全站仪在铁路隧道贯通测量中的应用体会

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全站仪在铁路隧道贯通测量中的应用体会

李贵智, 吴敬新

(新疆地矿局第二区调大队, 新疆乌鲁木齐831100)

摘　要:结合拓普康GTS721全站仪在铁路隧道贯通测量中的实际应用, 阐述了隧道贯通测量所采用

的方法及各项技术措施, 从而确保了盾构精确贯通。

关键词:全站仪; 贯通测量; 控制测量; 技术措施中图分类号:U452113　文献标识码:B　文章编号:1004—5716) 11—1

概述

铁路B 标段东硐口至西硐口全线长781m , , , 其主要特点如下:

(1) 地下测量空间狭窄、测量条件差, 控制导线只能按隧道的形状进行布设, 基本上没有选择的余地; 施测对象灰暗、照度不理想; 工程精度要求高、且允许耗时短、还需现场提交成果。此外, 该导线在施工期间, 只能布设成支导线, 因为地下导线是随着掘进的不断推进逐渐向前伸展, 当隧道还没有贯通时, 无法在洞内将两端布设的导线联系起来。成果的可靠性主要依靠重复测量来保证。

(2) 导线应先布设边长较短的施工导线, 当隧道掘进到一定的距离后再布设隧道内的主控导线。

(3) 在布设隧道内控制导线时, 既要考虑贯通面处的横向贯通误差不能超限, 又要考虑能满足掘进时的放样精度及测设的方便和要求。若满足第一种要求, 其导线应布设成长边的形式, 这样可使整条导线的边数和转折角显著减少, 对提高支导线端点的点位精度有利。若满足第二种要求, 导线应布设成较短的边, 这样对指导掘进的放样有利, 但此种布设形式将使导线的边数成倍增加, 不利于提高导线的点位精度。

施工导线是隧道施工中为了方便放样和指导掘进而布设的一种导线, 它的边长一般仅20～60m 左右。以准确地指导掘进方向, 因此它的部分点可作为以后布设的控制导线点, 而控制导线是为准确指导掘进、保证铁路隧道正确贯通而布设的边长为100～250m 且精度要求较高的导线。

由于地下导线在施工期间只能布设成支导线的形式, 为加强检校, 保证隧道的贯通精度, 所以导线测量中应采用往、返观测。在实际测量中, 直线型的隧道位移对方位角的影响较小, 而对曲线型的隧道来说, 该位移

R =500m 、L =165m 的曲线段, 工掘进中, , 着隧道掘进方向, , 决不允许有任何差错, 。

在铁路B 标段的施工建设中, 受铁路方的委托, 承接了铁路B 标段东硐口至西硐口隧道掘进的贯通测量和该标段的隧道轴线复测任务。就该段的测量工作, 结合GTS332全站仪在铁路B 标段隧道贯通测量中的实际应用, 阐述隧道贯通测量的具体施测方法。2平面控制测量

　　图1是平面控制测量示意图。A2、A3、A4、A5、A6为铁路方提供的B 标段东段硐口至西硐口区间两侧的三等平面控制点,C 、D 为平硐口附近的坐标传递点。

图1　平面控制测量图

211　固定角观测

A3设站联测A2、A4,A5设站联测A4、A6, 水平角

观测9测回, 并实测边长检测, 当其固定角偏差≥±5″, 应对控制点进行复测后使用。212　平硐导线测量的特点及布设

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对方位角的影响较大, 一般会有30″～60″的影响。因此, 如果检核结果表明各点没有明显的位移, 可将各次观测值取平均值而作为最终的点位成果。如有变动, 则应根据最后一次的实测成果为依据, 对新点进行计算和放样工作。

3　四等导线测量

(1) 以A3、A5两点为导线的首级控制点, 分别引测

6　隧道贯通测量精度控制

制定测量方案确保贯通精度, 先确定贯通测量方

法, 一般需经多道测量工序, 才能实现在地下对掘进的定向, 再根据实际情况确定每道工序的允许误差, 每道测量工序都将测量误差控制在允许误差之内, 就可确保整个贯通精度, 也就是做到了逐级控制。隧道贯通测量误差主要来自于以下5个测量工序:(1) 地面控制量误差m 1; (2) 掘进处隧道联系测量误差m 2; (3) 隧道导线接受井洞口中心坐标测量误差m 3; (4) 地下导线测量误差m 4; (5) 隧道掌子面中心的定位测量误差m 5。以上5个工序中;m 2、m 45。, :m 1=m ; m 23m 4=, 则区间隧道横向贯:

2222

21+m 2+m 3+m 4+m 5=

至平硐口附近的C 、D 点, 水平角观测9测回。

(2) 通过平硐联系测量将地面坐标和方位传递到隧道内。

(3) 地下导线应按左、右角观测。左、右角取平均值后, 按(左角) 中+(右角) 中-360°=ε所计算的ε值应不超过±5″。其水平角观测的各项限差如表1所示。

表1　水平角观测的各项限差表

二次读数较差

3″

=4. 4m

半测回13″

9″

4　光电测距

根据要求, 铁路隧道允许横向和高程贯通的极限误

差为±50mm , 则m =50mm/4. 4=11. 4mm , 从而可求出每道工序的允许极限误差, 即地面控制测量允许极限误差为m 1≤11. 4mm , 掘进处隧道联系测量允许极限误差为m 2≤22. 8mm , 隧道导线接受井洞口中心坐标测量允许极限误差为m 3≤11. 4mm , 地下导线测量允许的极限误差为m 4≤34. 2mm , 隧道掌子面中心定位测量允许的极限误差为m 5≤22. 8mm 。

综上所述在实际作业时应注意以下几个问题:(1) 选用精度较高的全站仪; (2) 增加观测次数, 注意气泡居中并竖直觇牌; (3) 精确测量角度、掘进方位和位置并控制好各项工序, 隧道贯通就一定能控制在精度范围内(±50mm ) 。7　结束语

我们承担隧道贯通测量任务的铁路B 标段东硐口至西硐口区间隧道, 于2005年9月中旬贯通, 经检查验收, 其横向贯通精度和高程贯通精度均在4cm 以内。完全达到贯通5cm 的要求。实践证明:由于使用了先进的测量仪器, 加之测量技术措施的科学性和合理性, 不仅保证了工程的质量, 同时确保了工程的顺利完成。以上仅是作者在此次工作中的一点体会, 对隧道贯通测量技术在工程测量中的推广和应用作了一个尝试, 有不尽之处, 敬请指教。

参考文献:

[1]　潘国荣, 等. 地铁隧道盾构掘进的定向与贯通[M ].[2]　王兆祥, 等. 铁路工程测量[M ].

拓普康GTS721全站仪测距标称精度为(2mmp ±

2×10-6D ) , 往返观测各两测回, 每一测回读数4次, 一测回读数校差3mm , 往返校差≤[2(2±2×10-6D ]mm。

边长计算:

αD =(S 十ΔD 十K 十C ) ・cos

式中:S———斜距;

ΔD ———测距仪气象改正数;

K ———测距仪加常数改正; C ———乘常数改正;

α———垂直角。5　高程控制测量

铁路隧道附近布设了三等水准点, 作为本工程高程控制起算点, 采用精密水准仪N3型仪器施测。地面高程、隧道高程测量:

对相邻巳知高程按三等水准要求检测, 通过检测如在限差内方可使用。

从已知高程点出发, 将高程往返联测至隧道硐口附近地面近井点上, 然后再用该高程控制点按四等水准要求引测至隧道内各高程点上。

三等往返限差△H ≤±12四等往返限差△H ≤±20式中:K ———距离,km 。