隧道測量總結

隧道測量總結

上中隧道工程南線隧道經(jīng)過幾個月緊鑼密鼓的施工已經(jīng)順利穿越黃浦江，正朝著接收井挺進。為了能使隧道順利貫通還有許多障礙及難關，如穿越多層民房、地下管線及準確進洞

都是對我們考驗。

測量工作的重要性是不可忽視的。從工程開始的圍擋，地面基礎設施的施工，盾構的出洞進洞，直至工程的竣工驗收都有著測量工作人員的汗水結晶，更是智慧與科學的體現(xiàn)。隧道測量的誤差主要由地面控制、聯(lián)系測量、地下控制及盾構儀的精度四方面構成。為了減少誤差確保貫通，我們做了大量的工作�，F(xiàn)對前期測量工作進行回顧總結，以更好地做好下

一步工作。

一控制測量

隧道施工在公路、鐵路施工中都是一個重點。對于長隧道或曲線隧道，確保盾構推進能沿著

設計軸線推進及全線貫通，主要取決于控制測量、聯(lián)系測量和地下控制測量。

1．地面控制測量

地面控制測量誤差對地下橫向貫通誤差的影響較為復雜，主要控制其測量終點橫向點位誤差即終點的橫向位移。這是盾構機能否順利進洞的關鍵因素之一。終點的橫向點誤差是由測角誤差和邊長誤差的共同影響所產生。開工前由業(yè)主提供地面控制網(wǎng)。我們嚴格按照要求對控制點進行3個月一次的復測，保證其點位的穩(wěn)定。平面控制我們選用了Leica的TCR1201進行觀測，此儀器為一秒級，其相對精度均符合規(guī)范。在盾構推進前項經(jīng)部還委托有專業(yè)資

質的第三方采用二等GPS測量，對平面控制點進行復測以確保精度。

高程控制我們也按規(guī)范進行聯(lián)測，選用Leica的NA2水準儀加平行玻璃板，使精度達到0.1毫米。同樣在盾構推進前項經(jīng)部還委托有專業(yè)資質的第三方采用二等水準及跨河水準測量，

對高程控制點進行復測以確保精度來有效地控制隧道高程貫通誤差。

2．聯(lián)系測量

在隧道施工中為了保證隧道正確貫通，就必須將地面控制網(wǎng)中的坐標、方向及高程，經(jīng)由豎井傳遞到地下。這個傳遞工作稱為豎井聯(lián)系測量，是聯(lián)系測量中常用地一種。坐標與方向地傳遞又稱為定向測量，通過定向測量，使地下平面控制網(wǎng)與地面上有統(tǒng)一地坐標系統(tǒng)。而高程傳遞則使地下高程系統(tǒng)獲得與地面統(tǒng)一地起算數(shù)據(jù)。提高測量精度及分析測量誤差通常我們可采用附和或閉合路線來完成這項工作。定向工作可分為幾何和物理方法。但隧道測量是工程測量中很特殊的一個部分，由于受條件的限制無法按常規(guī)的方法。我們公司在高級工程師（教授級）的主持下，經(jīng)過無數(shù)次的深化，確立了運用幾何法進行定向測量（聯(lián)系三角形測量）的方法將地面控制點傳遞到地下。實踐證明，幾何法定向成本低、收斂快、可靠性強、不受施工影響，施工企業(yè)在經(jīng)濟上容易承受。根據(jù)幾何學原理通常情況下在豎井內投放兩根鋼絲與井上測站沿軸線布置成狹長三角形，鋼絲下掛重錘，使其構成鉛垂。建立豎直面，在該面上兩垂線間任意兩點連線的方位角均相等，同一垂線上任意點的坐標也都相等。測量是一份責任心相當重的工作，每個測量人員對自己都是嚴格要求，考慮問題相當?shù)膰烂苤斏�，顧由唐工倡議由原有懸掛兩根鋼絲的基礎上增加一根。使之組成兩個聯(lián)系三角形，以提高精度又能校核成果。對于三跟鋼絲的布置也有相當?shù)闹v究兩根鋼絲與儀器的夾角不能超過2度，這樣在平差過程中可以減少計算角的誤差。定向懸掛高強度的鋼絲（0.3mm），并吊以重錘拉直鋼絲，由于定向測量有4－5個方向、9個測回且需井上井下同時進行，將地面和地下連成一個整體，形成一個系統(tǒng)。難度較高，故重錘需置于油桶中，是其更為穩(wěn)定不易晃動同時又可減輕鋼絲的壓力。根據(jù)現(xiàn)有設備及隧道長度及施工要求，我們我們已經(jīng)將傳統(tǒng)定向中用鋼尺人工量邊改為全站儀無棱鏡測距。使每條邊的精度達到0.1mm,大大高于限差≤2mm的規(guī)范要求。同時我們準備每條隧道施工期間安排三次定向測量。定向測量由總公司唐震華高級工程師把關，并有多名技師現(xiàn)場參與，現(xiàn)已完成了二次。結果比較滿意。各方面

