长度(km)每边测距中误Kmm)测距相对中误差测角中误差(")水平角测回数边长测回数方位角闭合差(")全长相对闭合差相邻点的相对中误差(mm)I级全站仪I级全站仪3503~4土41/60000±2.54往返测距各2测回±5Vn1/35000±87.2高程控制网复测7.2.1水准网的布设业主提供的水准控制点应满足规范要求，对业主所提供的水准控制点进行定期复测，并依据二等水准要求进行施测，并上报监理、总测单位给予复核，如果复测的成果超限，立即以书面形式报监理工程师确认，由监理工程师及时汇同业主和总测单位研究解决。在高程控制网布设复测过程中，为确保隧道顺利贯通，并满足隧道施工联系测量的需求，根据甲方提供的水准点布设成附合水准路线。在竖井设置1〜2个近井水准点，建立(始发井、接收井)两井之间互相闭合的区间隧道水准控制网。7.2.2水准网测量技术要求按照国家二等水准测量规范要求，观测时按往测奇数站上为后-前-前-后，偶数站上为前-后-后-前；返测奇数站上为前-后-后-前，偶数站上为后-前-前-后的观测顺序进行；每一测段为偶数个测站；往返测安排在不同的时间段进行；由往测转向返测时，互换前后尺再进行观测；扶尺时借助尺撑，使标尺上的气泡居中，标尺垂直。二等水准测量观测的视线长度、视距差、视线高要求，以及二等水准测站观测限差要求和主要技术要求见下表表7-4水准测量观测的视线长度、视距差、视线高要求（m）等级仪器等级水准尺类型视线长度前后视距差测段的前后视距累积差（m）视线高度（m）城市——筮等DS1因瓦N3且^50^1.0^3.0N0.5注：L为往返测段、附合或环线的水准路线长度，单位为千米（km）表7-5 水准测量测站观测限差（mm）等级基、辅分划读数之差基、辅分划所测高差之差检测间歇点高差之差国家二等0.40.61.0表7-6水准网测量的主要技术要求水准测量等级每千米高差中数中误差（mm）附合水准路线平均长度（km）水准仪等级水准尺观测次数往返较差、附合或环线闭合差（mm）偶然中误差M,全中误差M与已知点联测附合或环线城市A35〜45DS1铟瓦尺或往返测往返测±4"L——筮等±1±2条码尺各一次各一次八、地下控制测量盾构隧道施工地下控制测量中导线的延伸测量和水准点的复测显得尤为重要。在每次定向的同时应该对于井下控制导线进行复核。在井下布置用以控制隧道掘进的测量导线，它主要分为井下控制导线和井下施工导线。井下施工导线精度较低、边长较短作为一般工作导线，井下控制导线是作为施工首级控制，是用来准确指导掘进方向，边长较长、精度较高的导线。应与每次几何定向联系测量配合同步进行井下导线复测，重新计算导线点，并将定向所得的平面坐标和高程传至隧道内最新设置的激光站测量台，修正施工导线的偏差。观测时仪器应采取强制对中，其测量规范采用与井上测量相同的规定。井下导线点布置如图。隧道内导线点布置示意晶-1隧道内导线点布置示意图（1）地下平面控制测量地下控制导线的布设一般用支导线的方法，我项目部拟定在本标段内采用双支导线的方法，以车站内的初始定向控制点为起算边，双支导线每前进一段交叉一次，其主、副导线共同点较差控制在土3mm以内。每一个新的施工控制点由两条路线传算坐标。当检核无误，最后取平均值作为新点的数据。图10-2双导线点位布置示意图随盾构的掘进，直线隧道每掘进200m或曲线隧道每掘进100m时，布设地下平面控制点（平均边长宜为150m），并进行地下平面控制测量。由于条件限制曲线隧道控制点间距最短不小于60m。我单位采用天宝M3全站仪（1〃，2+2ppm），进行地下平面控制测量观测，左右角各观测3测回，左右角平均值之和与360度的较差控制在4〃内，边长往返观测各两个测回，平均值较差控制在4mm之内，测角中误差小于±2.5〃，测距中误差小于±3mm。每一次向前延伸测量前，首先要向后延伸三点进行检测，角度互差控制在土6〃内。测距的相对中误差控制在1/50000之内，若检测值超出范围，再往后延伸，直到满足要求为止。 在盾构施工中，每掘进300〜400m左右或盾构机检修时间较长时，对隧道全线进行复测。

