竖井联系测量在广州地铁建设中的应用

竖井联系测量在广州地铁建设中的应用杜道龙王昌洪唐荣健隧道工程局勘测设计院〔提要〕本文根据广州地铁一号线竖井联系测量的实际情况,对进行竖井联系测量所采用的陀螺定向法、钻孔投点法、导线传递法、联系三角形法逐一进行论述。在重点阐述每种方法如何作业实施的基础上,对每种方法的优缺点、适应范围也做了说明一这对于广州地铁后续工程建设及其它城市地铁建设均具有较大的实用和参考价值。〔主题词〕竖井联系测量广州地铁应用广州地铁一号线通过竖井施工的标段共有个,其中车站个农讲所和公园前站,区间个自黄沙至体育中心,暗挖长度约公里。在竖井地面控制网完成的情况下,如何保证井下按设计开挖就成为施工的首要间题。竖并联系测量平面的目的就是将地面控制网的坐标和方位按要求精度准确地传递给井下导线,为施工提供依据。笔者根据承担广州地铁一号线控制测量监理的工作经历和实践经验,将广州地铁一号线平面竖井联系测量所采用的几种方法总结如下,供后续地铁建设时参考应用。一、陀螺定向法陀螺定向法是采用光学垂准仪或重垂球投出努上、井下在同一铅垂线上的点位,根据井上、井下陀螺定向成果求算投点在空间的平面夹角,使得井上、井下的导线联成一体,把井上导线坐标、方位传递到井下导线。广州地铁一号线施工的竖井中,杨体区间的竖井联系测量是陀螺定向法的典型实例。下面以杨体区间竖井联系测量为例介绍陀螺定向法实施的特点。一仪器设备杨体区间竖井联系测量使用的主要仪器设备如下全站仪,标称精度’’,。陀螺经纬仪,标称精度,。光学垂准仪,标称精度。二作业实施、竖井投点井上、井下导线布置情况如图所示。在井口选定,、两个点位,在井盖上相座位置挖又的方孔,将垂准仪置于方孔上方垂线通过方孔,另搭木架与井盖脱离供观测者站立。垂准仪置平后,按、、、四个方向在井下投得四个点,形状为边长约的四边形,取四边形重心为精确投点,盖上方孔,仍按。。粉在盖上的方孔上投下甲个点,这四个点点位重合得,。按上述方法在井上、井下投下、‘。实践证明在竖井深度不大于时,垂准仪投下的和’,、和,点误差不大于,、’,在空间上为个点,但投影到同一平面时就成为一个点、,情况相同。这样井上、井下导线通过投点,‘,、‘就联成一体,构成了闭合环一一一一一一一。井手经图井上、井下导线联刚示意图、陀螺经纬仪定向等导线作业方法进行井上、井下导线边角用,定向时采用逆转点法进行。对测量。一条边定向时,完成一端定向为半测回,完成测。、、、。、。角度两端定向为一测回。由于井筒上下不宜安置量,、、、‘、、。边长陀螺经纬仪,故井上选择一为定向边,井推算、。角度下选择乙一为定向边。下井前先由一名观为一、’,一在平面上的夹角,测员对一进行一测回定向下井后对为一、‘一在平面上的夹角。、,一定向时,分别由两名观测员独立完成可通过有关的方位及角度推算。一测回定向再到井上由另一名观测员对,一一一。一,一一进行定向一测回。求出陀螺仪的定向一。一十。一一。常数,并进行改正。、导线计算陀螺方位角要满足半测回间互差小于根据导线测量成果,进行导线平“、测回间互差小于的精度要求。在达到差计算,坐标、方位从井上导线点传递到井下精度要求的前提下,陀螺方位角采用两测回导线点。、、坐标成果用于指导施工。的平均值做为观测成果假定陀螺经纬仪测三工作体会得的一陀螺方位角为。,一陀螺、陀螺定向法的主要优点是占用井筒时方位角为。间短、精度高、观测作业简单,在地铁施工的、导线边角测量竖井中均可采用此方法进行联系测量,是一在检测地面已知点供电局、、‘的边角种值得推广应用的作业方法。、、准确无误的前提下,用按、陀螺定向的实质是通过投点、定向把井上、井下的导线联成一体,陀绿经纬仅起了侧空间边夹角的作用。