CN102966015B - 环网无轨测量施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环网无轨测量施工方法，包括如下步骤：1、获得轨道公里标和高程数据表，以及标桩公里标、高程数据；2、测量实施，将已知隧道内标桩作为前测量点，待测点作为后测量点，根据前后测量点的公里标差值，找到后测量点的位置；并以前后测量点的高程数据以及前测量点水平仪标尺读数为基础，确定出后测量点的轨道高度；依次可测出整个隧道的轨道高度，从而确定环网电缆支架的安装高度。本发明在无轨作业环境下，结合施工现场已有的测量标记，施之以常规测量手段，模拟出轨道的铺设数据，获得精度极高的环网建设所需要的支架安装高度数据。本发明适用于地铁隧道35kV环网电缆无轨条件下施工，也适用于其它类似工程，具有推广价值。

Description

环网无轨测量施工方法

技术领域

本发明涉及一种地铁环网电缆支架在无轨情况下的一种测量施工方法。

背景技术

随着我国经济的繁荣，我国大城市的规模得到了快速的发展，大城市人口总量有了快速的增长，城市的交通拥挤问题已成为制约城市经济发展的瓶颈问题；为给城市经济提速，同时也为国防安全的需要，全国各大城市均已全面开始建设城市地下轨道交通线（地铁），并进行远期规划，以缓解日益繁忙而拥挤的交通问题。大城市的地铁建设作为建筑业的新的支撑点，正方兴未艾地崛起。其中地铁环网工程施工测量主要是确定环网支架的高度，由于地铁空间狭小，各专业设备紧密排列，因此支架安装的高度要求非常精确。通常该支架的高度是在铺设地铁轨道后，以地铁轨道的高度作为支架高度安装点的测量依据。但目前巨大的交通压力也使全国大部分地铁工程都有个共同的特点：工期紧、工程量大，轨道、接触网、电力、通信等等许多专业交叉施工，为了抢工期赶进度，地铁环网工程施工必须在轨道铺设前提前进场。如何在没有轨道的情况下仍然精确的确定支架的高度，是急需解决的问题。

发明内容

本发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种无轨测量施工方法。

本发明采用的无轨测量施工方法如下：

1、测量数据准备

1-1、收集轨道单位铺轨数据，轨道铺轨数据包括每间隔几米跨距设置的（一般为6米左右）对应公里标处的轨道设计高度，获得轨道的高程数据表。

1-2、收集隧道内的标桩数据表，获得标桩已有公里标高程数据。

2、测量实施

2-1、确定控制基点和测量点

2-1-1、确定控制基点：

在收集的标桩数据表中找到隧道洞口的标桩，作为第一控制基点。根据收集的标桩数据表，确定第一控制基点的公里标数据M和高程数据X；

2-1-2、确定测量点：

将收集的轨道铺轨数据与第一控制基点的公里标数据进行比对，确定距洞口最近的轨道铺轨测量点，就以此点为我们的第一测量点。根据收集的轨道铺轨数据表，确定第一测量点的公里标数据N和高程数据Y；

2-2、找控制基点和测量点：

2-2-1、在隧道洞口找到作为测量第一控制基点的标桩，架设好水平仪并读出控制基点的标尺读数为A。

2-2-2、找隧道内的第一测量点：

根据下式计算出第一个测量点的的标尺读数B，计算如下：

B=前测量点标尺读数+前测量点高程-后测量点高程=A+X-Y

其中A为第一控制基点的标尺读数，X为第一控制基点的高程，Y为第一测量点的轨道铺轨数据表中的高程。

根据第一测量点的公里标和第一控制基点的公里标数值差，找到第一测量点的位置。然后用水平仪在第一测量点位置读出标尺读数为B的地方就是第一测量点轨道的高度。

2-2-3同理，依次确定后续的测量点：

按轨道铺轨数据表，确定第二测量点与第一测量点的公里标数值差（即轨道测量点跨距），以及第二测量点高程数据Z。根据下面的公式计算第二测量点的水平仪标尺读数C，计算如下：

