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30340;参考点时,即是选择的1、10、21三点作为盾构姿态人工检测的参考点.

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2.5盾构姿态的计算

2.5.1盾构姿态的计算原理

盾构机作为一个近似的圆柱体,在开挖掘进过程中我们不能直接测量其刀盘的中心坐标,只能用间接法来推算出刀盘中心的坐标.

如图A点是盾构机刀盘中心,E是盾构机中体断面的中心点,即AE连线为盾构机的中心轴线,由A、B、C、D、四点构成一个四面体,测量出B、C、D三个角点的三维坐标（xi,yi,zi）,根据三个点的三维坐标（xi,yi,zi）分别计算出LAB,LAC,LAD,LBC,LBD,LCD,四面体中的六条边长,作为以后计算的初始值,在盾构机掘进过程中Li是不变的常量,通过对B、C、D三点的三维坐标测量来计算出A点的三维坐标.同理,B、C、D、E四点也构成一个四面体,相应地求得E点的三维坐标.由A、E两点的三维坐标和盾构机的绞折角就能计算出盾构机刀盘中心的水平偏航,垂直偏航,由B、C、D三点的三维坐标就能确定盾构机的扭转角度,从而达到检测盾构机的目的.

地铁盾构施工测量技术参考属性评定
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2.5.2通过COORD坐标转换软件来推算盾构姿态

此方法在外业作业时,只需测得任意三点的坐标,把实测的三点当成是公共点,利用COORD软件,可以方便快捷地推算出前后参考点的三维坐标,解算出前、后参考点的三维坐标后,与盾构机所在里程的线路设计坐标相比较,其差值为,可获得如下资料：

前参考点水平偏差等于

前参考点垂直偏差等于

同理可得盾体后参考点的水平及垂直偏差值

盾构机的坡度等于（为盾体前后参考点连线长度）.

3管环检测

3.1管环测量概述

由于在盾构掘进过程中,刚拼装的管环还没有来得及注入双液浆加固,因此还不稳定,经常发生管环位移现象.为了防止管环的侵限,我们首先是提高控制测量的精度,其次是提高导向系统的精度,最后就是通过每天的管环测量,实测出管环的位移趋势,采取措施尽量减小位移量.

3.2管环测量方法

根据管环的内径是2.7米,采用铝合金制作一铝合金尺,铝合金尺长3.8米（可根据实际情况调整长度）.在铝合金尺正中央,贴上一个反射贴片.根据管环、铝合金尺、反射贴片的尺寸,就可以计算出实际上的管环中心与铝合金尺上反射贴片中心的高差.测量时,首先用水平尺把铝合金尺精确整平,然后用全站仪测量出铝合金尺上反射贴片中心的三维坐标,就可以推算出实际的管环中心的三维坐标.

管环测量示意图

管环中心标高推算示意图

3.3管环姿态计算

管环测量设站时,建立一个管环检测作业“GHJC”,把管环检测数据都存储在这个作业里.回到办公室后,将实测数据下载到电脑,导入EXCEL里面,编辑成如下格式.

表中第1列是管环号,第2列Y值,第3列是X值,第4列是点的绝对高程Z值.接着在EXCLE里,把上面表格数据编辑成如下表：

接着把上面表格中的数据复制到记事本程序里面,保存.文件的后缀名必须是.SCR,如“管环检测外业数据.SCR”.这样就把管环检测的外业数据编辑成了CAD的画点脚本文件.通过CAD的脚本功能,就很方便快节地在CAD里面把点画出来.

打开AutoCAD,在模型状态下,打开菜单栏的“工具（T）”选项,在下拉子菜单中选择“运行脚本（R等）”,或者在命令行中输入“.SCR”,两种方式都是运行脚本,AutoCAD便查找脚本文件.操作者找到要调用的脚本文件“管环检测外业数据.SCR”后,直接打开它.AutoCAD便自动把点画出来了.

点位画出来后,就可以在CAD里直接量出管环的水平和垂直姿态了.通过以上管环的测量和计算方法,解决了管环检测数据量大,计算难,测量时间长的问题.大大提高管环检测的效率和准确度.

4结束语

由于盾构机上的VMT导向系统必须有控制测量的支持才能运作,所以控制测量还是盾构隧道测量的基础.为了保证隧道的顺利贯通,我们首先要做好控制测量,然后就是保证导向系统的正常运行,定期对盾构姿态进行人工检测,保证导向系统的正确可靠.加强管环姿态检测,及时发现管环的位移趋势,防止管环安装侵限.加强管环姿态的检测同时也是对导向系统的复核.由于笔者才疏学浅,文中难免有不周全之处,恳请各位提出批评与建议.

参考文献