盾构区间施工测量方案.doc

中国XXXXX公司
XXXXX(英文)

XX轨道交通XX号线X期工程XXX标

XXX盾构区间施工测量方案

中国XXXXXX公司
XXXXXXXXXXXXX(英文)
一月

中国XXXXX公司
XXXXX(英文)

XX轨道交通XX号线一期工程土建X标

XX盾构区间施工测量方案

审批：
审核：
编制：

中国XXXX有限公司
XXXXX(英文)

一月

目 录
第一章 编制说明 1
1.1 编制依据 1
1.2 编制原则 1
1.3 合用范围 1
第二章 工程概况 2
第三章 施工控制测量 4
3.1 首级控制网的复核 4
3.1.1 平面控制点复核 4
3.1.2 高程控制点复测 5
3.2 地面近井控制点的测量 6
3.2.1 近井导线点选点与测量 6
3.2.2近井水准点选点与测量 8
3.3 盾构联系测量 10
3.3.1两井定向法平面联系测量 10
3.3.2高程传递测量 12
3.4 地下控制测量 12
3.4.1 地下施工控制导线测量 12
3.4.2、地下高程测量 13
3.4.3、控制测量施测过程中的关键点 14
第四章 始发和掘进阶段的测量 15
4.1 始发测量准备工作 15
4.2 始发托架的平面位置控制 15
4.3 反力架的定位 16
4.4 盾构机初始姿态调试 16
4.5 盾构导向系统吊篮测量 18
4.6 盾构姿态的人工测量 19
4.7 全自动全站仪的移站 22
4.8 管片检测 22
4.8.1 管片检测方法 22
4.8.2 管片姿态超限处置规定 23
4.9 贯通前洞门及接受托架复测 24
4.9.1 洞门复测 24
4.9.2 接受托架复测 24
第五章 竣工测量 26
5.1 贯通测量 26
5.2 竣工断面测量 26
5.2.1 平面、高程控制点 26
5.2.2 断面测量点位 26
第六章 测量工作精度保证措施 27
第七章 测量资料的管理 29
第八章 测量成果报验 30
第九章 盾构施工测量安全措施 31
第十章 测量人员、测量仪器及工具的配置 32
10.1 测量人员配置 32
10.2 测量仪器配置 32
10.3 附件 32

第一章 编制说明
1.1 编制依据
（1）《城市轨道交通工程测量规范》（GB50308—2023）；
（2）《城市测量规范》（CJJ/T8-2023）；
（3）《工程测量规范》（GB50026-2023）；
（4）《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2023)
（5）《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2023）
（6）本标段工程设计施工图；
（7）本标段施工组织设计；
（8）《成都市轨道交通有限公司轨道交通施工测量管理细则》〔2023〕93号;
(9)《成都轨道交通11号线一期工程土建1标段施工测量方案》;
(10)国家、地方相关行业有关规范、强制性标准等。
1.2 编制原则
满足相关测量规范中规定的测量精度和规定，不影响施工进度，保证工程质量，保证工程施工顺利进行。
1.3 合用范围
本方案合用于XX地铁XX号线X标XXXX站～XXX站盾构区间施工测量。
第二章 工程概况
XXX～XX站区间始于XXXX，隧道地表为市政道路。左线区间线路起讫里程为ZDK50+801.524～ZDK51+270.329,长458.818m(短链9.987m)。最小半径为500 m。最大坡度为16.6‰ ，隧道顶部最大埋深约为14.9 m。最小埋深约为 10.6 m。本区间从XX大道站始发，在XXX站接受。
右线区间线路起讫里程为YDK50+801.524～YDK51+270.324，长468.8m。最小半径为530 m。最大坡度为16.6‰ ，隧道顶部最大埋深约为14.9 m。最小埋深约为 10.6 m。本区间从新通大道站始发，在新川路站接受。
圆形隧道内径5400mm，隧道外径6000mm，衬砌厚度为300mm。线形采用直线环、左转环和右转环的组合方式。标准环环宽1500mm，转弯环为双面楔形环管片，楔形量38.0mm，环宽1500mm。一环管片由1块封顶块管片（F）圆心角为15°，标准块管片3块（分别为A1、A2、A3）圆心角均为72°。邻接块管片左右各1块（分别为B1、B2）圆心角均为64.5°，纵向接头为10处，按36°等角度布置。

