盾構(gòu)施工測量方案

目錄一、VMT導(dǎo)向系統(tǒng)11、盾構(gòu)施工的坐標(biāo)系統(tǒng)12、定向系統(tǒng)的基本組成與功能23、定向基本原理3二、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)階段測量41、始發(fā)定向測量42、觀測要求及精度5、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)托架及反力架安裝測量71）始發(fā)托架的高程控制72）始發(fā)托架的平面位置控制83）始發(fā)托架、基準(zhǔn)環(huán)及反力架的檢查94、始發(fā)掘進(jìn)階段測量91）、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)人工復(fù)測10）、環(huán)片測量11）、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測量的誤差分析12三、隧道洞內(nèi)施工測量121、激光站的移站121）、移站距離的確定132）、激光站的移站142、激光站的人工檢查153、洞內(nèi)精密導(dǎo)線網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)的測設(shè)164、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)人工復(fù)測185、隧道環(huán)片測量18四、貫通誤差預(yù)計191平面貫通誤差分析19 平面貫通誤差的主要來源19各項誤差源的分析19 平面貫通測量誤差預(yù)計232高程貫通誤差分析23（1）高程貫通誤差來源23（2）各種誤差源的分析24（3）高程貫通誤差的預(yù)計25五、竣工測量251、貫通測量：252、竣工驗收測量：26六、測量技術(shù)保證措施26一、VMT導(dǎo)向系統(tǒng)在掘進(jìn)隧道的過程中,為了避免隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)發(fā)生意外的運(yùn)動及方向的突然改變, 必須對TBM的位置和DTA(隧道設(shè)計軸線)的相對位置關(guān)系進(jìn)行持續(xù)地監(jiān)控測量。TBM能夠按照設(shè)計路線精確地掘進(jìn)，則對掘進(jìn)各個方面都有好處（計劃更精確，施工質(zhì)量更高）。這就是TBM采用“導(dǎo)向系統(tǒng)”（SLS）的原因。德國VMT公司的SLS-T系統(tǒng)就是為此而開發(fā)，該系統(tǒng)為使TBM沿設(shè)計軸線（理論軸線）掘進(jìn)提供所有重要的數(shù)據(jù)信息。1、盾構(gòu)施工的坐標(biāo)系統(tǒng)（1） DTA坐標(biāo)系DTA坐標(biāo)系是盾構(gòu)施工坐標(biāo)系統(tǒng)，它是以線路設(shè)計中線為參照的一種三維坐標(biāo)。只要將盾構(gòu)始發(fā)站開始的線路設(shè)計資料輸入，掘進(jìn)中任意點(diǎn)里程點(diǎn)的平面坐標(biāo)和高程，以及線路的平面、縱剖面狀態(tài)，通過計算機(jī)處理后，均為已知并可顯示出來。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)中某一時刻的里程位置，則是通過設(shè)置在導(dǎo)線點(diǎn)上的激光自動全站儀、自動跟蹤盾構(gòu)機(jī)上的光靶進(jìn)行測量獲取的。（2） TBM坐標(biāo)系TBM坐標(biāo)系是盾構(gòu)機(jī)本身的一種局部坐標(biāo)系統(tǒng)，它主要用來檢測盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，也是三維坐標(biāo)。2、定向系統(tǒng)的基本組成與功能導(dǎo)向系統(tǒng)是由自動全站儀、電子激光系統(tǒng)、計算機(jī)及掘進(jìn)軟件和電源組成。其組成見下圖：1、自動全站儀(TCA）具有伺服馬達(dá)，可以自動照準(zhǔn)目標(biāo)和跟蹤，并可發(fā)射激光束，主要用于后視定向，測量距離、水平角和豎直角，并將測量結(jié)果傳輸?shù)接嬎銠C(jī)。2、電子激光系統(tǒng)（ELS）也稱光靶板，是一臺智能性型的傳感器。ELS接收全站儀發(fā)射的激光束，測定水平和垂直方向的入射點(diǎn)。偏角由ELS上激光的入射角確認(rèn)，坡度由該系統(tǒng)內(nèi)的傾斜儀測量。