图10-3地下导线点位布置图双林〜李楼区间单线长度约2.1km属于超长隧道。为了提高地下控制导线精度，盾构掘进过程中待盾构机穿越区间风机房（1.4km处）后，在风机房主体预留临时出土口位置挖除管片顶部的水泥土，通过对管片钻孔投测坐标点的方法对地下控制导线进行复核，进一步提高贯通精度。（2）地下高程控制测量地下高程测量采用水准路线测量方法，并起始于地下近井水准点（悬挂钢尺传递高程）。地下施工水准点每50m布设一个，地下高程控制点每200m布设一个并尽量与地下导线点合用。我单位地下施工水准测量采用拓普康AT-G2水准仪+测微器以及配套2m钢瓦尺进行往返观测，其闭合差应在土8”Lmm（L千米计）范围内。地下控制水准测量隧道贯通前独立进行三次，并与地面向地下传递高程同步。重复测量的高程点与原测点的高程较差应小于3mm，并采用逐次水准测量的平均值作为下次控制水准测量的起算值。地下控制水准测量的方法和精度要求同地面精密水准测量一致。九、联系测量9.1平面坐标和方向的传递盾构机的始发定向，采取投点定向测量，利用盾构始发端头井和后方出土井，长度在80米左右，在两井井口搭设仪器操作（吊设钢丝）平台，架设仪器。利用之前地面测设的近井点L2,将大网控制点和两井口钢丝点S1、S2连接成地上、地下同步的附合导线进行观测（图8-1），并计算平差求得S1、S2坐标值。图8-1方向传递地上平面附合导线布置图（1） 待车站主体施工完成，分别在端头井吊装孔和出土口使用槽钢搭设一个地上导线钢丝点仪器架设平台，保证仪器支承台（架）与人员操作平台分离互不影响。采用角钢将预制好的钢板固定于操作平台便于保护和对中的位置，钢板钻孔d=1mm（钢丝穿孔）分别为S1、S2,将仪器架设于操作平台S1、S2上进行导线观测。（2） 选用①0.5mm钢丝，分别从钻有61mm钢丝孔的固定钢板和薄片穿入，钢丝一头固定在仪器操作平台钢板上（钢丝孔S1、S2），另一头垂至底板悬挂10kg重锤并浸没在阻尼液中，待钢丝静止不动后使预先穿入的薄片自然下落至支架上并固定，此时钢板和固定薄片的钢丝孔在同一铅垂线上且坐标值相同。（3） 将钢丝、重锤、阻尼液移除，薄片固定支架保持原状不动，并架设全站仪激光对中薄片的钢丝孔S1、S2，然后移除薄片固定支架，激光直接投射至底板预埋钢筋上并做好标记，此点为永久控制点。（1）地上导线钢丝点仪器架设平台（（1）地上导线钢丝点仪器架设平台（2）控制点传递固定支架（3）激光对点、点位制作以上操作独立进行三次取中数。将投至底板的两控制点S1、S2设为地下平面控制导线的初始定向起算边和地下永久控制点，指导盾构施工（图8-2）。林图制导线的初始定向起算边和地下永久控制点，指导盾构施工（图8-2）。林图8-2方向传递地下导线初始定向9.2高程传递测量高程传递测量采用竖井悬挂钢尺传递的方法，进行高程传递时，在始发井内悬挂鉴定过的钢尺，在钢尺上吊挂与钢尺检定时相同质量的重锤，然后在地上和地下安置两台水准仪同时读数。每次独立观测三测回，每测回都要变动仪器高度，三测回测得地上、地下水准点的高差较差要小于3mm。并对三测回测定的高差进行温度、尺长改正（见图8-3）。9.3施工联系测量的时间和次数在盾构施工中有一项很重要的工作就是以井上井下联系测量的方法控制、修正盾构推进的轴线。在施工期间通常在每段隧道贯通前应至少独立进行三次，取三次测量成果的平均值指导隧道贯通。由于双林〜李楼区间单线最长长度约2.1KM，则我方计划每条线共进行6次联系测量，即在盾构始发前、隧道掘进100〜150m时、隧道掘进至第一条曲中时、隧道掘进至一半时、隧道掘进至第二条曲中时和距贯通面100〜200m时分别进行一次，并保证观测数据和最终成果满足相关规定要求。