图2-1 XXXX区间平面实景图

图2-2 XXXX区间平面示意图

第三章 施工控制测量
3.1 首级控制网的复核
为了拟定控制点是否有变化，依据《成都市轨道交通有限公司轨道交通施工测量管理细则》〔2023〕93号文献，我部每3个月对全线控制网进行复测，全线控制网复测涵盖全线所有GPS控制点、导线控制点以及高程控制点。此外，假如发现部分控制点不稳定，则加大复测频率。
3.1.1 平面控制点复核
3.1.1.1 GPS控制点复测
严格按照GPS静态观测的规范进行。天线的定向标志应指向正北，对中，整平。 每时段观测前后分别量取天线高，两次测量结果之差不应超过3mm，实际控制时不应超过1mm，取其平均值记入测量手薄中。严格按照规定的时间开机作业，保证同步观测同一组卫星，观测开始后，应及时记录有关数据并随时注意卫星信号和信息储存情况。观测即将结束前，应检查接受机的对中整平情况，检查完毕后按照规定的时间关机。
采用苏一光FGO2023后解决软件进行基线解算和平差计算，各项指标均需满足规范规定。平差结果与交桩值比较，看是否在允许差值范围之内，以拟定控制点是否有变化。
目前，现有的GPS点共有12个：GPSG6069、GPSG6072、G11102、G11103、G11104、G11105、G11106、G11107、G11108、G11109、G11112、G11115。GPS静态观测的简约网形图如下：

图3.1-1 GPS静态观测简约网形图
3.1.1.2 导线控制点复测
本工程所处地理位置道路交通流量不大，测量时间安排在早上6点至晚上8点，避开中午高温时间，测量时采用附合导线作为本工程的地面平面控制测量方法，严格按照精密导线的规范规定进行。观测仪器为索佳CX101 1″秒级全站仪，采用测回法进行观测，每个置镜点左、右角各观测2个测回。内业资料直接输入电脑分别采用南方平差易和科傻测量平差软件进行严密平差，互相检核，平差结果与交桩值比较，看是否在允许差值范围之内，以拟定控制点是否有变化。
目前，精密导线点共有18个：D11102、D11102-1、D11103-1、D11104-1、D11105、D11106-1、D11107、D11108、D11109-1、D11110-1、D11111、D11112、D11113、D11114、D11115、D11116-1、D11117、D11118。导线测量时使用GPS控制点作为起算点，导线测量起始边为G11102-GPS6069，附合边为G11112-G11115。导线测量的简约网形图如下：

图3.1-2 导线测量简约网形图
3.1.2 高程控制点复测
水准点复测方法采用往返测附合水准测量，严格按照二等水准的规范规定进行。测量时间安排在早上6点至晚上8点，避开中午高温时间。路线长度约为1.3公里，观测仪器为天宝DiNi精密水准仪（0.3mm/KM,DS1级）+精密条码铟瓦水准尺，内业资料直接输入电脑采用南方平差易和科傻平差软件进行严密平差，平差结果与交桩值比较，看是否在允许差值范围之内，以拟定控制点是否有变化。
目前，高程控制点共21个：BM6092、BM6094、BM11101、BM11103、BM11104、D11105、G11105、BM11105、BM11113、D11107、D11108、BM11106、D11111、D11112、D11113、BM11108、D11114、D11115、BM11107、D11118、BM11109。水准测量的起始控制点为BM6092，附合控制点为BM11109。往返测量，内业资料直接导入电脑采用科傻平差软件进行平差，平差结果与交桩值比较，看是否在允许差值范围之内，以拟定控制点是否有变化。水准测量的简约网形图如下：

图3.1-3 水准测量简约网形图
测量组保护好所交各控制桩点，对人流量、车流量较多处及施工中也许扰动的点采用必要的保护措施，由于施工（或外界影响）必须挖掉、覆盖、遮挡（导致不通视）或扰动的点，测量组应采用相应的措施并事先向监理报告经批准后方可进行，保证各桩点不受破坏和扰动，保证工程施工和测量的顺利进行。
3.2 地面近井控制点的测量
3.2.1 近井导线点选点与测量
（1）选点与埋设：
1、相邻边长不宜相差过大，最短边长不应小于50m，相邻短边不宜小于长边的1∕2。
2、近井导线点的位置应选在因地下铁道、轻轨交通工程施工而发生沉降变形区域以外的地方。
3、点位应避开地下管线等地下建筑物。
4、相邻点之间的视线距障碍物的距离以不受旁折光影响为原则。
5、近井导线点布设为砼标石，顶部有明显不锈钢质或铜质测量点标记，涉及直径60mm的不锈钢质或铜质标记盘及直径20mm半球形突起，半球形顶部须有刻画明显的十字线标记，须保证稳固及有最高位置，严禁使用易被破坏的简易测量标志。
6、在观东路站施工场地内布置两个近井导线点，分别为D11103-1和JM4，分别位于新通大道站西侧和南侧井口附近，近井导线点的布设以及近井导线测量线路图如下：

