CN112483099A - 一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，主要由激光投点和钢丝协同联系测量、虚拟双导线法测量、加测陀螺定向边等高精度测量方法组成，对于隧道定向边短，始发井起始边比隧道长超过1：90，隧道长度超过3.0km，隧道直径小于4.0m，用很短的始发基线边控制长距离隧道贯通难度极大的情况，提高地下隧道控制测量精度，实现盾构顺利接收。本发明操作简单，稳定可靠，对于提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度具有良好的效果。
Description
技术领域
本发明涉及盾构施工技术领域，具体为一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法。
背景技术
随着盾构施工技术的广泛应用，各种复杂情况下盾构施工逐渐增多，隧道区间长距离化、深埋化，工作竖井空间狭小化，隧道断面小直径化，传统盾构施工测量技术面临诸多难题。传统悬挂钢丝投点法操作繁琐，投点精度易受竖井气流影响；传统双导线法布设困难，布点数量大；测量作业观测环境受限，系统误差累计叠加，控制测量定向精度大幅度降低，隧道贯通精度难保证。设定始发井起始边比隧道长超过1：90，隧道长度超过3.0km，隧道直径小于4.0m。
发明内容
为了克服现有技术中传统盾构施工测量技术存在操作繁琐、布设困难、布点数量大、累计误差易叠加等技术缺陷，本发明提供了一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，解决了上述技术问题。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的，一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，由激光投点和钢丝协同联系测量，虚拟双导线法测量，以及加测陀螺定向边三种高精度测量方法组成，该方法包括以下使用步骤：
S1：完成地面交桩，控制网布设及复核工作；
S2：工作竖井施工过程中在内部支护结构上预留激光投点孔洞，孔径不小于100mm；
S3：在地下待测点上架设激光投点仪，激光投点法坐标直接可以通过地面近井已知点支导线计算得到，要注意在地下待测点布设时，先通过吊钢丝的方式确定待测点与地面是否通视，有无干扰，测量地面投点的棱镜按照精密导线的要求测量四个测回角度和距离，并在投点仪0°、90°、180°、270°四个方向上独立观测四组，取其平均值作为最终结果；
S4：隧道内采用虚拟双导线法测量，点位布设采用的是强制对中托盘，安装固定在隧道衬砌管片上，隧道转弯的点位布既要使洞内导线边长分布均匀，又要注意视线远离隧道侧壁0.2m以上，直线上在隧道两侧交替布点前进，削弱或消除旁折光的干扰；
S5：观测时采用全站仪自带的ATR自动识别目标、多测回测角程序；
S6：将虚拟双导线法两组测量值形成的闭合导线平差，坐标成果取平均值将其合二为一；
S7：在隧道掘进施工过程中，每间隔500-600m左右加测一条陀螺定向边，及时有效地检核导线坐标方位角精度并加以修正，形成附合导线进行平差计算。
上述的一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，所述激光投点和钢丝协同联系测量，采用激光投点与钢丝联系测量进行协同测量，利用激光投点仪竖井投点的高精度特性，克服竖井悬挂钢丝的繁琐、投点精度受竖井气流的不利影响，两种联系测量方法数据相互对照检核，二者成果较差在误差允许范围内时取其平均值作为联系测量的最终成果，有效地提高了地下始发边的坐标及方位角精度。
上述的一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，所述激光投点法坐标直接可以通过地面近井点支导线计算得到并很精确地传递到井下，两井定向法计算同无定向导线严密平差计算，两结果取加权平均作为最终成果，从而建立起地面和地下统一的高精度测量坐标系。
上述的一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，所述虚拟双导线法测量是同一个控制点通过两组不重合的测量值，形成的虚拟闭合导线，即传统双导线的一种点位重合的特殊情况，最后将两组测量值形成的闭合导线平差，坐标成果取平均值将其合二为一，虚拟双导线与传统双导线精度相当，优势在于减少了布点数量和布点难度，非常适合此种小直径隧道的地下控制测量。
上述的一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，所述虚拟双导线法测量，点位布设采用的是强制对中托盘，安装固定在隧道衬砌管片上。需要注意隧道转弯处的合理安排，既要使洞内导线边长分布均匀，又要注意视线远离隧道侧壁0.2m以上，直线上在隧道两侧交替布点前进，削弱或消除旁折光的干扰。
上述的一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，所述虚拟双导线法测量，是针对传统闭合导线的改进，虚拟双导线就是同一个控制点通过两组不重合的测量值，形成的虚拟闭合导线，即传统双导线的一种点位重合的特殊情况，最后将两组测量值形成的闭合导线平差，坐标成果取平均值将其合二为一。