的誤差均小于規(guī)范要求。

高程控制點我們采用高程傳遞的方法將地面控制點傳遞至地下，這也就是所說的高程導入法。在進行高程傳遞前，必須對地面上的起始水準點的高程進行核對。在井上井下設置兩架水準儀，鋼尺懸掛在固定支架上，下端懸掛重量為10kg的重錘。由地面上的水準儀在起始水準點的水準尺上讀書a,鋼尺的讀數(shù)為β1。井下水準儀的鋼尺讀數(shù)為β2，而井下水準點

的讀數(shù)為b。井下水準點的高程HB可用一下公式計算：

HB=HA+a-[(β1-β2)+△t+△l]－b式中：△t為鋼尺的溫度改正

△l為尺長改正HA為井上水準點的高程

在經(jīng)過3次同樣的高程傳遞后，才可以確定井下水準點是否穩(wěn)定，有沒有受到豎井和隧道自身沉降的影響。同時不同儀器所求得的井下水準點高程不同，一般高程的不符值不應超過

2mm.3．地下控制

地下控制測量包括導線及高程測量。地下導線測量的目的是以必要的精度，按照與地面控制測量統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)。建立足以確保盾構順利進洞的井下控制系統(tǒng)，為盾夠姿態(tài)的測定提供依據(jù)。由于隧道內沒有足夠的空間無法隨意布設導線，只能以支導線形式向前延伸。然而支導線精度較差，勢必造成較大的誤差，所以我們采用工作量較大的雙導線測量，以提高精度，是保證隧道的貫通的較佳方法。導線點通常設在隧道襯砌的上弦位置，其位置相對穩(wěn)定不易受到外來因素的影響。但是由于上中路隧道目前是世界第一大直徑隧道，考慮到安全及施工問題，我們將導線點設在腰部，僅保留靠近井口的兩個觀測臺。用以定向后的數(shù)據(jù)比較。井下導線復測不少于三次。測角、測距選用的儀器為一秒級的全站儀，用全圓法測角、用往返

正倒鏡測距，測回數(shù)不少于4次。

地下水準測量的目的同樣也是為了建立一個與地面統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，作為隧道施工中路面鋪設、中板放樣之用，當然主要目的也是為了隧道貫通做好保障。高程測量均為支水準線路，因而需要用往返觀測及多次觀測進行檢核。由于坡度較大使測站增加，故工作量比較大。為確保盾構測量使用數(shù)據(jù)的準確，我們幾乎每二天要測一次水準。大直徑隧道增加了空間，但也給我們測量增加了難度，習慣的測量位置都在隧道頂部，自動測量系統(tǒng)又限制我們只能在車架上完成一系列測量工作，導線及高程都需要在車架的行架上進行空中接力。我們使用LeicaNA2水準儀，采用懸掛鋼尺的方法將控制點高程連接至儀器臺面上，保證了盾構高程