图3.2-1 近井点布置及近井导线线路示意图
（2）测量：地面近井导线点以业主提供的GPS控制点和精密导线点为依据，根据竖井布置位置，在施工场地，结合现场情况布设近井导线控制点，所设的近井导线点与业主所提供的平面控制点形成一条附合精密导线。近井导线测量以控制点D11102-1和D11103-1为起始边，附合到控制点D11105和G11106。严格按照精密导线的规定进行。
为保证导线测量的精度，应做好以下几点：
① 水平角观测采用1″全站仪,仪器应通过有检定资格的单位检定。
② 由于工点所处道路车流量较少，导线观测时间选在早上6点至晚上8点内进行，避开中午高温时间。
③ 水平角的观测为4测回，（左、右角各两个测回），各项限差按以下精密导线网技术规定执行。
④ 前后视边长相差较大，观测时需要调焦时，宜采用同一个方向正倒镜同时观测法，此时一个测回中不同方向可以不考虑2C较差的限差。
⑤ 水平角观测中误差≤±2.5＂，方位角闭合差≤±5 (n为测站数)。
⑥ 水平角方向观测法的技术规定:
·半测回归零差≤6＂；
·测回中2C值较差≤9＂；
·一方向值各测回较差≤6＂。
⑦ 水平角观测结束后，测角中误差应按下式计算：

式中：——附合导线或闭合导线环的方位角闭合差（″）；
n——计算时的测站数；
N——附合导线或闭合导线环的个数。
⑧ 测距时，应在启动仪器20-30min后观测，以保证仪器适应室外环境；在成像清楚和气象条件稳定期进行，雨、雾和大风天气作业时尽量避开，不宜顺光、逆光观测，严禁将仪器照准头对准太阳；测距过程中，当视线被遮挡出现粗差时，应重新启动测量；当观测数据超限时，应重测整个测回。
⑨ 测距的重要技术规定:
·总测回数:往返测各3个测回；
·一测回指照准目的一次读数4次；
·一测回读数较差(mm):≤3；
·单程各测回较差(mm):≤4；
·往返较差(mm): ≤2(a+b×D)。
⑩ 内业计算中数字取值精度的规定如下:
·方向观测值及各项修正数(″): 0.1；
·边长观测值及各项修正数(m): 0.0001；
·边长及坐标(m): 0.0001；
·方位角(″): 0.1。
测量精度规定满足以下条件：
每边测距中误差：±4mm；测距相对中误差：1/60000；测角中误差：±2.5″。
Ⅰ级全站仪测回数：4测回；方位角闭和差：±5。
全长相对闭和差：1/35000；相邻点的相对点位中误差：±8mm。
精密导线点上只有两个方向时，按左右角观测，左右角平均值之和与360度的较差应小于4″。
采用严密平差，其近井点的点位中误差应在±10mm之内。
3.2.2近井水准点选点与测量
（1）选点与埋设：
水准点应埋设根据现场实际情况，在工地围挡以内选取合适位置布设，水准点必须稳固可靠，避免布设在端头基坑附近以及其他容易受到扰动的区域。
水准点的布设规定为布设为砼标石，顶部有明显不锈钢质或铜质测量点标记，涉及直径60mm的不锈钢质或铜质标记盘及直径20mm半球形突起，须保证稳固及有最高位置，严禁使用易被破坏的简易测量标志。
在新通大道站施工场地内布置近井水准点JM3，JM3位于新通大道站南侧端头井附近，近井水准点的布设以及近井水准测量线路图如下：