C=B+Y-Z

其中B为第一测量点的标尺读数，Y为第一测量点的高程数值，Z为第二测量点的轨道铺轨数据表中的高程数值。

根据第二测量点与第一测量点的公里标数值差找到第二测量点的位置。然后用水平仪在第二测量点位置读出标尺读数为C的地方就是第二测量点轨道的高度。

以此类推，通过轨道铺轨数据表中的数据，事先计算出相邻的前后测量点的高程数值差，确定后一个测量点的位置，并以前后测量点的高程数据以及前一个测量点轨道高度的水平仪标尺读数为基础，确定出后一个测量点的轨道高度。

当测量距离较长，需要挪动水平仪时，应在挪动后，把标尺放在挪动前已测量过的最后一个测量点的轨道高处，重新读出标尺读数D,在轨道铺轨数据表中找出该点公里标处的轨道高程H,同时在轨道高程数据表中找出下一个测量点的轨道高程数据I，同前述，计算出下一个测量点的轨道高度的标尺读数为E,

E=D+H-I

依次可测出整个隧道的轨道高度。

2-3复测，其方法如下：

2-3-1确定测量点轨道高度数据的准确性：

隧道中找到第二控制基点的标桩，在第二控制基点附近找到已标记轨道高度的测量点中距其最近的一个测量点，该测量点的标尺读数为F，高程数据为J,在标桩数据表中找到第二测量基点的高程数据为K,同理计算出第二测量控制基点的标尺读数G为：

G=F+J-K

然后把塔尺放在第二个测量基点上，读出此处的标尺读数为G’，如果，G与G’的数值差小于等于±0.005米，继续测量。如果大于此误差控制范围，重新进行复测。

2-3-2 修正已测量点轨道高度数据：

以第二测量基点的数据为依据，计算出与其最近测量点（第一复测点）的标尺读数F’为,

F’=G+K-J

在第一复测点的位置读出标尺读数F’的地方就是重新修正的该处测量点轨道的高度。

再以第一复测点的数据为依据，重新测量其前一个测量点的轨道高度，方法同前。

按照复测的要求从后往前依次测量、修正，直至被测量点复测前的轨道高度与复测后的轨道轨道误差在控制范围内。

将采用上述方法测出的每个测量点的轨道高度在隧道壁进行连接，形成了轨道高度线，从而确定支架打孔的高度。

最后是支架横向距离的确定，只需确认环网支架安装与疏散平台支墩是相互交叉安装的即可。

本发明的思路，是根据现有的数据，模拟出轨道的铺设数据，本发明充分利用现有专业技术提供的测量数据，结合施工现场已有的测量标记，施之以常规测量手段，即可获得精度极高的环网建设所需要的支架安装高度数据。本发明适用于地铁隧道35kV环网电缆无轨条件下施工，也适用于其它类似工程，具有推广价值。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是隧道内各部件安装、布置结构示意图。

图2是实际安装时隧道内部件布置示意图。

图3是本发明无轨施工方法实施方式示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

成都地铁2号线一期工程接触网环网专业阶段性送电范围为左线沙河堡站主所—洪柳车辆段试车线（五站四区间）。此次送电采取主所外线单回路进线，主所至沿线各个车站环网单回送电方式，沿线站点采取单回35KV电源方式供电。通常环网安装工作进度如图1所示，首先在隧道内的地基7上铺设轨道5，然后依据轨道高度，在隧道壁上相应高度安装疏散平台支墩2，再在支墩上安装疏散平台1，最后根据电缆环网支架3上层托臂到疏散平台下表面的距离确定电缆支架的安装高度，支架就位后，再把电缆4按照不同的布置敷设在支架的不同托臂上。当一切就位后，再把地铁车厢6吊装在轨道5上。在上述安装工作中，疏散平台的高度由轨道高度确定，电缆支架的安装高度由疏散平台确定。即电缆支架的安装是在轨道铺设完毕、疏散平台完成后，开始定位安装。但根据业主计划工期安排，为了赶工期，当电缆支架铺设时，隧道内的实际情形如图2所示，支架3安装在隧道壁8时，除了隧道内每间隔大约100米就会有一个标记有高程标高的固定标桩9外，没有任何通常用以确定支架高度的参照物。即既无轨道，也无疏散平台或疏散平台支墩。申请人克服困难，精心组织、合理安排，在轨道敷设进度压力大的情况下，主动承担风险，胆大心细的采用无轨精细化测量技术接触网、环网无轨施工，充分利用现有的数据，模拟出轨道的铺设数据，采用常规测量技术，获得精度极高的环网建设所需要的支架安装高度数据，完成接触网、环网支架的安装，为通电工作时间和空间商创造了有利条件。并送电成功，为环网专业全面完成开了个好局,为地铁2号线一期工程实现电通提供了有利的坚实基础。具体实施步骤如下：