沿著設計軸線掘進。二．盾構儀安裝

所謂盾夠儀就是盾夠測量的標志。盾夠在掘進時，在土層中的姿態(tài)必須通過測量的方法來測定。不管是我們傳統(tǒng)的人工測量還是先進的自動測量系統(tǒng)都需要在盾構機上作一個標記，使我們的儀器可以清楚的看到它。自動測量系統(tǒng)的標志安裝在盾構中心的上方，其標志有一個棱鏡及一個光靶組成，稍后在自動測量系統(tǒng)中將結合其他功能做詳細的介紹。雖然我們所用是當今世界最大的，設備最為齊全的TBM。有利必有弊，對于我們測量可以利用的空間并不寬敞。理論上說盾構儀的前靶后靶的距離應盡量的拉長，這樣就提高了反算到切口和盾尾的精度。同時前靶后靶的位置盡量應該靠近盾構的中心，這樣收到盾構旋轉的影響較小。進行盾構機內標志的安裝，對盾構起始姿態(tài)的測量十分重要。貫通測量影響精度的誤差一部分來自于標志安裝是否正確。所以在掘進前測量的頭等大事就是正確地測好盾構機的起始姿態(tài)。當盾構機主體結構完全焊接安裝完成，靜止在基座上時，通過垂吊麻線求出盾構切口及盾尾的外殼兩端地象限點，實測其坐標。然后將切口兩端象限點坐標與盾尾兩端象限點坐標的平均線作為盾構機的平面中心線，同時求出盾構機的轉角。然后實測切口與盾尾頂和底的高程求出盾構的高程中心線，以及盾構靜止狀態(tài)的坡度。在盾構機內選擇合適的位置安裝姿態(tài)測量標志，由于盾構機中心部位已被自動測量系統(tǒng)占據(jù)，因此我們只能安裝在盡可能靠近中心線的位置，與此同時只能將后靶加長至千斤頂頂塊的后部，使前后靶距離增加至兩米。為了避免標志被破壞或變動，同時也可以進行校核，安裝了三個標志，通常情況下使用兩個，一

個備用。接著按實測的靜止盾構坡度及轉角安裝坡度板

（如圖）

坡度板的垂線距離同樣要求盡可能的放長，以消除坡度板的制作誤差。同時我們打破常規(guī)，

淘汰了原有通過環(huán)號累積來求得盾構里程的做法，

在標志上安裝棱鏡（如圖）通過實測坐標反算切口及盾尾的里程，同時通過這一里程更為準確的判斷盾構的偏離值。但是，隨著精度的提高，井下測量人員的素質也需要相應的提高。采用這種新的標志后，人工測量必須能夠熟練操作全站儀，所以對測量人員又是一種挑戰(zhàn)。

三．盾構及管片姿態(tài)的測定

在隧道施工過程中，測量人員的主要任務是隨時確定盾構的掘進方向。雖然現(xiàn)在我們有自動測量系統(tǒng)，人工測量還是一種讓人較為放心的方法，畢竟在我們隧道施工過程中得到了廣泛和長久的使用，而且效果顯著。人工測量還是每天擔當著復合自動系統(tǒng)的重任。利用安放在控制臺上的儀器測量盾構前后靶的坐標。特別要提的是控制臺上所使用的是可以消除對中誤差的強制對中盤，以前的強制對中盤是通過插入銅螺絲來固定，但是隨著現(xiàn)在儀器摩擦制動運用的增多，銅螺絲與孔之間存在間隙，所以使用銅螺絲固定并不理想。因此我們采用了螺紋式的強制對中盤，將螺絲焊接在對中盤上，基本消除了對中誤差。在得到切口盾尾坐標后，反算盾構的位置也就是求出里程。對于盾構平面來說通常都會經(jīng)過直線－緩和曲線－圓曲線

－緩和曲線－直線這一過程，因此里程的判斷相當重要。直線段中計算偏離值公式：(aX＋bY＋c)÷√(a2+b2)緩和曲線段中計算偏離值公式：L3÷(6RL0)-L7÷(336R3LO3)

圓曲線段中計算偏離值公式：R-√(△X2＋△Y2)

由于隧道的坡度盾構的直徑較大，在盾構的長度上需要用坡度加以改正，這在以前的地鐵盾構中是可以忽略不計的，同樣轉角改正也是不可忽視的，盾構標志高出盾構中心將近六米，盾構每旋轉一分就會有Xmm差值。坡度、轉角及盾構總長的改正使盾構姿態(tài)測定能有較高的精度（小于5mm）。有了正確的里程后，用實際坐標與設計坐標進行比較就可以得出盾構得