图3.2-2 近井水准点布置及水准线路示意图（往测）

图3.2-3 近井水准点布置及水准线路示意图（返测）
（2）测量：
水准往测起始点为BM11104，通过近井点JM3，最后附合到BM11113。往返测量，按城市二等水准精度规定测量外业和内业计算。
水准测量满足以下规定：
① 往测 奇数站上为：后—前—前—后
偶数站上为： 前—后—后—前
② 返测 奇数站上为：前—后—后—前
偶数站上为： 后—前—前—后
③ 每一测段的往测与返测，分别在上午、下午进行，也可在夜间观测。由往测转向返测时，两根标尺必须互换位置。
④ 水准测量的重要技术规定：
作业前，应对所使用的水准测量仪器和标尺进行常规检查与校正。水准i角检查，在作业第一周内应天天1次，稳定后可半月1次。二等水准测量仪器i角应小于或等于20″。
每千米高差中数中误差偶尔中误差：±2mm，每千米高差中数中误差全中误差：±4mm，附合水准路线平均长度：2～4km。
⑤ 观测次数：往返测各一次，往返两次测量高差超限时应重测。重测后，应将重测成果与原测成果比较，其较差合格时，取其平均值。
⑥ 平坦地往返较差、附合或环线闭和差：±８mm。
⑦ 视距：≤60m；前后视距差: ≤2.0m ；前后视距累计差: ≤4.0m；视线高度：视线长度20m以上≥0.4m，视线长度20m以下≥0.3m。
⑧ 水准网的数据解决应进行严密平差，并应计算每千米高差中数偶尔中误差、高差全中误差、最弱点高程中误差和相邻点的相对高差中误差。
3.3 盾构联系测量
在隧道施工过程中，联系测量分别于始发前、盾构掘进至盾尾距离始发面150m～200 m处时、300～400m处时，和盾尾距离始发面150m～200m处时进行。采用多次测量成果的加权平均值，指导隧道顺利贯通。
3.3.1两井定向法平面联系测量
根据本区间始发井实况平面联系测量决定采用两井定向法进行几何定向，如下图：

图3.3-1 联系测量示意图
在现场条件允许的情况下，左线联系测量时，在左线北端头井口和左线南端头井口分别悬挂一根钢丝，右线联系测量时，在右线南端头井口和右线北端头进口分别悬挂一根钢丝。但是在某些现场条件不允许的情况下，比如井口无悬挂钢丝条件、井口视线不通、施工震动较大等情况，则需要根据现场实际条件，选择合适的井口悬挂钢丝，钢丝距离地面近井点的距离不宜过短或过长，过长则会导致视物不清，增长观测误差，过短则会导致边长比过大，同样增长测量误差，此外，两钢丝间的距离在现有施工条件下应保证尽也许的长，但同时也要避免底板控制点距离钢丝距离过远导致观测视物不清的问题。
在底板上左线和右线各布置两个控制点，既作为平面控制点，也作为高程控制点使用。底板控制点的布设位置，一般在轨行区附近，既可布置在轨道中间，也可以布置在轨道两边，底板控制点布置的原则是：既保证不受盾构机影响，也要保证通视条件良好。
底板控制点的布设方法为：在底板上用电钻钻孔，孔深10cm左右，插入专用不锈钢测量控制点，控制点上方有明显的细十字丝线，孔与控制点之间的缝隙用水泥砂浆填实，控制点必须有明显的最高点。根据现场情况对控制点采用合适保护措施。
井下底板平面控制点布设与测量示意图如下：
图3.3-2 底板平面控制点布设及测量示意图
在两井定向中，遵循以下几点：
（1）两井定向独立进行三组，每组分左右线分别计算基线点坐标，坐标闭合差满足规范规定后平差，最后取三次的平均值作为该次的定向最终测量成果。每测回测定的地下起始方位角较差小于12″，方位角平均值中误差为±8″。
（2）联系测量宜选用0.3mm钢丝，悬挂10kg重锤，重锤应浸没在阻尼液中。边长测量采用全站仪测距，读至0.1mm。每次应独立测量三测回，每测回三次读数，各测回较差应小于1mm。井上与井下同一边边长较差应小于2mm。
（3）角度观测应采用Ⅰ级全站仪，用全圆测回法观测四测回，各测回间同一方向观测值互差应不超过±4″。
（4）基线边方位角互差应满足相关规范规定。
（5）联系测量推算的地下起始边方位角的较差应小于12″，方位角平均值中误差在±8″之内。
（6）悬吊钢丝间距应当尽量大。
（7）仪器至钢丝的距离采用在钢丝上粘贴反射片进行电磁波测距。
联系测量的质量直接影响了盾构机掘进的方向，在平面和高程测量过程中要严格按照规范规定进行操作，以保证联系测量的精度。
3.3.2高程传递测量
新～新区间左右线共布设4个控制点，均为高程与平面共用。
地面水准点的采用天宝DiNi03精密电子水准仪按二等水准测量方法进行，各项技术指标应满注足相应技术规定。以平面控制点作为高程控制点使用。采用在竖井内悬挂钢尺的方法进行高程传递测量，在钢尺上悬挂与钢尺鉴定期相同质量的重锤。导入标高每次独立进行3次，每次变化仪器高高差大于100 mm，3次高差较差≤±3 mm，取3次平均值为地下水准测量基点标高。高差应进行温度、尺长改正，当井深超过50m时应进行钢尺自重张力改正。

