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摘 要 以广州地铁的控制测量为例,介绍地铁施工中竖井联系测量的3种方法:陀螺定向法、钻孔投点法和联系三角形法。
城市地铁建设主要是通过竖井提供工作面进行施工,如何保证井下按设计开挖就成为施工的首要问题。竖井联系测量(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。笔者根据参加广州地铁控制测量的工作经验,将广州地铁竖井联系测量所采用的几种方法总结如下,供地铁测量工作参考应用。
1 陀螺定向法
陀螺定向法是采用光学垂准仪(或重锤球)投出井上、井下在同一铅锤线上的点位,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、井下的导线连成一体,把井上导线坐标、方位传递到井下导线。
下面以广州地铁杨体区间竖井联系测量为例,介绍陀螺定向法实施的特点。
1.1 仪器设备
TC1610全站仪,GAK1+T2陀螺经纬仪,NL光学垂准仪。
1.2 作业实施
(1)竖井投点
井上、井下导线布置情况如图1所示,供电局、J54、A为井上已知导线点,Z1、Z2、Z3为井下待求导线点。在井口选定T1、T2两个点位,在井盖上相应位置预留有可遮盖的小孔,将垂准仪置于小孔上方,垂准仪在井上及井下投下T1和T1′、T2和T2′。T1、T1′在空间上为2个点,但投影到同一平面时就成为1个点;T2、T2′情况相同。井上、井下导线通过投点连成一闭合环。
(2)陀螺经纬仪定向
定向时采用逆转点法进行。对一条边定向时,完成一端定向为半测回,完成两端定向为一测回。由于井筒上下不宜安置陀螺经纬仪,故井上选择AJ54为定向边,井下选择Z1Z3为定向边,进行陀螺定向观测。求出陀螺仪的定向常数,并进行改正。
假定陀螺经纬仪测得的AJ54陀螺方位角为N0,Z1Z3陀螺方位角为N5。
(3)导线边角测量
①测b0、b1、b4、b5、b6角度;
②量d1、d2、d3、d4、d5、d6边长。
(4)空间夹角计算b2为AT1、T1′Z1在空间上的夹角,b3为AT2、T2′Z2在空间上的夹角。
(5)导线计算
根据以上导线测量成果,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,Z1、Z2、Z3坐标成果用于指导施工。
1.3工作体会
①陀螺定向法的主要优点是占用井筒时间短、精度高、观测作业简单,在地铁施工的竖井中均可采用此方法进行联系测量,是一种值得推广应用的作业方法。
②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,陀螺经纬仪起了测空间边夹角的作用。
③陀螺定向应选择固定边进行,每条边由不同的观测员观测1～2个测回。以后再进行竖井联系测量时,陀螺定位应在上次定位边上进行,以利检核。
④陀螺定向法的不足之处是陀螺经纬仪的价格昂贵,拥有陀螺经纬仪的单位较少,难以推广应用。
2 钻孔投点法
钻孔投点法是根据地铁浅埋的特点,应用一根垂线上平面坐标相同的原理而总结出的竖井联系测量方法。下面以广州地铁东杨区间2号竖井为例,对钻孔投点法作一介绍(如图2所示)。
2.1 仪器设备
东杨区间按钻孔投点法进行联系测量时,使用的仪器设备为TC1610全站仪和NL垂准仪,并聘请有钻机的单位予以配合。
2.2 作业实施
(1)导线布设
根据现场情况,选择竖井井盖上一点为T1(利用竖井,不需钻孔);在已经开挖的竖井通道或中线导洞上方选择一点T [1] [2] [3] 下一页
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