偏差值。在直線、緩和曲線、圓曲線得計算方法都有所不同。

高程偏離的測定，是利用觀測臺的高程加上盾構轉角改正后的標高歸算前靶處盾構的中心高程。然后通過盾構實際坡度歸算切口中心標高及盾尾中心標高，同樣通過里程算出設計高程

與實際高程比較得出差值即偏離值。

管片中心偏值是實量管片成環(huán)后管片四周與盾殼的間隙加上根據(jù)測定的盾構姿態(tài)按幾何尺

寸與定分比數(shù)字公式導出推算管片拼裝位置的偏離值。

使用公式：（L-S）÷L×B+S÷L×A+X(Y)÷2

L－盾構總長S－管片前沿至盾尾距離A－實測盾構切口偏離值B－實測盾構盾尾偏離值

X－為管片與盾殼左右兩側的間隙之差Y－為管片與盾殼下上兩側的間隙之差

在測定盾構偏離值時需要運動大量的計算，為了不影響施工進度，我們使用攜帶方便的CASICfx-4800,SHARPPCE500計算機，運用Q-BASIC語言編寫計算程序來完成，避免了

人為的失誤。五．自動測量系統(tǒng)

南線隧道大型盾構機的測量原先完全采用法國PYXIS系統(tǒng)。如何使PYXIS系統(tǒng)在我們上中路隧道工程中順利應用，上中項經(jīng)部領導著實花了大力氣。丁志誠經(jīng)理更是運籌帷幄，得知香港落馬州地鐵盾構運用的也是PYXIS系統(tǒng)，早在工程的初期就已經(jīng)派測量人員赴香港地鐵工地學習。雖然落馬州地鐵盾構已經(jīng)拆除，不能進行實地的勘察，但還是在香港測量工程師那里了解到許多關于PYXIS系統(tǒng)情況，并對盾構推進過程中的使用與維護有了較為清晰的概念。結合后期法國人的說明和講解，使盾構推進前PYXIS系統(tǒng)的安裝調試進行的非常順利。經(jīng)過一段時間的實際運行及一系列PYXIS的界面操作，我們覺得這套系統(tǒng)能與瑞士（VMT）、英國（ZED）相媲美，給我們耳目一新的感覺，其功能強大，所有測量數(shù)據(jù)的采集、計算和

反饋及一些盾構的參數(shù)設定、管片拼裝選型等都能簡便的操作于界面上。

針對這套測量系統(tǒng)方面，我們認為可以再增加適當?shù)臏y量距離，頻繁的轉站會使系統(tǒng)不能發(fā)揮其最大功能，而我們的導線轉站的累計誤差也會相應增大。另一方面，激光器的選型應與

全站儀配套，其功率要大型號的，盡量減少對其的調節(jié)使之增加使用壽命。

總之，地下測量的工作項目較多，每天都在進行。盾構姿態(tài)測量更是受到領導重視。的確，盾構的姿態(tài)直接關系到隧道施工的進度和質量。所以盾構姿態(tài)測量我們淘汰了以前一貫使用的普通經(jīng)緯儀，而使用全站儀測量，使盾構里程的精度大大提高，那么偏差值的準確性也更

高了�？梢约皶r準確地反映出盾構機的趨勢。

為了更詳細地了解隧道的變形情況，我們對管片的橫徑、管頂?shù)某两颠M行監(jiān)測，橫徑通常是五環(huán)一點，每一點測三次（盾尾、一號車架后、二號車架后），如數(shù)據(jù)變化大，我們會在管片離開車架后運用對邊測量進行監(jiān)測，確保數(shù)據(jù)的準確及時和完整。與此同時管頂?shù)某两狄彩俏覀兊囊粋�重要工作，受車架的限制，測點只能布置在管片的頂部，5環(huán)一點，特殊時期會增至兩環(huán)一點，測量次數(shù)有24次不等。當盾構穿越黃浦江底時，覆土不足九米，我們及時增加了測量次數(shù)。對于管頂?shù)某两迪喈數(shù)拿舾�，管頂�(shù)某两挡�沒有規(guī)律，有時上浮有時

沉降。所以針對不同的情況我們會進行調節(jié)，滿足各方面的需要。

由于隧道施工采用錯縫拼裝，管片的旋轉是行業(yè)中公認的難點。需要及時發(fā)現(xiàn)及時的糾正，我們每五環(huán)設一點測量，當旋轉度過大時，就要及時的向有關人員反映，以幫助現(xiàn)場施工員

