[發明專利]一種采用垂準儀進行豎井定向測量的方法

有效

• 申請號: 201110265251.9
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN102418515A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 岳立章;劉雪平;邵保民;馬良;王榮高
• 申請（專利權）人: 中鐵上海工程局市政工程有限公司
• 主分類號: E21B47/022
• 分類號: E21B47/022
• 代理公司: 上海三方專利事務所 31127
• 代理人: 吳干權

[技術領域]

本發明涉及隧道領域，具體地說是一種采用垂準儀進行豎井定向測量的方法。

[背景技術]

豎井定向測量是通過豎井將地面坐標系中的平面坐標及方向，傳遞到井下的測量工作。按定向方式，可分為一井定向和兩井定向。一井定向是在一個豎井進行的豎井定向測量。是在一個豎井井筒內同時懸掛兩根重錘線或同時鉛垂地發射兩條可見光束，通過地面和井下聯測，將兩重錘線中心或光束軸心的平面坐標及其連線的坐標方位角，傳遞給井下的控制點和導線邊。

目前國內完成地面控制測量系統傳遞到井下控制測量系統傳統方法有雙垂線法、陀螺定向法和聯系三角形法。其中陀螺定向法必須要陀螺定向儀，聯系三角形法需要洞徑較大且需要在洞壁設工作平臺。而雙垂線法受井內風和滴水影響擺動較大不易穩定。

[發明內容]

本發明的目的是針對上述不足，設計一種高精度、低成本的豎井定向方法。

為了實現上述目的，本發明設計采用垂準儀進行豎井定向測量的方法，其特征在于包括以下步驟：

a、首先做好地面控制測量，在豎井(1)頂面兩側放出隧洞軸線，其中井外軸線點1(2)要求在離井口較近穩固的地方，井外軸線點2(3)要求離井口200m至300m，這兩個點應納入控制測量點進行平差，并根據平差結果進行調整；

b、然后將全站儀(4)或經緯儀架在離井口較近隧洞軸線點瞄準另外較遠處隧洞軸線點；

c、接著在井口頂面搭設穩固操作平臺，將自動安平激光垂準儀(5)架設在隧洞中軸線上，在確定垂準儀上部激光束位于隧洞(6)的中軸線上后，將底部投點在井底預埋鋼板(7)上做好標記；然后將垂準儀每旋轉90度后做好井底所投標記點，然后劃個最小的圓將四個標記點圈在圓內，圓心點就是該處位置的軸線點；

d、按照上一步的方法在兩側靠近壁50cm范圍內各投5個點，點間距控制在10cm左右，接著將這些點找一條線性回歸線，所得回歸線就是隧洞軸線；

e、最后替換測量人員，按照上述方法獨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角精度2″，所述自動安平激光垂準儀的精度最低要求為自動安平精度±1″，一測回垂準測量標準偏差為±1mm/100m，光斑直徑≤3mm/50m。

本發明與現有技術相比，其優點在于：拓展了垂準儀的使用范圍，降低成本的同時，提高了測量精度和適用范圍，可應用于礦山、隧洞和隧道的豎井定向。

[附圖說明]

圖1為本發明示意圖；

參見圖1，1為豎井，2為井外軸線點1，3為井外軸線點2，4為全站儀，5為自動安平激光瞄準儀，6為隧洞，7為預埋鋼板。

[具體實施方式]

以下結合附圖，對本發明做進一步說明。

以宜昌市猇亭二水廠引水隧洞工程為例。宜昌市猇亭區二水廠供水工程取水是通過壓力隧洞從善溪沖水庫取水。壓力隧洞總長2525.43m，隧洞成形后的斷面為直徑1.7m，隧洞自內向外分別設二次現澆鋼筋砼襯砌200mm厚，初次鋼筋砼預制塊拼裝襯砌150mm厚。由于隧洞較長，需要在主隧洞的沿線設置3個支洞。根據主隧洞的位置，結合地形、地貌特征，在K0+891.909處設置一個支洞，支洞的類型為豎井，圓形鋼筋砼結構。根據現場測量，豎井成洞的深度達到32.6m。由于主隧洞開挖需要使用礦車，為節約投資，根據礦車的外形，豎井的內徑設為3.5m，壁厚0.35m。由豎井向大小里程方向分別需要掘進380m左右。

豎井向兩側掘進前需要將井面隧洞軸線控制點引至井底。由于引至井底的方向控制點距離只有3m左右，需要根據這兩個點控制兩側各380m左右的隧洞掘進，根據水利工程測量規范要求誤差不超過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″(相當于若其中一個點準確無誤，另外一個點偏離軸線不超過1.58mm)。

為此，本發明采用垂準儀法進行豎井定向測量，最終貫通誤差滿足規范要求。

參見圖1，本發明具體操作方法如下，

a、首先做好地面控制測量，在豎井(1)頂面兩側放出隧洞軸線，其中井外軸線點1(2)要求在離井口較近穩固的地方，井外軸線點2(3)要求離井口200m至300m，這兩個點應納入控制測量點進行平差，并根據平差結果進行調整；

b、然后將全站儀(4)或經緯儀架在離井口較近隧洞軸線點瞄準另外較遠處隧洞軸線點；