十、盾构始发测量10.1洞门钢环复测利用车站端头井初始定向控制点设站，用坐标法测定洞门钢环的横径和平面坐标，并求出洞门钢环的平面中心坐标，计算洞门钢环的平面偏差值。利用悬挂钢尺传递至井底的水准点，测量洞门钢环的底高程、顶高程，求出钢环直径和高程偏差值。其复测方法见图9-1洞门圈中心坐标为：x°=(xA+xB)/2,y°=(yA+yB)/2洞门圈中心高程为：H=(H+H)/2oCD横径洞门中心竖径最侧切点横径洞门中心竖径最侧切点最低切点D图9-1洞门钢环复测示意图10.2盾构机始发托架及反力架安装测量盾构机初始状态主要决定于始发托架和反力架的安装，因此始发托架的定位在整个盾构施工测量过程中显得格外重要。这关系到盾构始发后轴线的控制，因此，在放样前应根据轴线的要求，与项目工程师商讨放样的具体要求并征得其认可。由于线路设计在始发井内为直线，所以始发托架的平面定位直接按照线路设计放样出隧道设计

中心线来控制。在盾构机始发托架安装前，利用井下控制点精确在地面标定出隧道设计中心线及盾构托架支撑导轨的中心线，作为盾构托架和反力架的平面位置定位依据。安装完成后，架设全站仪实测盾构托架轴线坐标，返算坐标值与理论值的偏差，逐步调整偏离值直至满足设计轴线要求。高程位置，根据事先计算好的托架各主要点的高程，利用水准仪对其进行高程放样。防扭装置盾构机管片支撑横梁三角支撑图9-2盾构托架支撑导轨与隧道中心线位置示意图防扭装置盾构机管片支撑横梁三角支撑图9-2盾构托架支撑导轨与隧道中心线位置示意图主要安装精度指标为：①高程偏差^±3mm②左右偏差^±3mm③竖直趋势忍±2%0④水平趋势忍±3%。10.3盾构机标定在盾构掘进阶段只能用间接法来推算出刀盘中心的坐标。在盾构机的机壳体内适当位置选择安装测量标志就成为非常重要的工作，所选位置既要有利于观测，又利于测量标志的保护，并且相对位置不能发生变化。根据盾构机的结构实际情况，盾构测量标志尽量安装在盾构平面中心轴线上。在盾构机调试结束准备推进前，对盾构进行多次测量，得到盾构的轴线，然后根据盾构机轴线选择合适的位置安装前后标志。前标、后标应有足够距离，（一般应超出1m），且前标距盾构切口距离越近越好，同时应保证与观测台有良好的通视条件。通过仪器测量得出前后标志与盾构机的几何关系。下为盾构测量标志安装的示意图。图9-3盾构测量标志安装示意图始发掘进前，在主体结构中板适当位置安装激光测站及后视棱镜吊蓝，利用井下平面控制点和井下高程控制点引测出激光站点和后视棱镜三维坐标，引测时仰角不大于8°，高程测量独立测量三次，测得的高差较差^±5mm。对盾构初始姿态进行人工测量，将人工测量的数据与自动导向系统的数据进行比较，数据一致方可进行盾构始发。卜一、盾构姿态人工测量本工程盾构日常推进测量采用先进的RMS-D盾构自动导向系统。盾构机姿态日常测量主要包括六个参数：高偏、平偏。方位角、俯仰角、滚动角、和切口里程。盾构机姿态测量分为自动导向测量和人工测量，以自动导向系统为主，为了保证盾构施工轴线的准确性，定时采用盾构姿态人工测量的方法对RMS-D自动导向系统的正确性和稳定性进行检核。11.1盾构机姿态人工检测。盾构机姿态的人工检测必须独立于自动导向系统以外进行。厂方人员在盾构机上安装一些参考点（可置棱镜），这些参考点与盾首、盾尾的相互关系已经测定（或将要测定）。测量人员用全站仪测定这些点的三维坐标，通过空间坐标转换公式可以计算盾首、盾尾的三维坐标。厂方（力信公司）负责提供空间三维坐标转换软件。盾构机姿态的人工检测频率，在100环（试验段）内每5—10环检测一次，在正常推进区间每30环检测一次（如果甲方有规定，按甲方规定执行）检测应出书面报告，由监理审验。如发现异常情况，随时加密检测频率。