图3.3-3 高程传递测量示意图
高程传递测量时应注意以下事项：
(1）近井点稳定可靠。
(2）每次高程联系测量独立作业三组，各组高差互差应满足相关规范规定，取其均值作为本次高程联系测量成果。
(3）三次高程联系测量基点高程成果互差，应满足相关规范规定。
（4）高程传递测量前，须事先检核地面两个近井水准点的高差，以保证其稳定性。
3.4 地下控制测量
3.4.1 地下施工控制导线测量
在洞内布设双导线，减小测量误差，提高精度。隧道内的导线点设立在管片拱腰位置，采用强制对中托架，强制对中导线点能尽量减小仪器的对中误差，从而有效提高测角精度。在直线段保证平均边长约150m，曲线上不宜小于60m，角度观测按精密导线的技术规定施测四测回。
每次延伸施工控制导线测量前，对已有的施工控制导线点进行检测，无误后，再向前延伸。施工控制导线在隧道贯通前的测量与竖井定向同步。当重合点反复测量的坐标值与原测量的坐标值较差小于10mm时，采用逐次的加权平均值作为施工控制导线延伸测量的起算值。洞内导线的布设形式如下图：
图3.4-1 洞内双导线布设示意图
3.4.2、地下高程测量
地下控制水准点的布设采用支水准路线向前延伸，设立水准控制点，水准点采用在管片底部钻孔埋设水准控制点的方法。地下控制水准测量采用天宝DiNi03精密电子水准仪和铟钢水准尺，按二等水准测量的技术规定施测。地下控制水准测量在隧道贯通前独立进行并与地面向井下传递高程同步。反复测量的控制水准点与原测点的高程较差小于5mm时，并采用逐次水准测量的加权平均值作为下次控制水准测量的起算值。
新布设高程控制点的测量环节为：一方面检核起始控制点的稳定性，确认无误后，从起始控制点开始测量，往返测量，严格按照二等水准测量的技术规定施测。
洞内高程控制点布设形式及线路图如下：
图3.4-2 洞内高程点布设形式及往测线路示意图（返测线路相反）
在左线掘进时，联络通道打通后，通过联络通道，把左、右洞水准点连接起来，形成附合水准线路。
3.4.3、控制测量施测过程中的关键点
①地面平面控制网必须有一基本方向线，并与隧道平面布置图相吻合最为抱负。
②采用导线测量引测地下平面点时，须严格控制隧道前进方向横向点位误差值。
③联系水准测量时，必须选用两台经检定合格的水准仪进行高程引测，并进行温差尺长改正校差。

第四章 始发和掘进阶段的测量
4.1 始发测量准备工作
对盾构推动线路数据进行复核计算，计算结果经指挥部精测队复核无误后，上报监理工程师及第三方测量单位书面确认。实测始发、接受井预留洞门中心横向和垂直向的偏差，并由监理工程师书面确认后方可进行下道工序施工。
按设计图在实地对盾构始发托架的平面和高程位置进行放样，始发托架就位后立即测定与设计的偏差。
在盾构右上方预留位置安装自动导向系统的设备，且保证互相通视。盾构就位后人工精确测量盾构机与设计轴线的平面、高程偏差，以及盾构机的切口里程、滚动角、俯仰角；并与安装在盾构机上的自动导向系统测量结果一致，上报监理工程师备查。
4.2 始发托架的平面位置控制
由于线路设计在始发井内为直线，所以始发托架的平面定位直接按照隧道中心来控制。在盾构机始发托架安装前，运用井下经监理和第三方测量单位检核合格的控制点精确在地面标定出隧道设计中心线及盾构托架支撑导轨的中心线，在垂直投影面上始发基座的中心线与隧道的轴线相吻合。此外，要通过调整始发基座的支架使盾构机处在水平始发，始发基座高程的计算方法是通过拟订盾构机在始发基座上时盾构机的中心线在盾尾位置处要与隧道轴线相一致，始发托架靠近洞门端的高程要比设计高程略高1～2cm，这是防止盾构始发时出现“栽头现象”。盾构托架支撑导轨与隧道中心线位置示意图如下图所示。
图4.2-1 始发基座示意图
4.3 反力架的定位
反力架的定位涉及平面位置定位、高程定位和倾斜度定位。
反力架的平面位置根据负环管片的环数和始发托架的位置而定，反力架左、右立柱连线必须与隧道中心线垂直。
反力架的钢环中心线标高根据线路中心线标高和实际盾体中线标高而定，保证反力架钢环中心与实际盾体中心线重合。
反力架钢环面与盾体中心线垂直。