1、测量准备

1-1、数据准备

1-1-1、获取成都地铁2号线轨道工程施工图设计-***场出入场线轨道综合设计图，设计图中包括入场线（出场线）设计坡度，竖曲线，钢轨顶面的里程和标高，钢轨接头里程和钢轨布置等数据。收集轨道单位铺轨数据中的钢轨顶面的里程（公里标）和标高（高程）数据。本发明实施例列举其中部分数据如下（单位为米）：

表1

1-1-2、收集隧道内的标桩数据表，在盾构隧道内每间隔约100米就会有一个作为高程标高控制点的固定标桩，获得标桩已有公里标（里程）、高程（标高）数据。本发明实施例列举其中部分数据如下表2，单位为米：

里程	20+999	21+99
			标高	545.752	546.222

表2

2、设备准备

水平仪一台，油漆，毛笔，粉笔，钢卷尺，墨盒。

3）、人员组织，

测量人员4人。

2、测量过程

2-1、确定控制基点和测量点

2-1-1、确定控制基点：

查找表2标桩数据表，确定位于隧道洞口的标桩为第一控制基点。其里程（公里标）M为20+999米，标高（高程）X为545.752米；

2-1-2、确定测量点：

将表1轨道铺轨数据与表2标桩数据表中第一控制基点的里程数据进行比对，从轨道铺轨测量点中确定距第一控制基点最近的第一测量点，第一测量点10-1的里程N为21+0，标高Y为545.952米；

2-2、找控制基点和测量点：

2-2-1、如图3，在隧道标桩9中找到洞口附近的作为测量第一控制基点的标桩9-1，架设好水平仪并读出控制基点的标尺读数A为1500毫米。

2-2-2、找隧道内的第一测量点10-1：

首先，根据下式计算出第一个测量点10-1的的标尺读数B，计算如下：

B=前测量点标尺读数+前测量点标高-后测量点标高

=A+X-Y=1.5+545.752-545.952=1.3米=1300毫米

其中A为第一控制基点的标尺读数，X为第一控制基点的标高，Y为第一测量点的轨道铺轨数据表中的标高。

根据第一测量点和第一控制基点的里程数值差h1=N-M=1米，找到第一测量点的位置。然后用水平仪在第一测量点位置读出标尺读数为1300毫米的地方就是第一测量点轨道的高度，在隧道壁对应高度做好记号。

2-2-3依次确定后续的测量点：

按轨道铺轨数据表，确定第二测量点10-2里程O与第一测量点10-1的里程N数值差h2=6（即轨道测量点跨距），以及第二测量点标高数据Z=545.982米。同理，计算第二测量点的水平仪标尺读数C：

C=B+Y-Z=1.3+545.952-545.982=1.27米=1270毫米

其中B为第一测量点的标尺读数，Y为第一测量点的标高数值，Z为第二测量点的轨道铺轨数据表中的标高数值。

根据第二测量点与第一测量点的里程数值差h2找到第二测量点的位置。然后用水平仪在第二测量点位置读出标尺读数为C的地方就是第二测量点轨道的高度，在隧道壁对应高度做好记号。

以此类推，通过轨道铺轨数据表中的数据，事先计算出相邻的前后测量点的里程数值差，确定后一个测量点的位置，然后以前后测量点的标高数据以及前一个测量点轨道高度的水平仪标尺读数为基础，确定出后一个测量点的轨道高度。

当测量距离较长，超过水平仪可视范围,需要挪动水平仪时，应在挪动后，把标尺放在挪动前已测量确定轨道高度的最后一个测量点的轨道高处，重新读取标尺读数。

以本实施例为例，对水平仪挪动前最后一个测量点10-3，挪动水平仪后重新读出标尺读数D为1700毫米即1.7米,在轨道铺轨数据表中找出该点的里程P为21+48米，轨道标高H为546.192米,在轨道铺轨数据表中找出下一个测量点10-4的里程Q为21+54米，轨道标高数据I为546.222米，同理，计算测量点10-4的轨道高度的标尺读数E：