11.2管片姿态测量（1）管片安装姿态测量根据已测定的盾构姿态的几何尺寸与定比分点数字公式导出推算公式如下:Q盾构轴线上管片拼装位置的偏离值计算平面使用公式：（L—S）/L*"平+S/L*"平式中：l——盾构总长s——管片前端到盾尾的距离a——盾构切口偏离值b——盾构盾尾偏离值平——表示平面高程使用公式：（L—S）/L”高*S心%其中：高——表示高程Q管片偏离盾构轴线计算平面必须测定拼装完成的管片与盾壳内壁左右两侧的间隙（L左"）（用带有其偏离值£上"下）毫米刻度的钢直尺），如果匕右，则存在偏离（管片中心偏离盾构中心），用下式计算：‘平=（L左一L其偏离值£上"下）式中：S平为“+”，表示管片中心在盾构中心轴线右S平为“一”，表示管片中心在盾构中心轴线左同理，高程也必须测定拼装完成的管片与盾壳内壁上下两侧的间隙（（用带有毫米刻度的钢直尺），若七下，则存在偏离（管片中心偏离盾构中心），其偏离值:S偏离值:S高=（L下"上）/2式中：S高为“+”，表示管片中心高于盾构中心S高为“一”，表示管片中心低于盾构中心管片安装姿态=盾构轴线上管片拼装位置的偏离值计算+管片偏离盾构轴线计算的叠加（2）成型管片姿态测量成型管片姿态测量包括横向偏差值、高程偏差值、水平直径和竖直直径等。根据惯例对已成隧道管片进行测量，一般直线段每10环一点，曲线段每5环一点。测出三维坐标报出偏值，沿里程桩号增大方向平面位置，偏右为“+”，偏左为“一”,竖直方向偏上为“+”，偏下为"一"。平面测量方法：采用4米铝合金刮尺在中心处贴好反射片，再用一把水平尺固定在刮尺中间控制刮尺是否水平。把刮尺放在所要测环的底部，使用刮尺水平放置，全站仪安置在井下控制导线点上直接测量这环的中心平面坐标。高程测量方法：测量所要测环的中心底部和顶部的实测高程，计算平均值。管片横竖直径测量方法：用于持测距仪分别放在管片底部和腰侧来测得管片的横竖直径，通常取2-3次测量结果的平均值，并算出椭圆度（D横-D竖）/D设。管片竣工测量方法如图14-1所示。管片竣工测管量竣童图8示意图十二、RMS-D自动导向系统由于盾构法施工距离长、隧道前方设备较多，造成隧道内通视条件差，测量条件恶劣。同时必须在盾构机掘进过程中时刻控制盾构的姿态，使它精准的沿着设计轴线前进，从而对于测量工作要求我们作到准确、科学、严密。上海力信RMS-D系统就是一种使用方便、测量精度高、比较稳定的自动测量系统。系统功能完善，使用操作简单、方便且易于维护。友好的Windows操作界面，使系统更容易理解和使用。全站仪和工业电脑之间无需电缆连接，真正的无线操作模式，系统安装及换站测量工作简单快速。系统自动进行测量数据备份，数据安全得到保证，同时可进行历史数据查询、分析及成果报表的打印输出。12.1RMS-D导向系统的特点（1） 测量和计算盾构机的位置，图形和数字的方式直观显示。（2） 计算、显示盾构机的掘进趋势。（3） 备份所有已拼管环的数据信息（掘进报告，日志文件等）。（4） 通过PC对所有的组件进行控制，系统运行完全自动化，也可人工干预。（5） 自动检查全站仪定向偏差，棱镜偏差，确保测量值的准确性。（6） 换站后自动进行下一步工作，不用进行学习测量。（7） 通过标准的线形设计要素计算隧道设计轴线，隧道中线主桩坐标计算更简单易行。（8） 界面友好,操作方便（采用Windows操作系统）。12.2系统组成测量系统由自动测量全站仪、倾斜仪、目标棱镜、后视棱镜组、无线电台、供电系统、机头控制盒、驾驶室控制盒、工业电脑、供电通讯线缆等硬件和采集处理数据的软件组成。