图4.3-1 盾构机反力架示意图
4.4 盾构机初始姿态调试
盾构机掘进方向的控制重要由自动导向系统来指导，盾构机自动导向系统仪器安装在盾构机右上方的吊篮上，吊篮采用钢板制作，其底部采用强制对中螺栓，用以安顿全站仪。
吊篮强制对中点的三维坐标通过联系测量传递到洞口的导线点和高程点传递而来，施测时通过吊篮测量盾构机上的参考点，计算出盾构机的切口里程、滚动角、俯仰角，以及盾首、盾尾的平面和高程偏差，再与盾构机自动导向系统的计算结果对比，确认一致无误后，即完毕盾构机的初始姿态测量。自动导向系统软件界面如图下图所示。

图4.4-1 自动导向系统界面示意图
XX盾构区间采用米度导向系统，米度导向系统可以在系统软件中直接输入线性要素，输入完毕之后可以在软件中进行逐桩坐标检查，并导出逐桩坐标数据表，报送监理及第三方测量单位审核，保证输入的线性要素对的无误。线路中线线性要素输入界面如下图：

图4.4-2 自动导向系统中线输入界面示意图
4.5 盾构导向系统吊篮测量
盾构机配备米度自动导向系统，该系统为使盾构机沿设计轴线掘进提供所需要的盾构机姿态位置等数据信息，同时该系统还能提供在隧道施工过程中的完整备档文献。
测站和后视吊篮设计成直接安装在管片螺栓上，不需要电钻打眼安装。每次移站时把吊篮安装在盾构机的尾部，激光站的吊篮安装在离激光靶约20米的距离。盾构机掘进过程中在适当位置安装测站及后视棱镜吊篮，运用井下平面和高程控制点引测出激光站和后视棱镜三维坐标，引测时仰角不宜大于15°，高程宜测量独立测量三次，测得的高差较差≤±3mm。
在盾构施工过程中，由于激光站附近的管片还不是很稳定，激光站也许会发生位移，需运用隧道内的平面和高程控制导线点定期复测吊篮上的强制对中点三维坐标。如校核差值过大，需再次复核进行确认，以地下控制导线测得的吊篮三维坐标为准，用以指导盾构机沿着设计轴线掘进。特别是在盾构机出洞前50米更要加强对激光站和后视点坐标的人工复测。导向系统示意图如下图所示。

图4.5-1 米度自动导向系统示意图
4.6 盾构姿态的人工测量
通过测量盾构机上的参考点来计算盾构机的姿态与盾构机导向系统显示的姿态是否一致。盾构姿态的复测采用人工复测，特别是在隧道贯通前更要加大检测频率。测量项目涉及平面偏差、高程偏差、切口里程、滚动角、俯仰角等。
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。在盾构机的机壳体内适当位置选择测量的观测点就成为非常重要的工作，所选观测点既要有助于观测，又利于点位的保护，并且相对位置不能发生变化。
　 图4.6-1 盾体空间关系图
如图4.6-1中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、四点构成一个四周体，测量出每个角点的三维坐标（xi, yi, zi）,根据四个点的三维坐标（xi, yi, zi）分别计算出LAB, LAC, LAD, LBC, LBD, LCD, 四周体中的六条边长，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四点也构成一个四周体，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拟定盾构机的扭转角度，从而达成检测盾构机的目的。
此方法在外业作业时，只需测得任意三点的坐标，运用各参考点在TBM坐标系中相对位置，列出三元二次方程组，然后解出前后参考点的三维坐标，然后比较前后基准点的里程的理论三维坐标，即可得出盾构姿态的相关参数。假设我们选定并测量了盾构机上A、B、C三个参考点的三维坐标分别为: (Xa、Ya、Za)、(Xb、Yb、Zb)、(Xc、Yc、Zc)，并设未知量为盾构机的前、后基准点的三维坐标(X前、Y前、Z前)、 (X后、Y后、Z后) ；由于参考点A、B、C及盾构机前、后基准点在TBM坐标系中的三维坐标是已知的，因此参考点A、B、C及盾构机前、后基准点的六条空间基线向量也是已知的，用来表达。
根据以上条件可以列出如下方程：
前基准点三维坐标求解方程：