E=D+H-I=1.7+546.192-546.222=1.67米=1670毫米

根据测量点10-3与测量点10-4的里程数值差h3=6米，找到测量点10-4的位置。然后用水平仪在测量点10-4的位置读出标尺读数为E的地方就是测量点10-4轨道的高度，在隧道壁对应高度做好记号。

这样我们用类似的方法就可以测出隧道内的众多测量点，这样就测出了整个隧道测量点的轨道高度。

但由于测量距离较长，在每次搬移水平仪时都会造成误差，同时因为每个数据都与上一个读数有关，可能由于一个读数错误或计算错误都会造成整个测量点的错误，为了减小误差及避免错误，我们必须在下一个控制基点（第二控制基点）进行复测。

2-3复测方法如下：

隧道中找到距第一控制基点的标桩约100米的第二控制基点的标桩9-2，在第二控制基点附近找到通过前述步骤获得的已标记轨道高度的测量点中距其最近的一个测量点10-6，重新架设好水平仪，读出测量点10-6的标尺读数F为1200厘米即1.2米，在轨道铺轨数据表中找到测量点10-6的标高数据J为546.432米,在标桩数据表中找到第二测量基点9-2的标高数据K为546.222米,计算第二测量控制基点的标尺读数G,计算如下：

G=F+J-K=1.2+546.432-546.222=1.41米=1410毫米

然后把塔尺放在第二测量基点9-2上，读出此处的标尺实际读数为G’，理论上不考虑误差的情况下，G=G’，如果相差很多（误差大于±0.01米），就说明我们前面的测量数据有错误，要对已经确定的测量点的轨道高度数据重新进行复测，即以第二测量基点的标高为准，读出测量基点9-2的读数G’为1350毫米，计算出测量点10-6的标尺读数F’为

F’=G’+K-J=1.35+546.222-546.432=1.14米=1140毫米

然后在测量点10-6的位置读出标尺读数为1140的地方就是重新确定的该处测量点轨道的高度，并重新在隧道壁对应高度做好记号。

再以测量点10-6的数据为依据，重新测量其前一个测量点10-5的轨道高度，方法同前。

按照复测的要求从后往前依次测量直至被测量点复测前的轨道高度与复测后的轨道轨道误差在控制范围内。说明至此前后测量高度是正确的，可以从测量点10-6继续往后测量。

用上述方法测出隧道中每个测量点的轨道高度，用墨盒把每个测量点的轨道高度在隧道壁进行连接，这样在隧道壁中就形成了一个轨道高度线，我们支架打孔的高度就确定了。支架锚栓打孔的高度为轨面线下垂直高度为12mm，沿着隧道弧面距离是18mm。

最后是横向的距离确定，环网支架安装与疏散平台支墩是相互交叉安装的，我们支架安装位置要避免与支墩位置重合，在成都地铁支墩设计中是每2.4米一个支墩，我们要与轨道单位沟通确定他们疏散平台支墩的位置，避免与其冲突，同时保证支架安装横向距离符合技术标准。这样，无轨道情况下环网支架打孔工序就可以展开了。

本方法在成都地铁2号线35kV环网工程施工中得到了成功应用，施工进展顺利，其施工精度达到预期要求，并为后续相关施工创造了有利条件。还为以后类似工程施工提供了借鉴和参考。

需要说明的是，尽管已经根据上述实施例对本发明进行了示例和描述，但上述示例仅用于说明测量的方法的应用，本发明并不局限于前述的具体实施方式。在不背离权利要求书中所阐述的本发明的情况下，可对此作出变更和改变，本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (5)