系统组成图12.3软件工作流程硬件供电通讯线缆连接好以后启动测量系统软件，软件会对各个组件进行通讯初始化，初始化成功后系统进入准备阶段，将必要的数据资料（线路数据、零位数据、测站后视数据、项目信息等）输入软件中，点击程序的开始测量（与PLC连接后盾构开始掘进测量系统会自动运行），程序会控制全站仪自动测量1号和2号棱镜的坐标并通过无线方式传送给电脑，同时通过有线方式读取当前盾构机上倾斜传感器数据，程序在收到这些数据后通过内部检核机制判断这些数据的真实性，若数据没有超限则程序会计算出当前盾构机的三维姿态显示在主界面上，超限则报警提示等待下一周期继续测量。12.4系统基本知识（1） 盾构机位置姿态盾构机位置：盾构机位置通过盾首、盾尾三维坐标来确定。测定盾构机的盾首、盾尾的三维坐标，盾构机的唯一位置即确定。盾构机姿态：盾构机的姿态通过其侧转角、俯仰角和方位角等三个参数确定。测定盾首、盾尾的三维坐标，通过传感器获得数据经过计算处理可获得确定姿态的三个参数的准确数值。（2） 坐标系测量工作都必须有一个基准一一标系，RMSD导向系统涉及三种坐标系。Q大地坐标系大地坐标系是隧道施工测量的基础，地面导线测量、地下导线测量、吊篮坐标测量、现场放样、计算隧道中线的主桩坐标及测定盾构机位置等都使用大地坐标系。盾构机的位置通过RMSD软件最终转换为位置偏差、方位偏差、坡度偏差和侧转等位置姿态信息。大地坐标系以东方向为Y轴，北方向为X轴，其XOY面平行于水平面的平面坐标系，如下图所示：北方岗AXY6 A东方向坐标原点Q刚体坐标系（零位坐标系）进行零位测量时所基于的空间直角坐标系为零位测量坐标系

刚体坐标系盾首0^偏差坐标系刚体坐标系盾首0^偏差坐标系这个坐标系用于确定盾构机的位置偏差值，坐标值以水平偏差、垂直偏差和里程来体现。(3)偏差定义盾首、盾尾的平面偏差及高程偏差通过与设计线比较得出，侧转角为盾构机与零位测量时比较发生的转动。平面偏差高程偏差侧转角平面偏差高程偏差侧转角(4)零位测量在盾构机始发前，必须测定目标棱镜和倾斜仪与盾构机盾首、盾尾的空间位置关系，为推进时测量和计算盾构机的盾首、盾尾的三维坐标(X、Y、Z)提供坐标转换参数。零位测量的目的是获取目标棱镜和倾斜仪与盾构机盾首、盾尾的空间位置关系，为计算盾首、盾尾三维坐标(X、Y、Z)的坐标转换模型提供参数。因此零位测量只要在同一坐标系下测定目标棱镜和盾首、盾尾的三维坐标及倾斜仪的初始值即可，其测量方式灵活选择。(5)盾构姿态测量RMSD软件控制全站仪测量盾构机上的两个可编程控制的遥控棱镜，测量数据通过无线电台传输到工业计算机，并实时获取倾斜仪的数据，RMSD软件对这些测量数据进行分析计算，实时显示盾构机的位置姿态，完成盾构掘进实时姿态测量。盾构姿态测量内容包括平面偏差、高程偏差、俯仰角、方位角、滚转角及切口里程。盾构机姿态测量计算数据取位精度要求应符合下表要求测量内容取位精度平面偏差1mm高程偏差1mm俯仰角1'方位角1'滚转角1'切口里程0.01m12.5全站仪的搬站测量RMSD软件提供用户自动搬站的功能，现场按照软件的提示一步一步操作即可。程序会对搬站的过程及结果进行检核确保搬站过程中数据的准确性，自动搬站过程中需对棱镜进行正倒镜测量。换站测量应打印报表，报监理审核。12.6盾构信息备份掘进过程中测得与盾体姿态相关的数据都被存放于一个RMSproject的文件夹中，每一个项目会有一个单独的文件夹，文件夹的名称会以工程项目的名称命名，将当前施工的项目定期备份至其他电脑的硬盘中。12.7硬件安装(1)全站仪和后视棱镜组全站仪安装在特制的吊篮的强制归心螺丝上，吊篮通过膨胀螺丝或者管片安装螺丝固定在管片上，安装吊篮时需要考虑跟全站仪跟棱镜的通视和吊篮与盾构机后配套车架之间的高度，在满足最大通视情况下应满足盾构在前进过程中不会触碰全站仪。由于部分管片拼装好以后有可能渗水，安装吊篮之前要检测安装的位置以后是否可能会渗水。后视棱镜组同样安装在吊篮上，安装时注意与全站仪的通视。