和拼裝工及時的糾正管片的位置，滿足設計要求。

綜合前期的測量工作，成績是肯定的。主要是由于項經(jīng)部領導管理有方，各部門通力合作。

因為測量工作需要多方配合，如測量臺的制作、焊接、燈光照明等。

相信在今后的工作中能得到更好的支持，取得更大的進步！

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上中隧道工程南線隧道經(jīng)過幾個月緊鑼密鼓的施工已經(jīng)順利穿越黃浦

江，正朝著接收井挺進。為了能使隧道順利貫通還有許多障礙及難關，如穿越多層民房、地下管線及準確進洞都是對我們考驗。

測量工作的重要性是不可忽視的。從工程開始的圍擋，地面基礎設施的施工，盾構的出洞進洞，直至工程的竣工驗收都有著測量工作人員的汗水結晶，更是智慧與科學的體現(xiàn)。隧道測量的誤差主要由地面控制、聯(lián)系測量、地下控制及盾構儀的精度四方面構成。為了減少誤差確保貫通，我們做了大量的工作�，F(xiàn)對前期測量工作進行回顧總結，以更好地做好下一步工作。一控制測量

隧道施工在公路、鐵路施工中都是一個重點。對于長隧道或曲線隧道，確保盾構推進能沿著設計軸線推進及全線貫通，主要取決于控制測量、聯(lián)系測量和地下控制測量。1．地面控制測量

地面控制測量誤差對地下橫向貫通誤差的影響較為復雜，主要控制其測量終點橫向點位誤差即終點的橫向位移。這是盾構機能否順利進洞的關鍵因素之一。終點的橫向點誤差是由測角誤差和邊長誤差的共同影響所產生。開工前由業(yè)主提供地面控制網(wǎng)。我們嚴格按照要求對控制點進行3個月一次的復測，保證其點位的穩(wěn)定。平面控制我們選用了Leica的TCR1201進行觀測，此儀器為一秒級，其相對精度均符合規(guī)范。在盾構推進前項經(jīng)部還委托有專業(yè)資質的第三方采用二等GPS測量，對平面控制點進行復測以確保精度。

高程控制我們也按規(guī)范進行聯(lián)測，選用Leica的NA2水準儀加平行玻璃板，使精度達到0.1毫米。同樣在盾構推進前項經(jīng)部還委托有專業(yè)資質的第三方采用二等水準及跨河水準測量，對高程控制點進行復測以確保精度來有效地控制隧道高程貫通誤差。

2．聯(lián)系測量

在隧道施工中為了保證隧道正確貫通，就必須將地面控制網(wǎng)中的坐標、方向及高程，經(jīng)由豎井傳遞到地下。這個傳遞工作稱為豎井聯(lián)系測量，是聯(lián)系測量中常用地一種。坐標與方向地傳遞又稱為定向測量，通過定向測量，使地下平面控制網(wǎng)與地面上有統(tǒng)一地坐標系統(tǒng)。而高程傳遞則使地下高程系統(tǒng)獲得與地面統(tǒng)一地起算數(shù)據(jù)。提高測量精度及分析測量誤差

通常我們可采用附和或閉合路線來完成這項工作。定向工作可分為幾何和物理方法。但隧道測量是工程測量中很特殊的一個部分，由于受條件的限制無法按常規(guī)的方法。我們公司在高級工程師（教授級）的主持下，經(jīng)過無數(shù)次的深化，確立了運用幾何法進行定向測量（聯(lián)系三角形測量）的方法將地面控制點傳遞到地下。實踐證明，幾何法定向成本低、收斂快、可靠性強、不受施工影響，施工企業(yè)在經(jīng)濟上容易承受。根據(jù)幾何學原理通常情況下在豎井內投放兩根鋼絲與井上測站沿軸線布置成狹長三角形，鋼絲下掛重錘，使其構成鉛垂。建立豎直面，在該面上兩垂線間任意兩點連線的方位角均相等，同一垂線上任意點的坐標也都相等。測量是一份責任心相當重的工作，每個測量人員對自己都是嚴格要求，考慮問題相當?shù)膰烂苤斏�，顧由唐工倡議由原有懸掛兩根鋼絲的基礎上增加一根。使之組成兩個聯(lián)系三角形，以提高精度又能校核成果。對于三跟鋼絲的布置也有相當?shù)闹v究兩根鋼絲與儀器的夾角不能超過2度，這樣在平差過程中可以減少計算角的誤差。定向懸掛高強度的鋼絲（0.3mm），并吊以重錘拉直鋼絲，由于定向測量有4－5個方向、9個測回且需井上井下同時進行，將地面和地下連成一個整體，形成一個系統(tǒng)。難度較高，故重錘需置于油桶中，是其更為穩(wěn)定不易晃動同時又可減輕鋼絲的壓力。根據(jù)現(xiàn)有設備及隧道長度及施工要求，我們我們已經(jīng)將傳統(tǒng)定向中用鋼尺人工量邊改為全站儀無棱鏡測距。使每條邊的精度達到0.1mm,大大高于限差≤2mm的規(guī)范要求。同時我們準備每條隧道施工期間安排三次定向測量。定向測量由總公司唐震華高級工程師把關，并有多名技師現(xiàn)場參與，現(xiàn)已完成了二次。結果比較滿意。各方面的誤差均小于規(guī)范要求。