、竖井侧作业时,禁止人员从竖井上下通过,投点时供观浏员站的架子要与井益脱离井上、井下投点用的木板要钉设牢固,洲作业完成前严禁触动。、陀拐定向应选择固定边进行,每条边由不同的观洲员观侧个侧回。以后再进行竖井联系测量时,陀螺定向应在上次的定向边上进行,以利检核、陀螺定向法的不足之处是陀螺经纬仪价格昂贵,成本高,拥有陀螺经纬仪的单位较少,难以推广应用二、钻孔投点法钻孔投点法是根据地铁浅埋的特点,应用同一根垂线上平面坐标相同的原理而总结出的竖井联系侧方法下面以东杨区间号竖井为例对钻孔投点法作一介绍。一仪器设备东杨区间按钻孔投点法进行竖井联系洲量时,使用的仪器设备为全站仪和垂准仪,并聘请有钻机的单位予以配合。二作业实施并欢点图钻才匕投点法联浏示意困、导线布设和’,、和’分别位于同一根垂线上。根据现场情况,选择竖并并盖上一点为地下投点、,要预先埋设固定钢标,投,利用竖井,不需钻孔在已经开挖的竖点后刻好标记。井通道或中线导洞上方选择一点,并用钻、地面投点坐标机钻出约的圆孔。地面导线布设见图在检测地面已知点‘、。、、,地面投点、从近井导线‘、准确夫误时,用。按等作业方、、引侧。法进行地面投点、边角侧量侧、卜、钻孔和竖井投点,、‘角度,量,、、边长。钻孔投点不需搭架子与竖井投点的方根据、边角测量成果,计算出、法要求相同。利用垂准仪在竖井和钻孔坐标分别投出井上点,、和井下点’,、’,使、地下投点坐标如前所述,因地下投点,,、’和地面投点,、分别位于同一根垂线上,所以取,坐标等于坐标,‘坐标等于,坐标。’,、’用于指导洞内施工。〔三工作体会、钻孔投点法是一种适合于浅埋埋深小于米工程的竖井联系测量方法,具有作业时间短、测量精度高、简单直观、容易操作的特点。当具有钻孔条件时,地铁竖井应优先考虑采用此法进行联系测量。、当工程埋深大于米时,应结合钻孔费用、投点误差、投点作业孔径小,上下联系困难等具体情况,慎重考虑是否采用钻孔投点法。、钻孔投点距离以大于米为宜,以减少投点误差对坐标方位的影响。、钻孔投点法不足之处是准备工作繁多,如恢复地面中线确定投点位置、寻找钻孔队伍、现场钻孔等,不利于钻孔投点法的推广应用。三、导线传递法导线传递法从实质上讲就是竖直角较大时的导线测量,其作业组织、实施步骤与一般导线测量完全相同。下面以农讲所竖井联系测量所采用的导线传递法为例加以叙述一仪器设备农讲所站采用导线传递法进行竖井联系测量所用仪器为。全站仪。二作业实施、导线布设导线布设情况见图,从地面已知点德政北、新大新引出井口点地、地,经站厅层中,、中延伸至底层底、底点。、导线边角测量在检测地面已知点新大新、德政北、‘的边角,、、准确无误的前提下,用按,等导线作业方法进行导线边角测量。测。、、、、‘、。、。、角度量,、、、‘、。、。、边长。、导线计算根据导线测量成果,按严格的平差方法进行导线平差计算,坐标、方位从井上导线点传递到井下导线点。底,、底坐标成果用于指导洞内施工。图井上、井下导线联测示意图三工作体会、导线传递法要在短距离内克服较大的、导线传递法是一种轻便快捷、简单直高差,不仅需要精良的测量设备,而且其适应观的竖井联系测量方法,具有使用设备少、作范围受到很大限制。一般来说,在采用盖挖法业时间短的特点。施工的车站、当竖井井径大于米且设有站厅层时,可采用导线传递法进行竖井联系测量。作业时要满足垂直角于小,占间距离大于米的要求。、外业施侧时,应采用三联脚架法以减少对中误差对侧角的影响,并加强仪器与反射镜的互相照准。、为提高边角侧精度,观侧时应按高等级等〕导线作业要求进行边角测量。四、联系三角形法联系三角形法是一种传统的竖井联系测量方法。下面以黄沙盾构竖井联系测量为例对联系三角形法作一介绍。一仪器设备!!全站仪,标称精度l”,lmm+ZPP.。º1。公斤重锤2个,公。.smm高强钢丝60米。»