ELS在盾構(gòu)機(jī)體上的位置是確定的，即對TBM坐標(biāo)系的位置是確定的。3、計算機(jī)及掘進(jìn)軟件SLS-T軟件是自動導(dǎo)向系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理和自動控制的核心，通過計算機(jī)分別與全站儀和ELS通信接收數(shù)據(jù)，盾構(gòu)機(jī)在線路平、剖面上的位置計算出來后，以數(shù)字和圖形在計算機(jī)上顯示出來。如下圖所示：4、電源即所謂黃箱子。它主要為全站儀供電，保證全站儀工作和與計算機(jī)之間的通信和數(shù)據(jù)傳輸。3、定向基本原理洞內(nèi)控制導(dǎo)線是支持盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)導(dǎo)向定位的基礎(chǔ)。全站儀設(shè)置在掘進(jìn)機(jī)附近（不大于150m）的一個導(dǎo)線點(diǎn)上，該點(diǎn)三維坐標(biāo)已知，后視另一導(dǎo)線點(diǎn)定向。全站儀測量測站至ELS棱鏡間的距離、方位角和豎直角，ELS棱鏡的三維坐標(biāo)和掘進(jìn)里程即可獲得。ELS接收入射的激光定向光束，可獲取實時的TBM軸線方向，并通過計算機(jī)與已知該里程的線路設(shè)計位置（DTA）相比較，得出偏差值并顯示在屏幕上，這就是盾構(gòu)姿態(tài)的實時檢測導(dǎo)向。只要掘進(jìn)中控制好盾構(gòu)姿態(tài)，使TBM軸線與線路設(shè)計中線符合在允許的偏差之內(nèi)，隧道的正確掘進(jìn)與襯砌就得到保證。為保證導(dǎo)向系統(tǒng)的正確性和可靠性，在掘進(jìn)一定長度或時間之后，需要通過洞內(nèi)導(dǎo)線獨(dú)立的檢測盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)。二、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)掘進(jìn)階段測量1、始發(fā)定向測量盾構(gòu)機(jī)的始發(fā)定向，采取兩井定向測量，利用始發(fā)井兩端盾構(gòu)預(yù)留井，長度在80米左右，在地面測設(shè)近井點(diǎn)，兩端井口吊鋼絲，在底板上布設(shè)五個控制點(diǎn)（SL1、SL2、SR1、SR2、SR3）與GPS6（北山村）和精密導(dǎo)線控制點(diǎn)IVJ122、GPS7(侖頭村)、IVJ121構(gòu)成閉合導(dǎo)線。為了保證地下定向精度，點(diǎn)位均采用埋設(shè)觀測墩強(qiáng)制對中，以減少儀器對中誤差。見下圖：2、觀測要求及精度1、 執(zhí)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)：地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范（GB5038-1999）工程測量規(guī)范（GB50026-93）鐵路工程測量規(guī)范2、 導(dǎo)線點(diǎn)的布設(shè)導(dǎo)線點(diǎn)間的垂直角小于30。3、 視線離障礙物的距離不小于0.3m，以減少旁折光的影響。4、 導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角用Leica 1101型全站儀進(jìn)行施測，角度用全圓測回法觀測6測回。當(dāng)測站上只有一個方向時，左、右角各三測回，左、右角平均值之和與360之較差小于3，導(dǎo)線邊長均對向觀測6測回取其平均值，測回間邊長較差不大于2mm。5、 為了保證觀測精度要求，選擇良好的天氣和時間段進(jìn)行施測，以減少大氣折光的影響。6、 導(dǎo)線角度閉合差按下式計算，wf=2mSQR(n)n:導(dǎo)線的角度個數(shù)。7、 導(dǎo)線方位角閉合差計算測角中誤差按m0=SQR(ff/ n)/N)f：導(dǎo)線方位角閉合差,n：導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角個數(shù)，N：閉合導(dǎo)線環(huán)的個數(shù)。8、 測角中誤差不大于2.5，測距中誤差不大于1/6000，方位角閉合差5SQR(n)，導(dǎo)線全長相對閉合差不大于1/35000，相鄰點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不大于8mm。9、 導(dǎo)線的成果計算和精度評定用南方測繪公司PA2002平差易軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差。