后基准点三维坐标求解方程：

解算出前、后基准点的三维坐标后，与盾构机所在里程的隧道中心设计坐标相比较，其差值为，可获得如下资料：
前基准点水平偏差=
前基准点垂直偏差=
同理可得盾体后基准点的水平及垂直偏差值
盾构机仰俯角=（为盾体前后基准点连线长度）。
始发掘进前，在车站地下空间内的适当位置安装激光测站及后视棱镜吊蓝，运用井下控制点和井下高程控制点引测出激光站点和后视棱镜三维坐标，引测时仰角不大于15°，测量三次，测得的高差较差≤±2mm。
始发掘进阶段，运用井下控制点对盾构姿态进行人工复测，及时将人工复测的数据与自动导向系统记录的数据进行比较，当差值较大时，用全站仪对激光站和后视棱镜点坐标进行检查，修改自动导向系统中的设立参数，以保证掘进过程中盾构姿态的对的。
盾构机姿态人工测量时，测定在盾构机壳内至少三点（已知在大地坐标系中坐标）的三维坐标后，反算出刀盘中心点的三维坐标和盾尾中心点的三维坐标，由刀盘中心、盾尾中心两点的坐标计算出盾构机在掘进过程中瞬时的水平方向和垂直方向的偏差值，与自动导向系统所显示的相关数据进行比较就可以知道自动导向系统是否正常工作。
测量方法：从隧道内主控制导线点引测至托架上，引测至托架上时仰角不得大于15°。在托架上建立测站，测定机壳至少三点的三维坐标。高程用1级全站仪测量，采用正、倒镜读数，消除仪器竖直角指标差的影响，测量三次，测得的高差较差≤±2mm。
在盾构始发前，由于盾构还没有进入土体，可以采用对盾体顶部盾前及盾尾分中测量的方法进行人工姿态检核，两种方法互相结合，保证数据准确。
盾构姿态的人工测量在激光站的移站后进行，或环片测量结果与盾构姿态数据差距较大时进行。
本区间左、右线各进行两次盾构机姿态人工测量，分别在始发前、始发后100m左右和贯通前100m左右进行，此外，在盾构机掘进过程中假如出现盾构机姿态异常，管片姿态异常时应及时对盾构机姿态进行测量复核。
4.7 全自动全站仪的移站
盾构机的掘进时的姿态控制是通过全站仪的实时测设目的靶的坐标，反算出盾构机盾首、盾尾的实际三维坐标，通过比较实测三维坐标与隧道中线三维坐标，从而得出盾构姿态参数。随着盾构机的往前推动，每隔规定的距离就必须进行全自动全站仪的移站。直线段在后视吊篮脱出最后一节台车前移站，曲线段在全站仪将要无法通视激光靶或目的棱镜前移站，为了避免移站工作对掘进的影响，移站工作选在管片拼装时进行。
为了保证测量数据的准确性，每次移站必须以隧道内的控制点为起始控制点，坚决避免采用现有全站仪吊篮和后视吊篮坐标直接往前移站。
4.8 管片检测
4.8.1 管片检测方法
在衬砌管片时，及时测量衬砌环的姿态，同时也是对导向系统的校核。每拼装一环管片，就及时测量该环管片的姿态，实时跟踪，每次测量时，都复核前一环的管片姿态，并与上次所测结果进行比较，保证测量结果准确无误。衬砌管片检测采用铝合金尺，在尺中心粘贴徕卡反射片，测量时在铝合金尺上放置水平尺，调整铝合金尺到水平状态，直接测量铝合金尺的中心三维坐标来推算管环中心的三维坐标，如图所示。使用的水平尺应定期进行校正。计算管环中心偏离隧道轴线时，可以通过测量出来的管环中心三维坐标，然后用EXCEL或软件计算隧道中心的偏差。同时采用CAD作图法复核，通过在CAD里绘出的隧道轴线（空间）比较就可以检查计算的管环中心偏差。此外，为了增长高程测量的精度，还需单独测量出管片底部和顶部的标高，计算出管片中心的标高，两种方法互相检核，假如偏差过大，及时查找因素，并且重新测量。管片测量示意图如下图所示。