高程控制點我們采用高程傳遞的方法將地面控制點傳遞至地下，這也就是所說的高程導入法。在進行高程傳遞前，必須對地面上的起始水準點的高程進行核對。在井上井下設置兩架水準儀，鋼尺懸掛在固定支架上，下端懸掛重量為10kg的重錘。由地面上的水準儀在起始水準點的水準尺上讀書a,鋼尺的讀數(shù)為β1。井下水準儀的鋼尺讀數(shù)為β2，而井下水準點的讀數(shù)為b。井下水準點的高程HB可用一下公式計算：HB=HA+a-[(β1-β2)+△t+△l]－b式中：△t為鋼尺的溫度改正△l為尺長改正

HA為井上水準點的高程

在經(jīng)過3次同樣的高程傳遞后，才可以確定井下水準點是否穩(wěn)定，有沒有受到豎井和隧道自身沉降的影響。同時不同儀器所求得的井下水準點高程不同，一般高程的不符值不應超

過2mm.3．地下控制

地下控制測量包括導線及高程測量。地下導線測量的目的是以必要的精度，按照與地面控制測量統(tǒng)一的坐標系統(tǒng)。建立足以確保盾構順利進洞的井下控制系統(tǒng)，為盾夠姿態(tài)的測定提供依據(jù)。由于隧道內沒有足夠的空間無法隨意布設導線，只能以支導線形式向前延伸。然而支導線精度較差，勢必造成較大的誤差，所以我們采用工作量較大的雙導線測量，以提高精度，是保證隧道的貫通的較佳方法。導線點通常設在隧道襯砌的上弦位置，其位置相對穩(wěn)定不易受到外來因素的影響。但是由于上中路隧道目前是世界第一大直徑隧道，考慮到安全及施工問題，我們將導線點設在腰部，僅保留靠近井口的兩個觀測臺。用以定向后的數(shù)據(jù)比較。井下導線復測不少于三次。測角、測距選用的儀器為一秒級的全站儀，用全圓法測角、用往返正倒鏡測距，測回數(shù)不少于4次。

地下水準測量的目的同樣也是為了建立一個與地面統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，作為隧道施工中路面鋪設、中板放樣之用，當然主要目的也是為了隧道貫通做好保障。高程測量均為支水準線路，因而需要用往返觀測及多次觀測進行檢核。由于坡度較大使測站增加，故工作量比較大。為確保盾構測量使用數(shù)據(jù)的準確，我們幾乎每二天要測一次水準。大直徑隧道增加了空間，但也給我們測量增加了難度，習慣的測量位置都在隧道頂部，自動測量系統(tǒng)又限制我們只能在車架上完成一系列測量工作，導線及高程都需要在車架的行架上進行空中接力。我們使用LeicaNA2水準儀，采用懸掛鋼尺的方法將控制點高程連接至儀器臺面上，保證了盾構高程沿著設計軸線掘進。二．盾構儀安裝

