專利名稱：一種采用垂準(zhǔn)儀進(jìn)行豎井定向測(cè)量的方法
一種采用垂準(zhǔn)儀進(jìn)行豎井定向測(cè)量的方法本發(fā)明涉及隧道領(lǐng)域，具體地說是一種采用垂準(zhǔn)儀進(jìn)行豎井定向測(cè)量的方法。 [背景技術(shù)]豎井定向測(cè)量是通過豎井將地面坐標(biāo)系中的平面坐標(biāo)及方向，傳遞到井下的測(cè)量工作。按定向方式，可分為一井定向和兩井定向。一井定向是在一個(gè)豎井進(jìn)行的豎井定向測(cè)量。是在一個(gè)豎井井筒內(nèi)同時(shí)懸掛兩根重錘線或同時(shí)鉛垂地發(fā)射兩條可見光束，通過地面和井下聯(lián)測(cè)，將兩重錘線中心或光束軸心的平面坐標(biāo)及其連線的坐標(biāo)方位角，傳遞給井下的控制點(diǎn)和導(dǎo)線邊。目前國(guó)內(nèi)完成地面控制測(cè)量系統(tǒng)傳遞到井下控制測(cè)量系統(tǒng)傳統(tǒng)方法有雙垂線法、 陀螺定向法和聯(lián)系三角形法。其中陀螺定向法必須要陀螺定向儀，聯(lián)系三角形法需要洞徑較大且需要在洞壁設(shè)工作平臺(tái)。而雙垂線法受井內(nèi)風(fēng)和滴水影響擺動(dòng)較大不易穩(wěn)定。本發(fā)明的目的是針對(duì)上述不足，設(shè)計(jì)一種高精度、低成本的豎井定向方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)采用垂準(zhǔn)儀進(jìn)行豎井定向測(cè)量的方法，其特征在于包括以下步驟a、首先做好地面控制測(cè)量，在豎井(1)頂面兩側(cè)放出隧洞軸線，其中井外軸線點(diǎn) 1(2)要求在離井口較近穩(wěn)固的地方，井外軸線點(diǎn)2(3)要求離井口 200m至300m，這兩個(gè)點(diǎn)應(yīng)納入控制測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行平差，并根據(jù)平差結(jié)果進(jìn)行調(diào)整；b、然后將全站儀(4)或經(jīng)緯儀架在離井口較近隧洞軸線點(diǎn)瞄準(zhǔn)另外較遠(yuǎn)處隧洞軸線點(diǎn)；C、接著在井口頂面搭設(shè)穩(wěn)固操作平臺(tái)，將自動(dòng)安平激光垂準(zhǔn)儀(5)架設(shè)在隧洞中軸線上，在確定垂準(zhǔn)儀上部激光束位于隧洞(6)的中軸線上后，將底部投點(diǎn)在井底預(yù)埋鋼板(7)上做好標(biāo)記；然后將垂準(zhǔn)儀每旋轉(zhuǎn)90度后做好井底所投標(biāo)記點(diǎn)，然后劃個(gè)最小的圓將四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)圈在圓內(nèi)，圓心點(diǎn)就是該處位置的軸線點(diǎn)；d、按照上一步的方法在兩側(cè)靠近壁50cm范圍內(nèi)各投5個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)間距控制在IOcm 左右，接著將這些點(diǎn)找一條線性回歸線，所得回歸線就是隧洞軸線；e、最后替換測(cè)量人員，按照上述方法獨(dú)立完成一遍再得到一條回歸線，兩條回歸線方位角偏差滿足需規(guī)范要求，將兩條回歸線所夾銳角平分線作為隧洞開挖控制方向線。所述全站儀精度最低要求為測(cè)角精度2"，所述自動(dòng)安平激光垂準(zhǔn)儀的精度最低要求為自動(dòng)安平精度士 1"，一測(cè)回垂準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差為士 lmm/100m，光斑直徑 ^ 3mm/50mo本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)在于拓展了垂準(zhǔn)儀的使用范圍，降低成本的同時(shí)，提高了測(cè)量精度和適用范圍，可應(yīng)用于礦山、隧洞和隧道的豎井定向。[


