[发明专利]一种盾构机始发姿态人工测量方法

说明书

本发明属于盾构施工技术领域，具体涉及一种盾构机始发姿态人工测量方法，该方法通过布设盾构机姿态测量的控制网，然后对盾构机姿态人工进行平面测量、高程测量、滚动角测量和俯仰角测量，能够为盾构机始发初始姿态的调试和盾构机导向系统显示姿态的核验提供依据，具有良好的可靠性和准确性，使区间隧道施工时盾构机按设计轴线掘进提供基础，确保满足设计和规范的要求，使隧道施工按设计图纸进行高精度的施工。

技术领域

本发明属于地铁盾构施工技术领域，具体涉及一种盾构机始发姿态人工测量方法。

背景技术

随着城市建设的飞速发展，我国在各大城市都开展了地铁建设，以此来满足人们的生活和交通需求。为了满足盾构掘进按照设计要求贯通(规范要求小于±50cm)，必须研究每一步测量工作所带来的误差，包括地面控制测量，竖井联系测量，地下导线测量，盾构机姿态定位测量等阶段。

目前盾构机始发姿态测量方法主要有特征点(独立坐标系)的计算方法，特征点计算盾构初始姿态应用的系统主要有德国VMT公司的导向系统和中铁装备隧道掘进导向系统和上海力信测量技术有限公司导向系统等。但是上述导向系统进行盾构机初始姿态解算时主要通过对应公司的软件解算，由于目前盾构机对初始姿态特征点软件解算缺少其它方式的检核，导致盾构机初始姿态测量出现粗差，影响测量准确度。因此亟需一种能够对特征点的方法软件解算姿态起到复核的目的和提高盾构机始发姿态精度测量工作的测量方法。

发明内容

针对目前通过软件解算特征点缺少其它检核方式，导致姿态测量出现粗差影响测量准确度的缺陷和问题，本发明提供一种盾构机始发姿态人工测量方法。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：一种盾构机始发姿态人工测量方法，其特征在于：包括布设盾构机姿态测量控制网，并对盾构机姿态进行平面测量、高程测量、滚动角测量和俯仰角测量；

所述平面测量包括以下步骤：

(1)在靠近盾首和盾尾的位置分别悬吊一根钢丝，在悬吊钢丝的下端设置重物作为配重块；待悬吊钢丝稳定后在钢丝上贴反射片，使用全站仪测量反射片的中心坐标。

(2)把悬吊钢丝反射片上的盾首和盾尾的平面坐标用CAD软件通过展点的方式展到带有隧道设计轴线(DTA)的平面图纸上，并把盾首和盾尾的展点连成一条线段。

(3)将该线段在盾首和盾尾的位置分别平移盾首和盾尾的半径距离。

(4)线段平移后，分别将线段盾首和盾尾的两个端点向设计隧道掘进轴线作垂线，量取垂线的距离得到盾构机实际位置和隧道设计轴线之间的差值即为盾构机盾前和盾尾的平面偏差值。

所述俯仰角测量包括以下步骤：

(1)利用水准仪分别测量出盾尾的顶部高程H₁和盾首的顶部高程H₂；

(2)计算盾尾中心高程H_C和盾首中心高程H_D，

H_C＝H₁-R₁，H_D＝H₂-R₂

式中：R₁为盾尾半径，R₂为盾首半径。

(3)计算盾首中心高程和盾尾中心高程的高差△H_C～D＝H_D-H_C；

(4)量取盾首和盾尾的直线距离S_C～D；

(5)计算盾构机的俯仰角P_C～D，P_C～D＝△H_C～D/S_C～D；