所謂盾夠儀就是盾夠測量的標志。盾夠在掘進時，在土層中的姿態(tài)必須通過測量的方法來測定。不管是我們傳統(tǒng)的人工測量還是先進的自動測量系統(tǒng)都需要在盾構機上作一個標記，使我們的儀器可以清楚的看到它。自動測量系統(tǒng)的標志安裝在盾構中心的上方，其標志有一個棱鏡及一個光靶組成，稍后在自動測量系統(tǒng)中將結合其他功能做詳細的介紹。雖然我們所用是當今世界最大的，設備最為齊全的TBM。有利必有弊，對于我們測量可以利用的空間并不寬敞。理論上說盾構儀的前靶后靶的距離應盡量的拉長，這樣就提高了反算到切口和盾尾的精度。同時前靶后靶的位置盡量應該靠近盾構的中心，這樣收到盾構旋轉的影響較小。進行盾構機內標志的安裝，對盾構起始姿態(tài)的測量十分重要。貫通測量影響精度的誤差一部分來自于標志安裝是否正確。所以在掘進前測量的頭等大事就是正確地測好盾

構機的起始姿態(tài)。當盾構機主體結構完全焊接安裝完成，靜止在基座上時，通過垂吊麻線求出盾構切口及盾尾的外殼兩端地象限點，實測其坐標。然后將切口兩端象限點坐標與盾尾兩端象限點坐標的平均線作為盾構機的平面中心線，同時求出盾構機的轉角。然后實測切口與盾尾頂和底的高程求出盾構的高程中心線，以及盾構靜止狀態(tài)的坡度。在盾構機內選擇合適的位置安裝姿態(tài)測量標志，由于盾構機中心部位已被自動測量系統(tǒng)占據(jù)，因此我們只能安裝在盡可能靠近中心線的位置，與此同時只能將后靶加長至千斤頂頂塊的后部，使前后靶距離增加至兩米。為了避免標志被破壞或變動，同時也可以進行校核，安裝了三個標志，通常情況下使用兩個，一個備用。接著按實測的靜止盾構坡度及轉角安裝坡度板（如圖）

坡度板的垂線距離同樣要求盡可能的放長，以消除坡度板的誤差。同時我們打破常規(guī)，淘汰了原有通過環(huán)號累積來求得盾構里程的做法，

在標志上安裝棱鏡（如圖）通過實測坐標反算切口及盾尾的里程，同時通過這一里程更為準確的判斷盾構的偏離值。但是，隨著精度的提高，井下測量人員的素質也需要相應的提高。采用這種新的標志后，人工測量必須能夠熟練操作全站儀，所以對測量人員又是一種挑戰(zhàn)。

三．盾構及管片姿態(tài)的測定

在隧道施工過程中，測量人員的主要任務是隨時確定盾構的掘進方向。雖然現(xiàn)在我們有自動測量系統(tǒng)，人工測量還是一種讓人較為放心的方法，畢竟在我們隧道施工過程中得到了廣泛和長久的使用，而且效果顯著。人工測量還是每天擔當著復合自動系統(tǒng)的重任。利用安放在控制臺上的儀器測量盾構前后靶的坐標。特別要提的是控制臺上所使用的是可以消除對中誤差的強制對中盤，以前的強制對中盤是通過插入銅螺絲來固定，但是隨著現(xiàn)在儀器摩擦制動運用的增多，銅螺絲與孔之間存在間隙，所以使用銅螺絲固定并不理想。因此我們采用了螺紋式的強制對中盤，將螺絲焊接在對中盤上，基本消除了對中誤差。在得到切口盾尾坐標后，反算盾構的位置也就是求出里程。對于盾構平面來說通常都會經(jīng)過直線－緩和曲線－圓曲線－緩和曲線－直線這一過程，因此里程的判斷相當重要。

直線段中計算偏離值公式：(aX＋bY＋c)÷√(a2+b2)

緩和曲線段中計算偏離值公式：L3÷(6RL0)-L7÷(336R3LO3)圓曲線段中計算偏離值公式：R-√(△X2＋△Y2)

由于隧道的坡度盾構的直徑較大，在盾構的長度上需要用坡度加以改正，這在以前的地鐵盾構中是可以忽略不計的，同樣轉角改正也是不可忽視的，盾構標志高出盾構中心將近六米，盾構每旋轉一分就會有Xmm差值。坡度、轉角及盾構總長的改正使盾構姿態(tài)測定能有較高的精度（小于5mm）。有了正確的里程后，用實際坐標與設計坐標進行比較就可以得出盾構得偏差值。在直線、緩和曲線、圓曲線得計算方法都有所不同。

高程偏離的測定，是利用觀測臺的高程加上盾構轉角改正后的標高歸算前靶處盾構的中心高程。然后通過盾構實際坡度歸算切口中心標高及盾尾中心標高，同樣通過里程算出設計高程與實際高程比較得出差值即偏離值。