]圖1為本發(fā)明示意圖；參見圖1，1為豎井，2為井外軸線點(diǎn)1，3為井外軸線點(diǎn)2，4為全站儀，5為自動(dòng)安平激光瞄準(zhǔn)儀，6為隧洞，7為預(yù)埋鋼板。以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。以宜昌市猇亭二水廠引水隧洞工程為例。宜昌市猇亭區(qū)二水廠供水工程取水是通過壓力隧洞從善溪沖水庫(kù)取水。壓力隧洞總長(zhǎng)2525. 43m,隧洞成形后的斷面為直徑1. 7m, 隧洞自內(nèi)向外分別設(shè)二次現(xiàn)澆鋼筋砼襯砌200mm厚，初次鋼筋砼預(yù)制塊拼裝襯砌150mm厚。 由于隧洞較長(zhǎng)，需要在主隧洞的沿線設(shè)置3個(gè)支洞。根據(jù)主隧洞的位置，結(jié)合地形、地貌特征，在K0+891. 909處設(shè)置一個(gè)支洞，支洞的類型為豎井，圓形鋼筋砼結(jié)構(gòu)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量， 豎井成洞的深度達(dá)到32. 6m。由于主隧洞開挖需要使用礦車，為節(jié)約投資，根據(jù)礦車的外形， 豎井的內(nèi)徑設(shè)為3. 5m，壁厚0. 35m。由豎井向大小里程方向分別需要掘進(jìn)380m左右。豎井向兩側(cè)掘進(jìn)前需要將井面隧洞軸線控制點(diǎn)引至井底。由于引至井底的方向控制點(diǎn)距離只有:3m左右，需要根據(jù)這兩個(gè)點(diǎn)控制兩側(cè)各380m左右的隧洞掘進(jìn)，根據(jù)水利工程測(cè)量規(guī)范要求誤差不超過20cm。引至井底軸線精度要求很高，方位角偏差不允許超過 1' 49"(相當(dāng)于若其中一個(gè)點(diǎn)準(zhǔn)確無誤，另外一個(gè)點(diǎn)偏離軸線不超過1.58mm)。為此，本發(fā)明采用垂準(zhǔn)儀法進(jìn)行豎井定向測(cè)量，最終貫通誤差滿足規(guī)范要求。參見圖1，本發(fā)明具體操作方法如下，a、首先做好地面控制測(cè)量，在豎井(1)頂面兩側(cè)放出隧洞軸線，其中井外軸線點(diǎn) 1(2)要求在離井口較近穩(wěn)固的地方，井外軸線點(diǎn)2(3)要求離井口 200m至300m，這兩個(gè)點(diǎn)應(yīng)納入控制測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行平差，并根據(jù)平差結(jié)果進(jìn)行調(diào)整；b、然后將全站儀(4)或經(jīng)緯儀架在離井口較近隧洞軸線點(diǎn)瞄準(zhǔn)另外較遠(yuǎn)處隧洞軸線點(diǎn)；C、接著在井口頂面搭設(shè)穩(wěn)固操作平臺(tái)，將自動(dòng)安平激光垂準(zhǔn)儀(5)架設(shè)在隧洞中軸線上，在確定垂準(zhǔn)儀上部激光束位于隧洞(6)的中軸線上后，將底部投點(diǎn)在井底預(yù)埋鋼板(7)上做好標(biāo)記；然后將垂準(zhǔn)儀每旋轉(zhuǎn)90度后做好井底所投標(biāo)記點(diǎn)，然后劃個(gè)最小的圓將四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)圈在圓內(nèi)，圓心點(diǎn)就是該處位置的軸線點(diǎn)；d、按照上一步的方法在兩側(cè)靠近壁50cm范圍內(nèi)各投5個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)間距控制在IOcm 左右，接著將這些點(diǎn)找一條線性回歸線，所得回歸線就是隧洞軸線；e、最后替換測(cè)量人員，按照上述方法獨(dú)立完成一遍再得到一條回歸線，兩條回歸線方位角偏差滿足需規(guī)范要求，將兩條回歸線所夾銳角平分線作為隧洞開挖控制方向線。所述全站儀精度最低要求為測(cè)角精度2"，所述自動(dòng)安平激光垂準(zhǔn)儀的精度最低要求為自動(dòng)安平精度士 1"，一測(cè)回垂準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差為士 lmm/100m，光斑直徑 ^ 3mm/50mo
