地铁盾构机掘进实时姿态定向测量的研究.pdf

第27卷第6期隧道建设27(6):33～35,38

2007年12月TunnelConstructionDec.,2007

地铁盾构机掘进实时姿态定向测量的研究

王超领,张永超
(河海大学土木学院,南京210098)

摘要:简明介绍了地铁建设中盾构机姿态定位测量方法,并结合南京地铁一号线某盾构区间隧道工程实际,着重分析了在对盾构
推进过程中如何用棱镜法精确地确定盾构机的掘进方向和盾构机姿态问题,得出一些有益的结论,可供地铁隧道工程施工参考。
关键词:地铁;盾构;姿态定向
中图分类号:U455.3文献标识码:A

StudyonReal2timeAttitudeSurveyofShieldMachinesforMetroWorks

WANGChao2ling,ZHANGYong2chao
(HohaiUniversity,Nanjing210098,China)

Abstract:Inthepaper,theauthorsbrieflypresentthedifferentattitudesurveymethodsforshieldmachinesusedfor
Metroworks.Takingashield2boredrunningtunnelonline1ofNanjingMetroasexample,theauthorsmakeanalysison
thedeterminationoftheboringdirectionsandtheattitudesoftheshieldmachinebymeansofprismmethodanddraw
someusefulconclusions.ThepapercanprovidereferencefortheconstructionofMetrotunnelsinthefuture.
Keywords:Metro;shieldmachine;attitudesurvey

0前言TUMA系统和德国VMT公司的SLS-T系统。
盾构自动导向测量系统依靠在盾构机上安装的导
盾构法是使用专用机械在地面以下建造隧道的一
向装置如陀螺仪、全站仪等在盾构机掘进中可
种施工方法。盾构机在与隧道形状一致的盾构外壳,TCA,
以实时测量、实时标示出盾构机的姿态及其纠正参数。
内,装备着推进机构、挡土机构、出土运输机构、安装衬
但是,由于导向装置本身精度有限,加之施工干扰等因
砌管片机构等部件,是隧道开挖施工专用机械。采用
素的影响,导向装置提供的数据往往精度不高、数据不
此法建造隧道,其埋设深度可以很深,而且不受地面建
可靠。此时将依靠人工测量方法对盾构机导向系统
筑物和交通的限制。地铁盾构的精密定向技术是盾构,
进行检校,对盾构机姿态进行检核测量。
施工进程中的一项重要内容,在盾构机掘进过程中,对
盾构机姿态测量主要是测定盾构机掘进瞬时位置
其实现实时高精度姿态定位测量,对于地铁施工来说
具有十分重要的意义。是否符合设计要求,在测量工作中主要是利用全站仪
和辅助工具,根据不同盾构机的特点而在盾构机上设
1盾构机姿态定位测量
置一些标志点,通过几何计算确定盾构机瞬时掘进位
地铁隧道工程施工测量的任务是保证隧道施工的
置的正确性,为盾构机操作人员提供操作校正参数。
正确贯通和各种构筑物的形位符合设计要求。对于盾
盾构机姿态测量内容主要包括平面偏离、高程偏离、纵
构隧道,为了保证其按照施工方案实现高质量施工和
向坡度、横向旋转、旋切口里程等。
顺利贯通,必须在盾构机掘进过程中,对其实现实时高
精度姿态定位测量。2盾构机姿态位置的检测与计算
现在用于地铁隧道工程施工的盾构机都装有盾构为了及时检测自动导向系统显示的横向偏差和竖
自动导向测量系统,其作用主要是实时测出盾构掘进向偏差的可靠性,确保隧道按设计要求准确贯通,在隧
的姿态,计算出盾构与隧道设计中心线的偏差,从而指道掘进过程中每隔一段时间用人工测量的方法进行检
导盾构司机控制盾构掘进。目前,我国主要使用的盾测复核。间隔的时间取决于隧道的具体情况,在有严
构自动导向测量系统主要有两种:德国旭普林公司的重的折射效应的隧道中,每次检查之间的时间应该比

收稿日期:2007-11-01;修回日期:2007-11-26
作者简介:王超领(1983-),男,2005年毕业于南京工业大学土木工程学院,现为在读硕士研究生,大地测量学与测量工程专业。
34隧道建设2007年12月第27卷

较短一些。这主要由于空气温度差别很大的缘故,故为检查地下水准点的稳定性,还应根据地面近井
在隧道测量时必须始终考虑这一效应的影响。TUMA水准点定期进行重复水准测量,将所得高差成果进行
自动导向系统是通过人工地下支导线测量与水准测量分析比较。若水准标志无变动,则取所有