10、 使用Leica 1101型全站儀施測，標(biāo)稱精度1.5，2+2ppm。11、 高程傳遞測量，從地38引測至車站井口處，往返觀測其往返觀測高差不符值小于fh=8SQR(L)，L：往返測線距離。12、 從井口臨時點(diǎn)向下傳遞，用懸掛鋼尺的方法進(jìn)行測量，鋼尺須經(jīng)檢定合格，鋼尺懸掛后在下部吊上鋼尺檢定時標(biāo)準(zhǔn)拉力的重物（5.1KG）。觀測時獨(dú)立觀測三測回，三測回測得的高程較差不大于3mm，高差測定后加入尺長和溫度改正；測量儀器用蘇一光生產(chǎn)的DSZ2精密水準(zhǔn)儀及配套測微器銦瓦合金水準(zhǔn)標(biāo)尺和經(jīng)檢定合格的30m卷尺進(jìn)行施測。見下圖：、盾構(gòu)機(jī)始發(fā)托架及反力架安裝測量盾構(gòu)機(jī)初始狀態(tài)主要決定于始發(fā)托架和反力架的安裝，因此始發(fā)托架的定位在整個盾構(gòu)施工測量過程中顯得格外重要。主要安裝精度指標(biāo)為：高程偏差mm左右偏差10mm豎直趨勢 水平趨勢1）始發(fā)托架的高程控制盾構(gòu)機(jī)在曲線段始發(fā)方式通常有兩種：切線始發(fā)和割線始發(fā)。線路設(shè)計在始發(fā)井內(nèi)為一半徑5000m的豎曲線。由于始發(fā)推進(jìn)負(fù)環(huán)選取為標(biāo)準(zhǔn)環(huán)，使得盾構(gòu)機(jī)在井內(nèi)很難按照線路的設(shè)計資料來糾偏，因此始發(fā)方式在豎直面內(nèi)選擇為切線始發(fā)。切線點(diǎn)選擇在盾構(gòu)機(jī)破除洞門后入洞點(diǎn)。兩種始發(fā)方式示意圖見下圖：先計算出入洞點(diǎn)切線坡度，由豎曲線設(shè)計資料計算出入洞點(diǎn)的軌頂高程，按照所推出入洞點(diǎn)的切線坡度確定出始發(fā)托架頭尾對應(yīng)里程點(diǎn)的軌頂高程，作為始發(fā)托架高程及反力架的傾角調(diào)整的依據(jù)。實際放樣時，使盾體的實際坡度略大于設(shè)計坡度，以消除盾構(gòu)機(jī)入洞后“栽頭”的影響。盾體與始發(fā)托架橫斷面圖如下：2）始發(fā)托架的平面位置控制由于線路設(shè)計在始發(fā)井內(nèi)為直線，所以始發(fā)托架的平面定位直接按照線路設(shè)計放樣出隧道設(shè)計中心線來控制。在盾構(gòu)機(jī)始發(fā)托架安裝前，利用井下控制點(diǎn)精確在地面標(biāo)定出隧道設(shè)計中心線及盾構(gòu)托架支撐導(dǎo)軌的中心線，作為盾構(gòu)托架和反力架的平面位置定位依據(jù)。盾構(gòu)托架支撐導(dǎo)軌與隧道中心線位置示意圖見下圖。 3）始發(fā)托架、基準(zhǔn)環(huán)及反力架的檢查在始發(fā)托架、基準(zhǔn)環(huán)以及反力架安裝完畢后，對安裝結(jié)果進(jìn)行檢查。檢查結(jié)果滿足以下條件時，方認(rèn)為安裝合格，否則重新進(jìn)行調(diào)整。1) 基準(zhǔn)環(huán)和反力架的傾角與隧道的中心軸線的法線平行；2) 基準(zhǔn)環(huán)和反力架的中心線與隧道的軸線一致。3) 始發(fā)托架中心線與線路中心一致4、始發(fā)掘進(jìn)階段測量盾構(gòu)機(jī)初始狀態(tài)測量的主要內(nèi)容是：水平偏移、俯仰角、扭轉(zhuǎn)角的測量。測量的目的是確認(rèn)盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中是否沿隧道的設(shè)計中心線掘進(jìn)。1）、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)人工復(fù)測盾構(gòu)機(jī)作為一個近似的圓柱體，在開挖掘進(jìn)過程中我們不能直接測量其刀盤的中心坐標(biāo)，只能用間接法來推算出刀盤中心的坐標(biāo)。在盾構(gòu)機(jī)的機(jī)殼體內(nèi)適當(dāng)位置選擇測量的觀測點(diǎn)就成為非常重要的工作，所選觀測點(diǎn)既要有利于觀測，又利于點(diǎn)位的保護(hù)，并且相對位置不能發(fā)生變化。