上述的一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，所述加测陀螺定向边，隧道长且空间狭窄，测量作业观测环境受限，导致系统误差累计叠加，常规控制测量定向精度大幅度降低，因此在隧道掘进施工过程中，每间隔500-600m左右加测一条陀螺定向边，及时有效地检核导线坐标方位角精度并加以修正，形成附合导线进行平差计算，减小地下方位角传递误差，确保精准贯通。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，可以达到以下有益效果：
1、本发明采用的虚拟双导线与传统双导线精度相当，但是减少了布点数量和布点难度，非常适合此种小直径隧道的地下控制测量；
2、本发明所述的虚拟双导线法测量，点位布设采用的是强制对中托盘，安装固定在隧道衬砌管片上，有利于减少仪器和棱镜的对点误差，提高导线观测精度，布点只需考虑一条线路，不受通视、组网、边长等诸多因素限制；
3、本发明在观测时采用全站仪自带的ATR自动识别目标、多测回测角程序，实现了自动化观测、记录、计算和存储，提高了观测效率，同时也避免了人工测量时由于观测者自身因素或者照明情况不好造成的粗差。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细的说明，其中：
图1为本发明激光投点操作的示意图；
图中：1-已知点，2-预留孔，3-待测点，4-激光投点仪，5-钢丝，6-棱镜。
具体实施方式
设定始发井起始边比隧道长超过1：90，隧道长度超过3.0km，隧道直径小于4.0m，用很短的始发基线边控制长距离隧道贯通的难度极大，为提高地下隧道控制测量精度，本发明在具体实施时，主要由激光投点和钢丝协同联系测量、虚拟双导线法测量和加测陀螺定向边等高精度测量方法组成，包括以下使用步骤：
步骤一：完成地面交桩，控制网布设及复核工作；
步骤二：工作竖井施工过程中在内部支护结构上预留激光投点孔洞2，孔径不小于100mm，如图1所示，为激光投点操作的示意图；
步骤三：在地下待测点3上架设激光投点仪4，激光投点法坐标直接可以通过地面近井已知点1支导线计算得到，要注意在地下待测点3布设时，要先通过吊钢丝5的方式确定待测点3与地面是否通视，有无干扰，测量地面投点的棱镜6按照精密导线的要求测量四个测回角度和距离，并在投点仪0°、90°、180°、270°四个方向上独立观测四组，取其平均值作为最终结果；
步骤四：隧道内采用虚拟双导线法测量，点位布设采用的是强制对中托盘，安装固定在隧道衬砌管片上，需要注意隧道转弯处的合理安排，既要使洞内导线边长分布均匀，又要注意视线远离隧道侧壁0.2m以上，直线上在隧道两侧交替布点前进，削弱或消除旁折光的干扰；
步骤五：观测时采用全站仪自带的ATR自动识别目标、多测回测角程序；
步骤六：将虚拟双导线法两组测量值形成的闭合导线平差，坐标成果取平均值将其合二为一；
步骤七：在隧道掘进施工过程中，每间隔500-600m左右加测一条陀螺定向边，及时有效地检核导线坐标方位角精度并加以修正，形成附合导线进行平差计算。
综上所述，本发明操作简单，稳定可靠，对于提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度具有良好的效果。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，其特征在于，由激光投点和钢丝协同联系测量，虚拟双导线法测量，以及加测陀螺定向边三种高精度测量方法组成，该方法包括以下使用步骤：
S1：完成地面交桩，控制网布设及复核工作；
S2：工作竖井施工过程中在内部支护结构上预留激光投点孔洞（2），孔径不小于100mm；
S3：在地下待测点（3）上架设激光投点仪（4），激光投点法坐标直接可以通过地面近井已知点（1）支导线计算得到，要注意在地下待测点（3）布设时，要先通过吊钢丝（5）的方式确定待测点（3）与地面是否通视，有无干扰，测量地面投点的棱镜（6）按照精密导线的要求测量四个测回角度和距离，并在投点仪0°、90°、180°、270°四个方向上独立观测四组，取其平均值作为最终结果；
S4：隧道内采用虚拟双导线法测量，点位布设采用的是强制对中托盘，安装固定在隧道衬砌管片上，需要注意隧道转弯处的合理安排，既要使洞内导线边长分布均匀，又要注意视线远离隧道侧壁0.2m以上，直线上在隧道两侧交替布点前进，削弱或消除旁折光的干扰；
S5：观测时采用全站仪自带的ATR自动识别目标、多测回测角程序；
S6：将虚拟双导线法两组测量值形成的闭合导线平差，坐标成果取平均值将其合二为一；
S7：在隧道掘进施工过程中，每间隔500-600m左右加测一条陀螺定向边，及时有效地检核导线坐标方位角精度并加以修正，形成附合导线进行平差计算。
2.根据权利要求1所述的一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，其特征在于，所述步骤S3中激光投点法坐标是通过地面近井点支导线计算得到并精确地传递到井下，两井定向法计算同无定向导线严密平差计算，两结果取加权平均作为最终结果，建立起地面和地下统一的高精度测量坐标系。
3.根据权利要求1所述的一种提高短定向边长距离小直径盾构隧道贯通精度的方法，其特征在于，所述步骤S4中的虚拟双导线法测量采用同一个控制点通过两组不重合的测量值，形成虚拟闭合导线，将两组测量值形成的闭合导线平差，坐标成果取平均值后合二为一。
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