1.一种环网无轨测量施工方法，其特征在于：包括如下步骤：

a、测量数据准备

a-1、收集轨道单位铺轨数据，获得包括公里标和对应轨道的高程数据表；

a-2、收集隧道内的标桩数据表，获得已有标桩公里标、高程数据；

b、测量实施

b-1、确定控制基点和测量点

b-1-1、确定控制基点：

以隧道洞口的标桩，作为第一控制基点；根据收集的标桩数据表，确定第一控制基点的公里标数据M和高程数据X；

b-1-2、确定测量点：

将收集的轨道铺轨数据与第一控制基点的公里标数据进行比对，确定距洞口最近的轨道铺轨测量点为第一测量点；确定第一测量点的公里标数据N和高程数据Y；

b-2、找控制基点和测量点：

b-2-1、找到第一控制基点的标桩，架设好水平仪并读出第一控制基点的标尺读数为A；

b-2-2、找隧道内的第一测量点：

根据以下公式计算出的数据作为第一测量点的标尺读数B，计算如下：

B＝前测量点标尺读数+前测量点高程-后测量点高程＝A+X-Y

其中A为第一控制基点的标尺读数，X为第一控制基点的高程，Y为第一测量点的轨道铺轨数据表中的高程；

根据第一测量点的公里标和第一控制基点的公里标数值差，找到第一测量点的位置；然后用水平仪在第一测量点位置读出标尺读数为B的地方就是第一测量点轨道的高度；

b-2-3同理，依次确定后续的测量点：

按轨道铺轨数据表，确定第二测量点与第一测量点的公里标数值差，以及第二测量点高程数据Z；根据下面的公式计算第二测量点的水平仪标尺读数C，计算如下：

C＝B+Y-Z

其中B为第一测量点的标尺读数，Y为第一测量点的高程数值，Z为第二测量点的轨道铺轨数据表中的高程数值；

根据第二测量点与第一测量点的公里标数值差找到第二测量点的位置；然后用水平仪在第二测量点位置读出标尺读数为C的地方就是第二测量点轨道的高度；

重复上述步骤b-2-3，通过轨道铺轨数据表中的数据，事先计算出相邻的前后测量点的高程数值差，确定后一个测量点的位置，并以前后测量点的高程数据以及前一个测量点轨道高度的水平仪标尺读数为基础，确定出后一个测量点的轨道高度；依次可测出整个隧道的轨道高度。

2.如权利要求1所述的环网无轨测量施工方法，其特征在于：所述步骤b-2-3，还包括如下步骤：

当测量距离较长，需要挪动水平仪时，应在挪动后，把标尺放在挪动前已测量过的最后一个测量点的轨道高处，重新读出标尺读数D,在轨道铺轨数据表中找出该点公里标处的轨道高程H,同时在轨道高程数据表中找出下一个测量点的轨道高程数据I，同前述，计算出下一个测量点的轨道高度的标尺读数为E,

E＝D+H-I

依次可测出整个隧道的轨道高度。

3.如权利要求1或2所述的环网无轨测量施工方法，其特征在于：还包括如下步骤：

b-3复测

b-3-1首先确定测量点轨道高度数据的准确性：

隧道中找到第二控制基点的标桩，在第二控制基点附近找到已标记轨道高度的测量点中距其最近的一个测量点，该测量点的标尺读数为F，高程数据为J,在标桩数据表中找到第二控制基点的高程数据为K,同理计算出第二控制基点的标尺读数G为：

G＝F+J-K

然后把塔尺放在第二控制基点上，读出此处的标尺读数为G’，如果，G与G’的数值差小于等于±0.005米，继续测量；如果大于此误差控制范围，重新对已经测量点的轨道高度数据进行复测；

b-3-2修正已测量点轨道高度数据：

以第二控制基点的数据为依据，计算出与其最近测量点(第一复测点)的标尺读数F’为,

F’＝G’+K-J

在第一复测点的位置读出标尺读数F’的地方就是重新修正的该处测量点轨道的高度；

再以第一复测点的数据为依据，重新测量其前一个测量点的轨道高度，方法同b-3-2；

重复步骤b-3-2，从后往前对测量点轨道数据依次测量、修正，直至被测量点复测前的轨道高度与复测后的轨道轨道误差在控制范围内。

4.如权利要求1或2所述的环网无轨测量施工方法，其特征在于：还包括如下步骤：将每个测量点的轨道高度在隧道壁进行连接，形成了轨道高度线，从而确定环网电缆支架打孔的高度。

5.如权利要求4所述的环网无轨测量施工方法，其特征在于：还包括如下步骤：确定支架打孔高度后，以环网支架与疏散平台支墩相互错开为原则，确定支架之间横向安装距离。