如圖中A點(diǎn)是盾構(gòu)機(jī)刀盤中心，E是盾構(gòu)機(jī)中體斷面的中心點(diǎn)，即AE連線為盾構(gòu)機(jī)的中心軸線，由A、B、C、D、四點(diǎn)構(gòu)成一個四面體，測量出每個角點(diǎn)的三維坐標(biāo)（xi, yi, zi）,根據(jù)四個點(diǎn)的三維坐標(biāo)（xi, yi, zi）分別計算出LAB, LAC, LAD, LBC, LBD, LCD, 四面體中的六條邊長，作為以后計算的初始值，在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過程中Li是不變的常量，通過對B、C、D三點(diǎn)的三維坐標(biāo)測量來計算出A點(diǎn)的三維坐標(biāo)。同理，B、C、D、E四點(diǎn)也構(gòu)成一個四面體，相應(yīng)地求得E 點(diǎn)的三維坐標(biāo)。由A、E兩點(diǎn)的三維坐標(biāo)和盾構(gòu)機(jī)的絞折角就能計算出盾構(gòu)機(jī)刀盤中心的水平偏航，垂直偏航，由B、C、D三點(diǎn)的三維坐標(biāo)就能確定盾構(gòu)機(jī)的扭轉(zhuǎn)角度，從而達(dá)到檢測盾構(gòu)機(jī)的目的。始發(fā)掘進(jìn)前，在主體結(jié)構(gòu)中板適當(dāng)位置安裝激光測站及后視棱鏡吊藍(lán)，利用井下控制點(diǎn)和井下高程控制點(diǎn)引測出激光站點(diǎn)和后視棱鏡三維坐標(biāo)，引測時仰角不大于8，高程測量獨(dú)立測量三次，測得的高差較差5mm。始發(fā)掘進(jìn)階段，利用井下控制點(diǎn)對盾構(gòu)姿態(tài)進(jìn)行人工復(fù)測，及時將人工復(fù)測的數(shù)據(jù)與VMT導(dǎo)向系統(tǒng)記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，當(dāng)差值較大時，用全站儀對激光站和后視棱鏡點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行檢查，修改VMT中的設(shè)置參數(shù)，以確保掘進(jìn)過程中盾構(gòu)姿態(tài)的正確。盾構(gòu)姿態(tài)人工復(fù)測每510環(huán)進(jìn)行復(fù)測一次。在掘進(jìn)到150m時，進(jìn)行一次包括聯(lián)系測量在內(nèi)的地下導(dǎo)線復(fù)測及地下水準(zhǔn)復(fù)測。）、環(huán)片測量隧道環(huán)片測量方法：按環(huán)片的直徑計算出弦長5米的矢距，水準(zhǔn)測量出環(huán)片底部的高程，環(huán)底高程加上矢距即為水平尺的高程，用全站儀大致定出一個方向線，計算出方向線與隧道中心線的偏移量，量取方向線與水平尺零點(diǎn)的偏移值，用水平尺上的偏移值減去計算出的理論偏移量即為環(huán)片中心與隧道中心線的偏移值，測量位置定在每環(huán)接縫處。水準(zhǔn)尺用鋁合金型材加工制成，規(guī)格50mm50mm5000mm，在中部安裝水準(zhǔn)汽泡，并以汽泡零點(diǎn)左、右刻出刻度線，水準(zhǔn)尺定期用水準(zhǔn)儀進(jìn)行校正。）、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測量的誤差分析由于盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)原因，B、C兩點(diǎn)的間距2m左右，AB、AC 的水平距離4m左右，測站點(diǎn)至B、C點(diǎn)的距離5m左右，由B、C點(diǎn)來推算A點(diǎn)的坐標(biāo)，B、C兩點(diǎn)的中誤差傳遞給A點(diǎn)，由誤差橢圓的原理可知它產(chǎn)生的縱向誤差對里程有影響，產(chǎn)生的橫向誤差是很小的，橫向誤差的產(chǎn)生主要是測角的影響。用Leica 1101型1.5級全站儀進(jìn)行角度、距離測量可以將A點(diǎn)的橫向點(diǎn)位誤差控制在10mm內(nèi)。三、隧道洞內(nèi)施工測量1、激光站的移站盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)時的姿態(tài)控制是通過全站儀的實時測設(shè)ELS的坐標(biāo)，反算出盾構(gòu)機(jī)盾首、盾尾的實際三維坐標(biāo)，通過比較實測三維坐標(biāo)與DTA三維坐標(biāo)，從而得出盾構(gòu)姿態(tài)參數(shù)。隨著盾構(gòu)機(jī)的往前推進(jìn)，每隔規(guī)定的距離就必須進(jìn)行激光站的移站。為了避免移站工作對掘進(jìn)的影響，移站工作選在管片拼裝時進(jìn)行。1）、移站距離的確定移站距離的確定主要取決于通視條件及全站儀與主控室電腦之間連接電纜的長度。