（2） 工业电脑工业电脑的安装根据盾构机的型号不同一般分为，壁挂式安装、嵌入式安装和通过安装支架安装等三种方式在盾构机厂内或者施工现在由力信工作人员负责安装。（3） 无线电台无线电台分为基站（Base）和流动站（Remote）两种，基站放置于工业电脑附近，由于操作室是金属结构所以RMSD系统的基站会通过10米的电台延长线将电台延伸值控制室的顶上，并安装在合适的位置上（不会被触碰或者进水），流动站安装在全站仪的吊篮上，并保证与基站之间能够通视、无障碍物遮挡，这样能够使得无线通讯距离更远、更稳定。在盾构机转场时需将电台及线缆拆卸保存好，以防丢失或损坏。（4） 倾斜仪RMSD的倾斜仪一般安装在中盾的H梁（支撑环）上的特定安装支架上，安装支架在出厂前已经由力信工作人员焊接好。安装倾斜仪时需要将倾斜仪的Y方向指向刀盘方向，X方向水平朝右。在盾构机转场或者维修时也不需要拆卸倾斜仪，除非更换倾斜仪。（5） 目标棱镜RMSD的目标棱镜安装在特制的安装支架上，安装支架出厂前或者在施工现场焊接中盾上，部分盾构机由于通视空间的影响需要焊接在其他地方，棱镜安装好以后需要保证在整个掘进过程中与盾体之间的关系不在发生变动，棱镜的安装位置由测量人员来确定。此导向系统采用遥控棱镜，RMS-D软件控制全站仪测量盾构机上两个可编程控制的遥控棱镜，并实时获取倾斜数据，RMS-D软件对这些数据进行分析计算，实时显示盾构机位置和姿态，完成掘进时实时姿态测量。遥控棱镜能够很好的解决全站仪在隧道测量中的小视场问题。程序通过控制遥控棱镜的旋转使得在测量过程中始终只有一个棱镜的镜面面向全站仪，这样就很好的解决了隧道小转弯半径或者长距离测量时全站仪ATR功能不能正常使用的问题。外壳：合金铝，表面经阳极化处理接口：进口宾得接插件防护等级：IP64力信工作温度：20°~+45°安装及外形尺寸12.8硬件保养为了使RMSD测量系统能够正常工作，需要定期对系统的硬件进行维护，在恶劣环境中更应该进行频繁的维护，这样能增加系统的使用寿命、减少一些不必要的损失，下表列出了需要定期保养维护的内容。

描述『检查周期一检查遥控棱镜镜片是否被注浆液糊住，若镜片上有泥浆需用软纸或者软布轻轻擦干净，严禁直接用手凛拭镜片！『每天『检查全站快吊篮、后视棱镜吊篮是否会被车架撞到『每天『舞检查全站仪目镜上是否有泥浆，若有泥浆需用软布来清洁，严禁用手直接瘵拭镜面『每天『通过控制测重检查测站和后视点的坐标『每周『检查全站仪与遥控棱镜的通视空间，测量通规3飒比较小时应及时换站『每天『8通过固定在盾构机上的特征点来检核导向系统计算的姿态『每个月『检查全站仪是否有间题，并及时调整『每三个月『部检查全站仪的气泡是否居中，若超出补偿范围应及时整平，升重新设站定向『每天『卯定期将测重数据库备份至L-盘，并转移至地面亦公室电脑中日常『12.9RMS-D介绍RMS-D软件操作使用习惯同一般桌面软件，软件界面简单明了，引导式的操作模式，使用者很容易的掌握和使用RMS-D软件。（1）测量主界面1.软件名称水平、垂直偏差切口里程累计掘进当前环号，掘进状态。旋转角，正值表示盾构机顺时针旋转，负值表示逆时针旋转俯仰角，正值表示盾构机向上前进，负值表示盾构机向下前进通讯状态显示，点击图示可弹出一个包含当前工作状态信息的对话框全站仪的供电信息盾构姿态正视图，以图形的方式显示盾构机目前相对于设计轴线的位置关系，红色十字丝表示盾首，蓝色表示盾尾。默认图上垂直偏差范围为土50mm,平面偏差为土100mm，当实际偏差超出这个范围时，系统会自动将这个范围放大到合适值盾构姿态俯视图，盾构机的水平方位角与盾首对应线路里程的切线方位角盾构姿态侧视图，盾构机俯仰角与盾首对应线路里程的切线坡度的差值系统n级菜单按钮，点击按钮可以切换到相应菜单测量动画示意图测量消息框，系统出错的信息也在这个消息框内以红色显示，这些日志都被保存在数据库中工程名称，由用户输入系统时间，与工业计算机的时间同步用户级别（2）倾斜仪瞬时值软件每秒钟读取两次倾斜仪的数据，并将结果显示在界面上。