管片中心偏值是實量管片成環(huán)后管片四周與盾殼的間隙加上根據(jù)測定的盾構姿態(tài)按幾何尺寸與定分比數(shù)字公式導出推算管片拼裝位置的偏離值。使用公式：（L-S）÷L×B+S÷L×A+X(Y)÷2L－盾構總長

S－管片前沿至盾尾距離A－實測盾構切口偏離值B－實測盾構盾尾偏離值

X－為管片與盾殼左右兩側的間隙之差Y－為管片與盾殼下上兩側的間隙之差

在測定盾構偏離值時需要運動大量的計算，為了不影響施工進度，我們使用攜帶方便的CASICfx-4800,SHARPPCE500計算機，運用Q-BASIC語言編寫計算程序來完成，避免了人為的失誤。五．自動測量系統(tǒng)

南線隧道大型盾構機的測量原先完全采用法國PYXIS系統(tǒng)。如何使PYXIS系統(tǒng)在我們上中路隧道工程中順利應用，上中項經(jīng)部領導著實花了大力氣。丁志誠經(jīng)理更是運籌帷幄，得知香港落馬州地鐵盾構運用的也是PYXIS系統(tǒng)，早在工程的初期就已經(jīng)派測量人員赴香港地鐵工地學習。雖然落馬州地鐵盾構已經(jīng)拆除，不能進行實地的勘察，但還是在香港測量工程師那里了解到許多關于PYXIS系統(tǒng)情況，并對盾構推進過程中的使用與維護有了較為

清晰的概念。結合后期法國人的說明和講解，使盾構推進前PYXIS系統(tǒng)的安裝調試進行的非常順利。

經(jīng)過一段時間的實際運行及一系列PYXIS的界面操作，我們覺得這套系統(tǒng)能與瑞士（VMT）、英國（ZED）相媲美，給我們耳目一新的感覺，其功能強大，所有測量數(shù)據(jù)的采集、計算和反饋及一些盾構的參數(shù)設定、管片拼裝選型等都能簡便的操作于界面上。

針對這套測量系統(tǒng)方面，我們認為可以再增加適當?shù)臏y量距離，頻繁的轉站會使系統(tǒng)不能發(fā)揮其最大功能，而我們的導線轉站的累計誤差也會相應增大。另一方面，激光器的選型應與全站儀配套，其功率要大型號的，盡量減少對其的調節(jié)使之增加使用壽命。

總之，地下測量的工作項目較多，每天都在進行。盾構姿態(tài)測量更是受到領導重視。的確，盾構的姿態(tài)直接關系到隧道施工的進度和質量。所以盾構姿態(tài)測量我們淘汰了以前一貫使用的普通經(jīng)緯儀，而使用全站儀測量，使盾構里程的精度大大提高，那么偏差值的準確性也更高了�？梢约皶r準確地反映出盾構機的趨勢。

為了更詳細地了解隧道的變形情況，我們對管片的橫徑、管頂?shù)某两颠M行監(jiān)測，橫徑通常是五環(huán)一點，每一點測三次（盾尾、一號車架后、二號車架后），如數(shù)據(jù)變化大，我們會在管片離開車架后運用對邊測量進行監(jiān)測，確保數(shù)據(jù)的準確及時和完整。與此同時管頂?shù)某两狄彩俏覀兊囊粋�重要工作，受車架的限制，測點只能布置在管片的頂部，5環(huán)一點，特殊時期會增至兩環(huán)一點，測量次數(shù)有24次不等。當盾構穿越黃浦江底時，覆土不足九米，我們及時增加了測量次數(shù)。對于管頂?shù)某两迪喈數(shù)拿舾�，管頂�(shù)某两挡�沒有規(guī)律，有時上浮有時沉降。所以針對不同的情況我們會進行調節(jié)，滿足各方面的需要。

由于隧道施工采用錯縫拼裝，管片的旋轉是行業(yè)中公認的難點。需要及時發(fā)現(xiàn)及時的糾正，我們每五環(huán)設一點測量，當旋轉度過大時，就要及時的向有關人員反映，以幫助現(xiàn)場施工員和拼裝工及時的糾正管片的位置，滿足設計要求。

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