通視條件主要取決于線路曲線元的設(shè)計半徑；連接電纜的長度為100米，在通視條件良好的情況下，進(jìn)行激光站移站的最大距離選為90米。在我項目部施工的管區(qū)內(nèi)，曲線段半徑及起訖里程分別為：半徑450m，ZDK17+332.758ZDK17+592.117，長259.359m；YDK17+344.092YDK17+603.451，長259.359m半徑800m，ZDK16+560.431ZDK17+251.671，長691.24m；YDK16+563.262YDK17+254.502，長691.24m半徑4000m，ZDK17+880.972ZDK17+921.464，長40.492m；YDK17+979.759YDK18+020.451，長40.492m根據(jù)激光站設(shè)站最佳位置進(jìn)行計算選擇各線路元段的移站距離，如下：直線及半徑4000m曲線段，移站距離為90m ，即每推進(jìn)60環(huán)進(jìn)行一次移站；半徑800m曲線段，移站距離為60m ，即每推進(jìn)40環(huán)進(jìn)行一次移站；半徑450m曲線段，移站距離為45m ，即每推進(jìn)30環(huán)進(jìn)行一次移站；2）、激光站的移站VMT導(dǎo)向軟件SLST有激光站自動移站功能，移站的過程除了托架和全站儀及后視棱鏡的安裝，其測量工作都可以通過此功能完成。操作流程為： 程序啟動方位檢測托架安裝新站點(diǎn)坐標(biāo)測定全站儀及后視棱鏡的移站托架底板采用40040010mm鋼板，四角上用50mm50mm角鋼焊接，內(nèi)側(cè)長400mm，和托架底板連接在一起，外側(cè)總長750mm，分為兩段，起調(diào)節(jié)托架底板水平的作用，底板中心焊上儀器連接螺絲的樁頭長10mm，采取強(qiáng)制對中，減少儀器對中誤差。打孔用膨脹螺絲安裝在隧道右側(cè)頂部不受行車的影響和破壞的地方。安裝時，先安裝短腳架，后裝調(diào)節(jié)腳架，用水平尺大致調(diào)平托架底板后，將其固定好，然后可以安裝前視棱鏡或儀器。托架示意圖如下：程序的啟動及后續(xù)測量工作在主控室進(jìn)行。此時SLS-T軟件處于“管片拼裝”狀態(tài)，按功能鍵F3，關(guān)閉測量后，通過功能鍵F6激光站移站來啟動程序。在初始窗口中，按下按鈕“測量開始F2”，啟動方位檢測程序。方位檢測被成功的執(zhí)行后，顯示檢測結(jié)果，在得到理想的結(jié)果后，按下F2確認(rèn)后方位檢測的結(jié)果。在測定新激光站點(diǎn)坐標(biāo)前，事先在信息輸入窗口中輸入如下信息：水平與垂直方向上偏移的近似值及新激光站點(diǎn)的大致里程；當(dāng)前棱鏡的高度及儀器的高度；新站點(diǎn)的點(diǎn)位編碼。在信息輸入窗口下，按下F2鍵啟動程序。全站儀自動搜索到前視棱鏡（即新激光站點(diǎn)）后，自動瞄準(zhǔn)棱鏡進(jìn)行測量。屏幕顯示計算出來的新激光站點(diǎn)坐標(biāo)。在測定新激光站坐標(biāo)時，為避免獲得錯誤的數(shù)據(jù)，須遮蓋住其他的反射棱鏡。新激光站點(diǎn)的坐標(biāo)測定后，將全站儀和后視棱鏡轉(zhuǎn)移到新的位置。全站儀和后視棱鏡轉(zhuǎn)移到新的位置后，主控室按功能鍵F2進(jìn)行確認(rèn)，新的信息窗口會顯示新激光站點(diǎn)三維坐標(biāo)，然后將新激光站點(diǎn)上的全站儀手動轉(zhuǎn)向新的后視點(diǎn)即原先的激光站，按下F2，重新調(diào)整定位全站儀上的刻度。成功執(zhí)行上述的步驟后，出現(xiàn)一新的信息窗口。通過按下F2功能鍵完成激光站移站程序。2、激光站的人工檢查在推進(jìn)的過程中，可能會由于安裝托架的管片出現(xiàn)沉降、位移或托架被碰動，使激光站點(diǎn)或后視靶的位置發(fā)生變化，從而全站儀測得錯誤的盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)信息。為了保證激光全站儀的準(zhǔn)確定位，在SLS-T軟件的狀態(tài)為“推進(jìn)”時，通過功能鍵F5對全站儀的定位進(jìn)行檢查，如果測得的后視靶的值超過了在編輯器中設(shè)定的限值時，需要對激光站進(jìn)行人工檢查。檢查方法是利用洞內(nèi)精密導(dǎo)線點(diǎn)對激光站點(diǎn)及后視靶點(diǎn)位置進(jìn)行測量計算，重新確定兩點(diǎn)的三維坐標(biāo)。設(shè)站導(dǎo)線點(diǎn)盡量選擇在右側(cè)管片側(cè)壁上的強(qiáng)制對中導(dǎo)線點(diǎn)，這樣建測站時能夠一次建站測算出兩個點(diǎn)位的坐標(biāo)，避免誤差的積累。