平均值将10秒内读取的倾斜仪的平均值显示在界面上。（3）换站测量点击系统主界面上的换站测量按钮，默认进入吊篮坐标界面。点击设站按钮即进入设站界面；点击学习测量按钮即进入学习测量界面；点击返回按钮则返回系统主界面，此时需要确认对所有的操作都进行保存后才能点击返回按钮。吊篮坐标界面设站学习测量返回吊兰坐标点信息 测量前视添加设站学习测量返回吊兰坐标点信息 测量前视添加］ ［编辑堡）］ ［册臃⑭］ ［ ］［调用测星值添加输入新吊篮的点名、坐标，点击添加按钮即将新吊篮的信息输入软件中，并在左侧的吊篮坐标列表中显示。编辑在吊篮坐标列表中选则需要修改的点名然后双击，此时选中的信息将在右侧的点信息一栏中显示出来，完成修改后点击编辑按钮将修改的信息重新保存至左侧的吊篮坐标列表中，原来的信息将被覆盖。删除在吊篮坐标列表中单击需要删除的点，点击删除按钮即可删除该点。保存只有对软件进行增加、编辑、删除等其中一项操作后保存按钮才会凸显出来，增加、编辑、删除等按钮只是对软件界面进行操作，并没有将数据存储进数据库，所有的操作最后都需要点击保存按钮将结果存入数据库中。前视测量自动换站中当新吊篮安装好，并且将棱镜按好以后，点击测量软件会自动测量新吊篮的坐标并显示在界面上。换面测量前视仪器倒镜测量新吊篮坐标并将结果显示在界面上，棱镜高测量新吊篮时若无棱镜高则输0调用测量值新吊篮测量完成后，在点信息中输入新吊篮的名称点击调入测量值新吊篮的坐标会被输入吊篮信息中，点击保存按钮则将数据保存入数据库中。设站界面测站测站点号，即全站仪所在位置的点号，从下拉列表中选中点号后则该点的三维坐标将显示在界面上。仪器高全站仪在调平状态下的仪器高，设站时需测量人员事先测量好然后输入界面，默认单位［m］。后视后视点号，后视棱镜所在位置的点号，在下拉列表中选中点号后则该点的三维坐标将显示在界面上。棱镜高后视棱镜在调平状态下的高度，设站时需测量人员事先测量好然后输入界面，默认单位［m］。测距将测站点号和后视点号选好以后软件会自动计算出测站到后视的理论方位、理论平距、理论高差，实测方位、实测平距、实测高差及方位偏差、平距差、高程差等信息在点击测距按钮且全站仪测量成功以后才能显示在界面上。设站定向测距成功后设置定向按钮会显示出来，点击设站定向程序将定向结果保存。十三、贯通测量贯通测量是隧道施工过程中和隧道贯通后的测量。前者是为确保掘进的隧道能按设计路线准确贯通而进行的，一般包括：地面控制网复测、接收井洞门中心位置测定、竖井联系测量、地下导线测量、放样掘进方向和坡度，并常检查其正确性；后者是在隧道贯通后，测定实际的横向、纵向和竖向贯通误差。其目的是为获取实际的贯通误差值，作为下一步调整施工中线的依据，以获得一条调整后的隧道中线，作为扩大断面、衬砌以及在隧道中铺设铁轨的依据。贯通测量包括平面贯通测量和高程贯通测量。平面贯通测量是测定实际的横向和纵向贯通误差，测量方法采用单导线作为洞内控制时，贯通之后在贯通面上钉一临时桩，利用接收井传递下来的地下控制点和指导贯通的地下控制点分别向临时桩进行支导线测量，测取临时桩点的平面坐标，将两组坐标的差值分别投影到贯通面上和隧道中线上，则贯通面上的投影即为横向贯通误差，在中线上的投影即为纵向贯通误差，再置镜于该临时点测求方位角贯通误差。高程贯通测量是测定实际的竖向贯通误差，通常采用水准测量方法，从隧道两端洞口附近的水准点开始，各自向洞内进行，分别测出贯通面上同一点的高程，所测得的高程差，即为实际的高程贯通误差。十四、贯通精度估算和提高贯通精度的方法14.1平面贯通误差分析（1） 平面贯通误差的主要来源由于本标段是主要是盾构施工，其贯通误差是指盾构机头中心与预留门洞中心的偏差值。横向贯通误差的主要来源是下列五道测量工序的误差：：地面控制测量误差；：始发井联系测量的误差；：地下导线测量误差量误差；：盾构姿态的定位测量误差；：吊出井联系测量的误差（2） 各项误差源的分析