图4.8-1管片姿态测量示意图
4.8.2 管片姿态超限处置规定
根据《盾构法隧道施工及验收规范》GB 50446-2023中9.3.4章节中对地铁成型管片姿态的验收标准，成型管片的平面位置和高程偏差的限值均为±50mm，根据《成都地铁工程施工测量管理细则》(成地铁建〔2023〕93号)文献规定，管片姿态超限等级及解决机制按照下表内容执行。
警情
等级
状态描述
报送范围
报送时限
报送
方式
处置
黄色
预警
盾构管片姿态横向或竖向偏差达成（50，100] mm
1.监理
2.业主代表
3.安全质量部门正副部长及质量安全主管人员、测量主管人员
当天
短信
监理单位总监视情况组织相关各方分析、处置
橙色
报警
盾构管片姿态横向或竖向偏差达成（100，150] mm
1.监理、设计
2.建设分公司副总
3.工程主管部部门正副部长及业主代表
4.安全质量部门正副部长及质量安全主管人员、测量主管人员
当天
电话+
短信
建设分公司工程主管部门副部长视情况组织相关各方分析、处置
红色
报警
盾构管片姿态横向或竖向偏差大于150 mm
1.监理、设计
2.建设分公司总经理、副总
3.工程主管部部门正副部长及业主代表
4.安全质量部门正副部长及质量安全主管人员、测量主管人员
当天
电话+
短信
建设分公司工程主管部门部长视情况组织相关各方分析、处置
表4.8-1 警情等级划分、报告与处置规定一览表
4.9 贯通前洞门及接受托架复测
4.9.1 洞门复测
4.9.1.1 始发洞门复测
在盾构始发托架下井之前，需对始发洞门环进行复测，拟定实际洞门中心，根据该成果对盾构掘进进行指导，保证盾构机顺利进洞。使用经监理和第三方测量单位检核合格的底板控制点作为依据，具体复测方法为于接受端架设全站仪，实测洞门边沿8个点以上，然后用SPMS软件空间圆拟合功能计算出实测洞门中心三维坐标，如下图所示。此外也将点位展于CAD中，计算出圆心位置，两种方法互相检核，计算结果与线路设计中心位置对比，求出偏差。

图4.9-1 SPMS软件空间拟合界面图
4.9.1.2 接受洞门复测
在盾构掘进至贯通面之前50m-100m左右，对接受端洞门进行复测，拟定实际洞门中心位置，根据该成果对盾构掘进进行指导，保证盾构机顺利出洞。具体复测方法与始发洞门环相同。
4.9.2 接受托架复测
由于线路设计在接受井内为直线，所以接受托架的平面定位直接按照线路设计隧道中心线来控制。在盾构机接受托架安装前，运用井下控制点精确标定出隧道设计中心线及盾构托架支撑导轨的中心线，在垂直投影面上接受基座的中心线与隧道的轴线相吻合。此外，要通过调整始发基座的支架使盾构机处在水平接受，接受基座高程的计算方法是通过拟订盾构机在接受基座上时盾构机的中心线在盾尾位置处要与隧道轴线相一致，接受托架的高程要比设计高程略低1～2cm，保证接受盾构机顺利出洞。盾构托架支撑导轨与隧道中心线位置示意图如下图所示。
图4.9-2接受托架示意图
第五章 竣工测量
5.1 贯通测量
盾构通过一个区间后，及时地进行联测井上、井下导线、水准网，并进行平差，为盾构隧道贯通测量提供具有一定精度的导线点与水准点。运用吊出井贯通面两侧的平面和高程控制点进行隧道的纵向、横向和方位角贯通误差测量以及高程贯通误差测量。其中平面贯通误差运用在隧道贯通面处，采用坐标法从两端测定贯通，并归算到预留洞门的断面和中线上，求得横向贯通误差和纵向贯通误差，根据《城市轨道交通工程测量》(GB50308-2023)，横向中误差限值为±50mm，高程贯通中误差限值为±25mm，纵向贯通误差限差为L/5000（L为两开挖洞口之间的距离）。高程贯通测量由两侧控制水准点测定贯通面附近同一水准点的高差较差拟定，其误差即为竖向贯通误差。若贯通误差在允许范围之内，则测量工作达成了预期目的。
隧道贯通后地下导线则由支导线经与另一端基线边联测成为附合导线，水准也变成了附合水准，当闭合差不超过限差规定期，进行平差计算。按导线点平差后的坐标值调整线路中线点，改点后再进行中线点的检测，高程亦要用平差后的成果。将新成果作为净空测量、调整中线起始数据，并报监理工程师审查批准后方可使用。
5.2 竣工断面测量
5.2.1 平面、高程控制点
假如隧道贯通误差不超限，则运用两侧的控制导线点重新平差计算，求出线路导线控制点的新的坐标，把新的坐标值作为竣工验收的依据；同时运用两侧的控制水准点高程平差计算，求出全线控制水准点新的高程，并以此作为竣工断面的依据。
5.2.2 断面测量点位
对于区间圆形隧道，具体测量规定按地铁公司下发的断面测量规定施测。
第六章 测量工作精度保证措施
地铁建设对施工测量提出了较高的规定。施工测量要保证设计参数实现，必须保证“万无一失”，在保证施工测量质量的各个环节上，克服苦难，排除干扰，做到精确无误，因此须在以下方面采用措施。
（1）本标段所配置的测量仪器在开工之前送到具有检定资格的部门检定和校准，合格后才投入使用。
（2）测量控制工作必须坚持复核