外業(yè)測量按精密導(dǎo)線測量的規(guī)范要求測量夾角、距離、高差，觀測6個測回，左、右角各三測回，左、右角平均值之和與360的差4，邊長觀測6測回，內(nèi)業(yè)計算出新點(diǎn)位坐標(biāo)，在SLS-T軟件修改激光站點(diǎn)和后視光靶的點(diǎn)位坐標(biāo)。當(dāng)不滿足上述建站條件時，從隧道內(nèi)主控制導(dǎo)線點(diǎn)引測至后視靶托架上，在托架上建立測站，測定激光站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。往托架上引測時仰角不得大于8。當(dāng)環(huán)片測量結(jié)果與盾構(gòu)姿態(tài)相差較大時進(jìn)行此項檢測。3、洞內(nèi)精密導(dǎo)線網(wǎng)和水準(zhǔn)網(wǎng)的測設(shè)洞內(nèi)精密導(dǎo)線共布設(shè)兩組，一組是在隧道內(nèi)管片的一側(cè)埋置觀測樁，樁頂預(yù)埋鋼板，中心焊上儀器的連接螺栓。觀測樁規(guī)格為3030100cm，測量時直接將儀器置于觀測樁上整平就可以了；另一組點(diǎn)位埋設(shè)在洞底管片上，在膨脹螺栓頂上鑲一直徑1mm的銅絲標(biāo)志。點(diǎn)位埋設(shè)在隧道的一側(cè)不受運(yùn)輸車輛和施工的影響的位置，保證點(diǎn)位的穩(wěn)定性。沿隧道布成直伸形的支導(dǎo)線，導(dǎo)線轉(zhuǎn)角接近180導(dǎo)線平均邊長300m，最短不小于180m。兩組導(dǎo)線點(diǎn)在洞內(nèi)形成導(dǎo)線網(wǎng)，導(dǎo)線網(wǎng)布設(shè)成若干個彼此相連的帶狀導(dǎo)線環(huán)，網(wǎng)中所有邊和角都全部觀測，內(nèi)業(yè)計算采用嚴(yán)密平差方法計算。并且在掘進(jìn)1000m、2000m時，加測陀螺方位角加以校核。兩組導(dǎo)線埋設(shè)示意圖如下：施工控制導(dǎo)線點(diǎn)定期檢測，保證控制網(wǎng)的精度和點(diǎn)位的穩(wěn)定性，隧道掘進(jìn)150m、隧道全長的二分之一時、隧道全長的四分之三時、和接近貫通面150m時各進(jìn)行一次包括聯(lián)系測量在內(nèi)的導(dǎo)線復(fù)測和水準(zhǔn)復(fù)測。施工水準(zhǔn)用DSZ2水準(zhǔn)儀施測，往返閉合差20Lmm。水準(zhǔn)控制點(diǎn)定期進(jìn)行檢測，施工水準(zhǔn)向前延伸時先檢測后延伸，檢測點(diǎn)的高程與原高程之差3mm。4、盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)人工復(fù)測用Leica1101型1.5級全站儀測定在盾構(gòu)機(jī)殼內(nèi)的三點(diǎn)（已知在TBM坐標(biāo)系中坐標(biāo)）的三維坐標(biāo)后，反算出刀盤中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)和盾尾中心點(diǎn)的三維坐標(biāo)，由刀盤中心、盾尾中心兩點(diǎn)的坐標(biāo)計算出盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過程中瞬時的水平方向和垂直方向的偏離值，與自動導(dǎo)向系統(tǒng)所顯示的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較就可以知道自動導(dǎo)向系統(tǒng)是否正常工作。測量方法：從隧道內(nèi)主控制導(dǎo)線點(diǎn)引測至托架上，引測至托架上時仰角不得大于8。在托架上建立測站，測定機(jī)殼三點(diǎn)的三維坐標(biāo)。高程用全站儀加鋼尺測量，采取正、倒鏡讀數(shù)，消除儀器豎直角指標(biāo)差的影響，獨(dú)立測量三次，測得的高差較差5mm。盾構(gòu)姿態(tài)的人工復(fù)測在激光站的移站后進(jìn)行，或環(huán)片測量結(jié)果與盾構(gòu)姿態(tài)數(shù)據(jù)差距較大時進(jìn)行。5、隧道環(huán)片測量為了及時檢測盾構(gòu)姿態(tài)以及激光站點(diǎn)位是否正確以及洞內(nèi)環(huán)片上浮情況，需要對環(huán)片進(jìn)行監(jiān)測，測量方法見盾構(gòu)始發(fā)階段測量。環(huán)片測量每天進(jìn)行一次。