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1、地铁培训资料地铁培训资料盾构隧道监盾构隧道监控量测技术控量测技术第一部分第一部分 监控量测的目的及意义监控量测的目的及意义第二部分第二部分 监控量测相关规范及要求监控量测相关规范及要求第三部分第三部分 监控量测具体措施及频率监控量测具体措施及频率 （1 1）地面监测）地面监测 （2 2）地表建）地表建/ /构筑物与地下管线沉降观测构筑物与地下管线沉降观测 （3 3）隧道隆陷及隧道收敛）隧道隆陷及隧道收敛 （4 4）特殊管线监测点的设置）特殊管线监测点的设置第四部分第四部分 盾构通过既有线的自动监测技术盾构通过既有线的自动监测技术第五部分第五部分 目前国内导向系统的分类目前国内导向系统的分类第六
2、部分第六部分 简析盾构施工测量系统误差因素简析盾构施工测量系统误差因素第七部分第七部分 如何避免盾构施工测量系统误差的措施如何避免盾构施工测量系统误差的措施第八部分第八部分 盾构隧道施工监控测量技术的前景盾构隧道施工监控测量技术的前景隧道施工监控量测技术隧道施工监控量测技术 施工影响范围内的所有管线监测严格按“地面建筑物监测”有关条款执行。 当地下管线密集地段时，监测测点布置根据地下管线与隧道的相对位置关系确定。一般情况下按照地下管线长度方向每5米布施一个监测点，监测点将布置在管线垂直正上方。针对较为特殊的管线根据设计及业主的要求进行，条件允许的情况下可将管线挖出实施直接观测，同时对较为危险的
3、管线实施提前加固处理观测其变形规律。(4). 特殊管线监测点的设置特殊管线监测点的设置隧道管线观测点a.监测仪器设备及监测精度的要求监测仪器设备及监测精度的要求 以徕卡全站仪TCA2003（精度：0.5”,1mm+1ppm）为采集设备，配合相应的通讯及后处理软件，以实现自动化监测。b.监测周期及频率监测周期及频率 对地铁运营线路的自动化监测一般情况下1次/6小时，当施工影响较大或出现变形征兆时进行连续监测（1次/1小时）。c.监测项目警戒值监测项目警戒值 根据营运线路的变形监测情况其项目主要有水平位移和沉降监测，沉降的警戒值一般为警戒值一般为615mm（根据运（根据运营单位要求以及设计计算定）
4、营单位要求以及设计计算定）。第四部分第四部分 通过既有线的自动监测技术通过既有线的自动监测技术d.监测断面布置及监测断面内监测点布置监测断面布置及监测断面内监测点布置 变形监测点按监测要求进行断面布设，每个断面在轨道附近的道床上布设两个沉降监测点，中腰位置布设两个水平位移监测点，隧道拱顶布设一个拱顶沉降监测点，即每个监测断面布设5个监测点。各观测点用连接件配小规格反射棱镜，用膨胀螺丝及云石胶锚固于监测位置的侧壁及道床的混凝土中，棱镜反射面指向工作基点，各观测点位的布设见点位布设图。布设监测点应严格注意避免设备侵入限界，可以将监测点布设在图中位置。e.监测方法监测方法 自动监测目前采用徕卡Geo
5、mos软件进行自动变形监测较多，该系统由瑞士Leica公司开发用于自动型TCA系列的全站仪的自动监测，具有自动控制及变形数据分析功能，是目前该方面最先进的系统。 该系统将自动完成测量周期、实时评价测量成果、实时显示变形趋势等智能化的功能合为一体，是进行自动变形监测的理想系统。自动监测系统的基本组成图（单线） 1) 在无人值守的情况下，可以实现全天 24小时自动监测。列车运行时，系统也可以自动进行监测 , 克服了传统测量方法的不足 ,节约了大量的人力 , 为地铁提供了实时的安全运营保障。 2)建立高精度的基准点，采用实时差分式测量方案，可以最大限度地消除或减弱多种误差因素，从而大幅度地提高测量结
6、果的精度。变形监测点位三维精度优于1 毫米。 3) 简化了气象等附加设备，为系统在计算机控制下实现全自动、高可靠的变形监测，创造了有利条件。 4) 实时进行数据处理、数据分析、报表输出及提供图形等。 5) 远程监控，自动报警。 6) 在短时间内同时求得被测点位的三维坐标, 可根据设计方案的要求作全方位的预报。 将TCA自动化全站仪安置在隧道侧壁的强制对中托盘架上，现场通过变压稳压设备对其进行不间断供电，保证对其本身的长效供电电池充电，全站仪数据通过CDMA（或其他网络商）模块传输到数据中心（办公室），同时将监测指令传输到采集设备（全站仪），实现远程自动的变形监测。 TBM 激光导向系统具有施工