權(quán)利要求
1.一種采用垂準(zhǔn)儀進(jìn)行豎井定向測(cè)量的方法，其特征在于包括以下步驟a、首先做好地面控制測(cè)量，在豎井(1)頂面兩側(cè)放出隧洞軸線，其中井外軸線點(diǎn)1(2) 要求在離井口較近穩(wěn)固的地方，井外軸線點(diǎn)2 (3)要求離井口 200m至300m，這兩個(gè)點(diǎn)應(yīng)納入控制測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行平差，并根據(jù)平差結(jié)果進(jìn)行調(diào)整；b、然后將全站儀(4)或經(jīng)緯儀架在離井口較近隧洞軸線點(diǎn)瞄準(zhǔn)另外較遠(yuǎn)處隧洞軸線占.c、接著在井口頂面搭設(shè)穩(wěn)固操作平臺(tái)，將自動(dòng)安平激光垂準(zhǔn)儀(5)架設(shè)在隧洞中軸線上，在確定垂準(zhǔn)儀上部激光束位于隧洞(6)的中軸線上后，將底部投點(diǎn)在井底預(yù)埋鋼板(7) 上做好標(biāo)記；然后將垂準(zhǔn)儀每旋轉(zhuǎn)90度后做好井底所投標(biāo)記點(diǎn)，然后劃個(gè)最小的圓將四個(gè)標(biāo)記點(diǎn)圈在圓內(nèi)，圓心點(diǎn)就是該處位置的軸線點(diǎn)；d、按照上一步的方法在兩側(cè)靠近壁50cm范圍內(nèi)各投5個(gè)點(diǎn)，點(diǎn)間距控制在IOcm左右， 接著將這些點(diǎn)找一條線性回歸線，所得回歸線就是隧洞軸線；e、最后替換測(cè)量人員，按照上述方法獨(dú)立完成一遍再得到一條回歸線，兩條回歸線方位角偏差滿足需規(guī)范要求，將兩條回歸線所夾銳角平分線作為隧洞開挖控制方向線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種采用垂準(zhǔn)儀進(jìn)行豎井定向測(cè)量的方法，其特征在于所述全站儀精度最低要求為測(cè)角精度2"，所述自動(dòng)安平激光垂準(zhǔn)儀的精度最低要求為自動(dòng)安平精度士1"，一測(cè)回垂準(zhǔn)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)偏差為士 lmm/100m，光斑直徑< 3mm/50m。
全文摘要
本發(fā)明涉及隧道領(lǐng)域，具體地說是一種采用垂準(zhǔn)儀進(jìn)行豎井定向測(cè)量的方法；其特征在于包括以下步驟首先，在豎井(1)頂面兩側(cè)放出隧洞軸線，然后將全站儀(4)或經(jīng)緯儀架瞄準(zhǔn)另外較遠(yuǎn)處隧洞軸線點(diǎn)，接著將自動(dòng)安平激光垂準(zhǔn)儀(5)架設(shè)在隧洞中軸線上，將底部投點(diǎn)在井底預(yù)埋鋼板(7)上做好標(biāo)記，然后將垂準(zhǔn)儀每旋轉(zhuǎn)90度后做好井底所投標(biāo)記點(diǎn)，在兩側(cè)靠近壁范圍內(nèi)各投5個(gè)點(diǎn)，得到隧洞軸線；最后替換測(cè)量人員，再得到一條回歸線，將兩條回歸線所夾銳角平分線作為隧洞開挖控制方向線；本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于拓展了垂準(zhǔn)儀的使用范圍，降低成本的同時(shí)，提高了測(cè)量精度和適用范圍，可應(yīng)用于礦山、隧洞和隧道的豎井定向。
文檔編號(hào)E21B47/022GK102418515SQ20111026525
公開日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者劉雪平, 岳立章, 王榮高, 邵保民, 馬良 申請(qǐng)人:中鐵上海工程局市政工程有限公司