地铁盾构钢环、管片的圆心拟合计算

时间：2020-12-02 10:02:59　来源：达达文档网本文已影响人

张能　李伟涛　李威

[摘要]地铁盾构施工中，经常要检测洞门钢环、盾构管片的定位安装，特别是圆心是否符合设计要求，本文通过测量钢环、管片圆周上的若干个坐标点，进行平差拟合计算，得到拟合后的圆心坐标和半径，与设计值进行比对，以供施工参考。工程实例证明了该方法的实用性。

[关键词]地铁盾构钢环管片圆心拟合

[中图分类号] P258 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-9-342-1

1地铁盾构发展

随着城市地面交通的越来越拥挤，越来越多的城市选择修建地铁来缓解地面交通压力。地铁盾构是城市地铁施工中一种重要的施工技术，是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法。它使用地铁盾构机在地下掘进，在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时，在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。

用地铁盾构法进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用地铁盾构法施工更为经济合理。

2洞门钢环、盾构管片安装检测

在地铁盾构施工过程中，最重要的工作之一包括始发和接收洞门钢环的安装定位、区间隧道里的管片姿态测量，而钢环、管片都是圆环形状，定位检测中需要间接地测量出圆心坐标，以便和设计圆心坐标比较，给评价施工质量提供参考。

3数据处理计算

在平面上测得N个点的平面坐标（xi，yi）（其中：N≥3，i=1，2，3……N），用这N个点拟合一个圆，求圆心坐标（a，b）和半径R。

4北京某地铁实例

北京地铁某地铁区间采用盾构工法进行掘进施工，车站负二层（站台层）右线隧道安装洞门钢环，设计里程为K44+824.071，设计钢环圆心O坐标X=315977.906，Y=509423.862，H=20.641，设计半径3.3m，该处的线路中线是直线段，坐标方位角为357°57′7.0″。现对安装质量进行检测，测得4个钢环圆周坐标：A（315978.020，509427.167，20.632）、B（315977.913，509423.882，23.945）、C（315977.802，509420.576，20.648）、D（315977.928，509423.877，17.330）。现在以钢环圆心O为坐标原点，坐标方位角为87°57′7.0″为M轴正方向，竖直面内过圆心O向上的方向为N轴正方向，将ABCD四个点投影到里程K44+824.071的竖直横断面上，换算成二维平面坐标（mi，ni），则A（3.307，-0.009）B（0.02，3.304）C（-3.288，0.007）D（0.016，-3.311），那么

然后利用公式（8）拟合计算出X=[-10.9065 0.0095 -0.0035]T，实际的圆心坐标O（0.0095，-0.0035），实际钢环半径R=3.3025m，在允许施工误差范围内，可以进行下道工序施工。

5结束语

在实际生产工作中，很多数据处理都要用到圆心拟合，本文提出的处理方法具有很强的实用性和指导性。

地铁盾构钢环、管片的圆心拟合计算

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