小纹车、导向滑轮各2个.¼经过比长的钢卷尺1付。(二)作业实施l、导线布设导线布设情况如图4。垂线1、垂线2是通过竖井由小绞车及导向滑轮悬挂并吊有垂锤的高强翎丝.2、A为已知的地面导线点,B、G为待求的井下导线点,井上、井下三角形布设时应满足下列要求。¹垂线间距a、al应尽量布置长些;ºe、f、e,f‘角度应尽量小,最大不应大于20;»b/a、b,/a,之比值应尽量小,最大值不应大于1.5。2、三角形测量¹测e、f、e,、f‘角度;º量a、b、c、a,、b‘、c,边长;»三角形平差计算并上三角形AEF:根据a、b:e、f求j:sinj~bsinf/a图4。的计算值:e算一beosf+asinjc的不符值:h一c算一ca边改正值:△a-一h/4b边改正值:△b-一h/4C边改正值:△。一h/2一F片.;犷矛用矛联来三角形法联..l示意图以改正后的边长a、b、c为平差值,按正弦定律计算出i、j,即为平差后的角值。f改正很小,仍采用原测角值。采用上述方法可计算出井下三角形平差后的边角a‘、b,、e‘、i‘、j,。f,改正很小,仍采原2l测角值。3、坐标、方位传递计算已知A点坐标为X二、Y人,AZ方位角为Z。.根据平差后的三角形边角进行计算。¹BG方位角Zo‘AF方位角Z:~Zo+eFE方位角Z:=Z:+180+jE‘B方位角E,一Z:+180一j,求算边BG方位角Z‘。一23+180+e,ºB点坐标X。=X^+eeosz,+aeosz:+e‘eoszaY。~Y*+esinZ,+asinZ:+e‘sinz34、重复观测进行联系三角测量时,为保证精度,要重复观测数组。每组只将两垂线位置稍加移动,侧量方法完全相向。由各组推算井下同一导线点之座标和同一导线边之坐标方位角。各组数值互差满足限差规定时,取各组的平均值作为该次测量的最后成果.(三)工作体会联系三角形法是一种传统的竖井几何联系测量方法,存在设备笨重、工序萦多、工作时间长、劳动强度大等不足,因而与其它方法相比已显得比较落后。地铁建设中应优先考虑采用其它方法进行竖井联系测量。只是在不具备其它方法作业条件的情况下,可采用此法进行竖井联系测量。当按此法进行时,在施工组织上应采用有效措施(暂停通风机送风、井口全部盖严、吊锤放在水桶内等)。尽量减弱钢丝和钢卷尺的摆动,严格按规定进行测量作业,并做重复观测三次以上,确保坐标、方位的传递精度。地铁施工监测数据处理系统的分析设计及应用李元海(隧道工程局科研所)〔摘要〕数据处理是地铁或者说地下工程施工监测中一项重要而经常性的工作,手工处理,效率很低。作者结合广州地铁施工的现场监测,利用BORLANDC十+开发设计了一套数据处理软件系统,保证了准确及时快速的数据处理和信息反馈,提高了工作效率。本文对一系统的分析设计及应用情况做一介绍。〔关健词〕地铁施工监测WINDOWS应用程序一、前言当今世界,修建地铁是解决中心城市交通繁忙的一项重要措施,尤其在我国,大城市人口拥挤,交通紧张更是一个巫待解决的突出问题,充分利用地下空间,根据国情,发22展地铁,势在必行。目前,我国己在北京、上海和广州等中心城市大力进行地铁建设。由于地下工程施工中围岩的复杂多变,要想准确及时了解围岩及支护系统的稳定状态,任何一种理论分析、室内模型实验和计算机模拟方法都有很大的局限,因而现场施工监测对掌握施工过程中围岩、支护系统及结构的稳定性及安全性则是十分必要的,同时也是验证施工设计合理性的一个有效方法,地铁监测项目种类繁多,而数据的处理在目前基本上还停留在手工或部分利用计算机的阶段,大量简单重复繁重的工作使监测技术人员苦不堪言。为了把技术人员从中解放出来,同时提高数据处理分析的准确性和可靠性,便于监测资料的管理,有必要设计开发