地面控制测量误差：地面导线测量对横向贯通的影响是测角误差和测边误差的共同影响。导线测角误差引起的横向贯通中误差为 丁一式中：mp—导线测角中误差，以秒计；ERX2一导线测角的各导线点至贯通面的垂直距离的平方和，单位m2；p—206265导线测边误差引起的横向贯通中误差为m3/sx式中：mS/S一导线边长相对中误差；"2-导线各边长在贯通面上投影长度的平方和,单位m2；始发井与吊出井地面导线测量的测角中误差均取m_p=1"（仪器精度1"级），测距相对中误差均取m_s/S=1/60000（精密导线测量主要技术要求）始发井地面导线测量对横向贯通的影响始发井RX和dY值表导线点XY RxL2导线边dydy2DII0081292135.040109755.2531555.1042418348.5156.14083.2116924.1L2291989.040109810.6031686.9852845918.4269.414164.03426907.2DI045109541.2061473.2642170506.8377.239299.58389750.0SGZX291883.933109178.0501244.0061547550.9812.806557.060310315.8F1291793.421108370.299652.111425248.8632.62523.294542.6S1292154.103107850.565 19.915396.694.62873.3745383.7DII033292176.950107942.393 79.6696347.2=9414317.2 m郊=号Xj诳凌=15mmXdy2=439823?I mys=m3/Sx7S^y2=11mmm榜］=武+ =zt18.60mm始发井联系测量误差:

本标段始发井钢丝投点间距80米以上，联系测量方法采用投点定向，首先在地面通过以闭合导线的测量方法测定投点钢丝的点位坐标，然后通过钢丝投点的方法将地面坐标传递到井下去。根据以往的精密导线测量经验，导线各边的方位角中误差可以达到2〃以内，钢丝投点的点位中误差按照规范要求取3»:，推算投点定向误差对横向贯通误差的影响为：注：L是盾构施工段线路长2118.094艺；而钢丝投点的点位中误差为3：—，假设完全传递给横向贯通，则投点的点位中误差影起的横向贯通误差为*宇匚=二3»：:，假设投点误差和定向误差都独立的，则联系测量引起的横向贯通误差为■m=宁+3勺=20.7mm由于在贯通前我们将在始发井独立作三次联系测量，则始发井联系测量误差为12.0mm12.0mm地下导线测量误差：地下导线以支导线的形式布设，其横向贯通误差主要受测角精度的影响，根据规范要求，隧道内控制点间平均边长宜为150m，曲线隧道控制点间距不应小于60m，考虑本标段盾构区间线路长2118.094m，大于1500m，故在布设地下导线点时应尽量把导线边拉长，并且我标将在隧洞内布设主、副双导线以便互相检核并提高测量精度。=35=35mm式中：n=14为设站数，L=2118.094m为隧道总长，mp为=1.5'测角中误差，p=206265为常数。盾构姿态的定位测量误差：盾构机姿态测量误差可以借鉴《城市轨道交通工程测量规范》(GB50308-2008)盾构机姿态测量误差技术要求，m横4采用其允许的平面偏离值3mm即m横4=±3mm；吊出井联系测量的误差：吊出井联系测量我们采取与始发井同样的方法，钢丝投点的点位中误差规范值3mm。假设其误