四、貫通誤差預(yù)計1平面貫通誤差分析 平面貫通誤差的主要來源由于本標(biāo)段是主要是盾構(gòu)施工，其貫通誤差是指盾構(gòu)機(jī)頭中心與預(yù)留門洞中心的偏差值。橫向貫通誤差的主要來源是下列五道測量工序的誤差：地面控制測量誤差；：始發(fā)井聯(lián)系測量的誤差；：地下導(dǎo)線測量誤差量誤差；：盾構(gòu)姿態(tài)的定位測量誤差；：吊出井聯(lián)系測量的誤差各項誤差源的分析地面控制測量誤差：地面導(dǎo)線測量對橫向貫通的影響是測角誤差和測邊誤差的共同影響。導(dǎo)線測角誤差引起的橫向貫通中誤差為my=m/*RX2 式中 ：m 導(dǎo)線測角中誤差，以秒計； RX2 導(dǎo)線測角的各導(dǎo)線點(diǎn)至貫通面的垂直距離的平方和，單位m2； 206265導(dǎo)線測邊誤差引起的橫向貫通中誤差為myS=mS/S*2 式中： mS /S導(dǎo)線邊長相對中誤差；2 導(dǎo)線各邊長在貫通面上投影長度的平方和，單位m2；兩者共同的影響為my2+myS2始發(fā)井地面導(dǎo)線測量對橫向貫通的影響RX和dY值表測角點(diǎn)RXRX2導(dǎo)線邊dydy2GPS625156323716s1969216DJ120394156705s2847056DJ219803920004s313217424GPS716722794247RX2dy21719467233696始發(fā)井地面導(dǎo)線測量的測角中誤差m 0.3，測距相對中誤差mS/S 1/61487，因此由上表中的數(shù)據(jù)求得my6.03mm，myS2.99 mm，始my2+myS2 6.73mm；吊出井地面導(dǎo)線測量對橫向貫通的影響RX和dY值表測角點(diǎn)RXRX2導(dǎo)線邊dydy2GPS9803644648s1989604DCJ-0481231650s215824964DCJ-1989565s3887744DCJ-2989624s4847056DCJ-313156s5411681C4408166546s6498248004GPS12613RX2dy21062188299053吊出井地面導(dǎo)線測量的測角中誤差m0.38，測距相對中誤差mS/S1/110900，因此由上表中的數(shù)據(jù)求得my1.90 mm，myS4.93 mm，吊my2+myS2 5.28 mm；由于盾構(gòu)段的橫向貫通誤差同時受始發(fā)井和吊出井地面控制導(dǎo)線的影響，故地面控制導(dǎo)線測量對橫向貫通的總影響為橫1=m始2+m吊2 8.6 mm；始發(fā)井聯(lián)系測量誤差：由于本標(biāo)段是在始發(fā)井通過聯(lián)系三角形定向的方法導(dǎo)入地面坐標(biāo)和方向。通常聯(lián)系三角形定向的定向誤差要求都在24，由于本標(biāo)段始發(fā)井的井口長達(dá)80來米，做聯(lián)系測量布網(wǎng)時，可以保證聯(lián)系三角形的圖形到達(dá)非常有利的條件，這樣就可以大大減小了定向誤差。現(xiàn)在利用一般的定向誤差值2，推算一次定向誤差對橫向貫通誤差的影響為：m橫2=ma*L/206265=2*2500/206265*1000=24mm其中此處的L是盾構(gòu)施工段線路長2300m；而鋼絲投點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差借鑒經(jīng)驗值10 mm，假設(shè)此誤差完全傳遞給橫向貫通，則聯(lián)系三角形投點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差影起的橫向貫通誤差為m橫2=10 mm。假設(shè)投點(diǎn)的坐標(biāo)誤差和定向誤差都獨(dú)立的，則聯(lián)系測量影起的橫向貫通誤差為m橫2=（24*24*10*10）26 mm由于在貫通前我們將在始發(fā)井獨(dú)立作三次聯(lián)系測量，則定向誤差m橫2=26/ 3 =15mm實際上由于我們做聯(lián)系測量的三角形的圖形條件可以非常有利，完全可以大大提高定向精度，也就大大減小了對橫向貫通誤差的影響；地下導(dǎo)線測量誤差：地下導(dǎo)線測量誤差主要是由角度測量誤差引起，我們在洞內(nèi)沿線路布置導(dǎo)線網(wǎng)，由于線路轉(zhuǎn)彎不是很明顯，基本上可以看成是直線，并且測距精度很高，所以按等邊直伸符合導(dǎo)線的貫通來估算。等邊直伸符合導(dǎo)線的終點(diǎn)的橫向中誤差計算為：m橫=L*/206265* （n+3）/12。