7、数据采集功能、 姿态管理功能、施工数据管理功能以及施工数据实时远传功能, 可实现信息化施工。其中, 激光导向技术的应用, 可以准确地控制TBM 沿着设计的隧洞轴线方向掘进。激光导向系统能自动精确测定IBM 的三维空间位置和掘进方向, 它还给出TBM 偏离设计中线的所有必要的导向信息, 计算机屏幕可显示 。总体可分为四种：PPS导向系统 、TACS隧道导航系统隧道导航系统 、SLS-T隧道导向系统 、ZED隧道导向系统 。 无论是 NFM、Robbins公司采用的pps系统，海瑞克采用的VMT SLS-T APD系统，罗威特TACS隧道导航系统，ZED隧道导向系统的精度等级一般为2，地铁区间长度
8、一般在1000M左右时，厂家推荐的精度等级完全能够满足掘进需要；但大型TBM项目的掘进距离一般在数公里至十几公里，因此对导向系统的精度等级要求也相对较高，可根据项目的要求及规范要求进行配置即可，但必须建立健全多级复核制度。 根据实践经验, 我们将影响系统导向的因素分为人为因素、系统本身的因素和其他因素。a、人为因素 测量人员或者操作人员没有完全有效地掌握激光导向系统的导向原理、操作规程等引起导向偏移; 操作人员粗心大意, 没有密切观察操作台上的系统计算机屏幕, 致使隧道掘进的实际中线位置偏移了设计中线位置; 技术人员未经常检测系统各部件的安装是否牢固, 位置是否正确致使导向错误; 由于其他原因
9、没有及时按照激光导向系统的要求向前移动后视棱镜或者没有将后视棱镜的安装位置选好等原因造成导向失败。b、系统本身的因素 没有任何一款无误差的仪器, 由于仪器本身精度( 系统各个元器件的测量误差、设备安装误差等) 的限制会导致导向本身产生误差; 由于电磁干扰或折光影响使得激光导向系统和控制测量测角产生误差; 由于机器行进过程中产生震动对计算机系统产生影响; 由于传输电缆的各端接口设计和制造标准不完全统一造成数据传输系统不稳定; 由于电力供应系统不完善或设计不合理造成系统不稳定等。c、其他因素 原始数据的精确测量、隧道内粉尘密度的大小、洞内湿度、温度的高低、流动人员有意或无意对硬件进行的破坏等都是影
10、响隧洞正确掘进的因素。 针对施工测量技术相关影响因素，可采取以下的措施来提高施工导向系统的测量精度。 （1）建立完善的施工测量制度, 测量人员与 操作人员要掌握激光导向系统的组成、原理和性能, 严格操作规程。 （2）测量人员与操作人员要定期对仪器各部件进行检查, 如果发现突然异常, 要尽快找出发生异常的原因, 排除故障, 确保掘进方向准确无误。 （3）要定期对测量仪器的设站点、定向点坐标、后视棱镜坐标进行人工检测。 （4）在隧道掘进过程的间隙, 及时进行 控制测量, 以检核、修正激光导向系统的有关参数。 （5）最好为系统计算机配备一个独立的电力系统, 当动力电源系统因故障突然停电时, 该独立电
11、力系统能自动提供电力, 确保工业用计算机正常运行, 防止造成数据丢失并将测得的数据处理完毕, 加以妥善保存。 随着隧道施工技术逐渐走向成熟化，隧道施工监控量测技术也在不断的提高，高精密的测量仪器及设备不断诞生，隧道施工自动导向系统在机械化隧道施工中起着指导掘进方向的重要作用。不同制造厂商生产的激光导向系统可能在各单元的元器件上有所不同，不管它们在结构组成中有多么不同，但其基本原理是相同的。 自动导向系统的应用使得隧道采用TBM 法施工极大地提高了准确性、可靠性和自动化程度。全面了解激光导向系统的原理, 有助于工程技术人员在隧道的施工中及时发现问题、解决问题，保证隧道的正确掘进和最后贯通；有助于国产掘进机研制工作的开展。自动导向系统不仅使TBM 掘进机高速推进成为可能, ，也使广大测量人员可以将主要精力放在控制测量工作上。随着测量技术的不断发展, 新的测量手段不断出现, TBM 施工测量技术还会有很大的发展。高精度、自动化、智能控制是TBM 施工测量技术的发展方向。