在本標(biāo)段，從始發(fā)井到吊出井L=2300m，現(xiàn)在借用精密導(dǎo)線的技術(shù)要求來計算：地下的導(dǎo)線平均邊長為150m，則全線往返的總測站數(shù)為n=16；測角中誤差為1.5，則m橫3 = L*/206265* （n+3）/12 = 21mm實際上，我們地下導(dǎo)線采用的是導(dǎo)線網(wǎng)的形式，精度比符合導(dǎo)線高，并且在隧道掘進(jìn)1000m和2000m處再通過陀螺經(jīng)緯儀來定向糾正偏差，這樣橫向貫通的精度是可以保證的；盾構(gòu)姿態(tài)的定位測量誤差：盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測量誤差可以借鑒地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范（GB50308-1999）盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測量誤差技術(shù)要求，m橫4采用其允許的平面偏離值5mm即m橫4=5mm；吊出井聯(lián)系測量的誤差：由于本標(biāo)段要在吊出井通過聯(lián)系三角形定向的方法導(dǎo)入平面坐標(biāo)。鋼絲投點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差借鑒經(jīng)驗值10 mm，它也會影起貫通測量誤差。假設(shè)其誤差完全傳遞給貫通誤差，則吊出井聯(lián)系測量鋼絲投點(diǎn)的坐標(biāo)誤差影起貫通測量誤差m橫5=10mm。 平面貫通測量誤差預(yù)計假設(shè)上述五項誤差對貫通誤差的影響是獨(dú)立的，則由它們共同影起的貫通測量誤差為：m橫= 8.6*8.6+15*15+21*21+5*5+10*10 = 29.4mm地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范（GB50308-1999）中規(guī)定暗挖隧道橫向貫通中誤差應(yīng)在50 mm,所以滿足規(guī)范要求，實際上我們在始發(fā)井和吊出井做聯(lián)系三角形測量時，有足夠的寬度來保證三角形的圖形達(dá)到最佳，這樣就可以大大提高聯(lián)系測量的精度；在洞內(nèi)布的是精密導(dǎo)線網(wǎng)，按精密導(dǎo)線的要求施測和計算，其精度比符合導(dǎo)線的精度更高。還有在隧道掘進(jìn)1000m和2000m時，用陀螺經(jīng)緯儀來復(fù)核其方位。所有的這些都可以把精度提高，使其有足夠的精度來保證線路的橫向貫通。2高程貫通誤差分析（1）高程貫通誤差來源由于本標(biāo)段是主要是盾構(gòu)施工，高程貫通誤差的主要來源是下列五道測量工序的誤差：地面高程控制測量誤差；：始發(fā)井高程傳遞測量中誤差；：地下水準(zhǔn)路線測量中誤差；：盾構(gòu)姿態(tài)的定位測量中誤差；：吊出井高程傳遞測量中誤差。（2）各種誤差源的分析地面高程控制測量誤差：由于我們是從地II2-38（7.130）（在侖頭路北大村北山大街4號北面公園涼亭旁）通過精密水準(zhǔn)測量引測高程到始發(fā)井附近的，線路總長是900m，從始發(fā)井到吊出井是線路長2500m，從吊出井到地II2-43（10.012）（廣州市番禺區(qū)新造鎮(zhèn)小谷圍大朗村村口大木棉村旁）長800 m，因此地面水準(zhǔn)路線總長為900+2500+8004200 m。根據(jù)地下鐵道、輕軌交通工程測量規(guī)范（GB50308-1999）中的規(guī)定，每公里高差中誤差為2 mm，于是有測量中誤差為4200/1000*（2）=8.4 mm；始發(fā)井高程傳遞測量始發(fā)井高程傳遞測量中誤差姑且取地鐵測量的經(jīng)驗值10mm，在隧道貫通前獨(dú)立做三次，則由此引起的高程貫通測量中誤差為 10 /3 5.8mm；地下水準(zhǔn)測量地下水準(zhǔn)測量是從始發(fā)井到吊出井總長2500 m，我們?nèi)园淳芩疁?zhǔn)測量的要求施測，引起的高程貫通測量誤差為2500/1000*（2）=5mm；：盾構(gòu)姿態(tài)的定位測量中誤差由盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)定位測量中誤差引起的貫通測量誤差取其盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)測量誤差技術(shù)要求規(guī)定的5mm。：吊出井高程傳遞測量中誤差由吊出井高程傳遞測量誤差引起的隧道貫通誤差也取經(jīng)驗值10mm,獨(dú)立做三次，則由此引起的隧道高程貫通測量誤差為10/ 3 5.8mm。（3）高程貫通誤差的預(yù)計如果把上述各項誤差對隧道貫通測量誤差的影響都