[發(fā)明專利]特長(zhǎng)隧道獨(dú)立施工控制網(wǎng)的建立方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310448494.5
• 申請(qǐng)日: 2013-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN103541738A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王爭(zhēng)鳴;付宏平;劉為民;陳光金;黃超;李偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/14
• 分類號(hào): E21D9/14
• 代理公司: 西安新思維專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

1.特長(zhǎng)隧道獨(dú)立施工控制網(wǎng)的建立方法，其特征在于：

由以下步驟實(shí)現(xiàn)：

步驟一：隧道獨(dú)立坐標(biāo)系的建立：

（1）隧道獨(dú)立平面坐標(biāo)系的建立：

以隧道洞內(nèi)線路設(shè)計(jì)平均高程面為坐標(biāo)投影的基準(zhǔn)面，以隧道工程中心中央子午線經(jīng)線作為坐標(biāo)投影的中央子午線，以隧道左線進(jìn)口切(中)線上的洞口投點(diǎn)為坐標(biāo)起算點(diǎn)，坐標(biāo)起算點(diǎn)與同一切(中)線上的另一洞口投點(diǎn)的連線為X軸，過(guò)坐標(biāo)起算點(diǎn)、垂直于X軸為Y軸；

（2）隧道獨(dú)立高程系的建立：

采用與線路定測(cè)高程系一致的高程系；

步驟二：隧道控制測(cè)量精度等級(jí)的確定：

（1）隧道平面控制測(cè)量精度等級(jí)的確定：

根據(jù)隧道長(zhǎng)度和隧道橫向貫通中誤差限值，按式（1）估算聯(lián)測(cè)邊方位角的精度，由此選定控制網(wǎng)平面控制測(cè)量精度等級(jí)；

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式中：

f_方——聯(lián)測(cè)邊的方位角精度，以秒為單位；

△——洞外控制測(cè)量引起橫向貫通中誤差，以㎜計(jì)；

L?——隧道長(zhǎng)度，按設(shè)計(jì)長(zhǎng)度加進(jìn)、出口投點(diǎn)至洞口的距離，以㎜計(jì)；

ρ——206265″；

（2）隧道高程控制測(cè)量精度等級(jí)的確定：

隧道高程控制測(cè)量采用二等水準(zhǔn)測(cè)量方式進(jìn)行；

步驟三：隧道控制網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計(jì)：

（1）平面控制網(wǎng)：

隧道平面控制網(wǎng)圖形由獨(dú)立基線構(gòu)成，網(wǎng)的基本圖形采用大地四邊形、四邊形和三角形；進(jìn)、出口子網(wǎng)間聯(lián)系網(wǎng)、輔助坑道子網(wǎng)間聯(lián)系網(wǎng)均采用四邊形或者大地四邊形；

輔助坑道的設(shè)計(jì)型式包括斜井、豎井、橫洞、平行導(dǎo)坑；

（2）高程控制網(wǎng)：

隧道高程控制網(wǎng)采用單一水準(zhǔn)路線布設(shè)，對(duì)隧道進(jìn)、出口定測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行貫通測(cè)量，從隧道進(jìn)口附近的定測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)開始，連續(xù)測(cè)至隧道出口附近的定測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)；

各個(gè)隧道洞口、輔助坑道洞口的水準(zhǔn)點(diǎn)高程，從進(jìn)、出口主水準(zhǔn)路線上的精測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)上直接引測(cè)；

步驟四：隧道控制點(diǎn)布設(shè)：

（1）平面控制點(diǎn)：

隧道進(jìn)、出口各布設(shè)4個(gè)平面控制點(diǎn)，不含中線投點(diǎn)，每個(gè)輔助坑道洞口布設(shè)3個(gè)平面控制點(diǎn)；

在隧道進(jìn)、出口設(shè)置洞口投點(diǎn)；

輔助坑道洞口的一個(gè)控制點(diǎn)布設(shè)在其洞口附近；

洞口控制點(diǎn)間互相通視；

（2）水準(zhǔn)點(diǎn)：

隧道進(jìn)、出口、輔助坑道洞口水準(zhǔn)點(diǎn)均設(shè)置3個(gè)，隧道洞口水準(zhǔn)點(diǎn)間的高差，以安置一次儀器即可連測(cè)為宜；進(jìn)、出口水準(zhǔn)路線上的明顯固定標(biāo)志當(dāng)轉(zhuǎn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，否則2km～3km設(shè)置一個(gè)固定留點(diǎn)；沿線的國(guó)家水準(zhǔn)點(diǎn)予以聯(lián)測(cè)；

步驟五：獨(dú)立施工坐標(biāo)和高程成果計(jì)算：

（1）GPS控制點(diǎn)施工坐標(biāo)成果計(jì)算：

施工坐標(biāo)采用專門研制的隧道施工坐標(biāo)計(jì)算程序進(jìn)行處理；以WGS-84無(wú)約束平差所獲得的大地坐標(biāo)，直接投影計(jì)算GPS控制點(diǎn)在施工坐標(biāo)系中坐標(biāo)，坐標(biāo)投影面為隧道線路平均高程面；

（2）高程控制點(diǎn)成果計(jì)算：

從隧道進(jìn)口定測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)開始，連續(xù)推算至隧道出口定測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)；各個(gè)隧道洞口、輔助坑道洞口的水準(zhǔn)點(diǎn)高程，從進(jìn)、出口主水準(zhǔn)路線上的精測(cè)水準(zhǔn)點(diǎn)上直接引測(cè)推算。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特長(zhǎng)隧道獨(dú)立施工控制網(wǎng)的建立方法，其特征在于：

步驟三的（1）中，隧道各部分子網(wǎng)圖形如下：

（1）隧道進(jìn)口子控制網(wǎng)：

由一個(gè)大地四邊形組成，布設(shè)GPS控制點(diǎn)4個(gè)，洞口投點(diǎn)2個(gè)；

（2）隧道輔助坑道子控制網(wǎng)：

由一個(gè)三角形組成；

（3）隧道出口子控制網(wǎng)：

由一個(gè)大地四邊形組成，布設(shè)GPS控制點(diǎn)4個(gè)，洞口投點(diǎn)2個(gè)；

進(jìn)出口聯(lián)系網(wǎng)采用長(zhǎng)邊方式，坐標(biāo)原點(diǎn)與X軸向點(diǎn)為GPS基線矢量直接邊，并具有四等以上高程，采用水準(zhǔn)聯(lián)測(cè)方式得到。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的特長(zhǎng)隧道獨(dú)立施工控制網(wǎng)的建立方法，其特征在于：

步驟三中，平面控制網(wǎng)通過(guò)GPS衛(wèi)星定位測(cè)量靜態(tài)相對(duì)定位技術(shù)建立，采用高精度雙頻GPS接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)，其標(biāo)稱精度≤5mm+1ppm，同步觀測(cè)接收機(jī)數(shù)≥3臺(tái)；

高程控制網(wǎng)采用二等水準(zhǔn)測(cè)量的方法，采用高精度數(shù)字水準(zhǔn)儀，其標(biāo)稱精度應(yīng)優(yōu)于1mm/km。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的特長(zhǎng)隧道獨(dú)立施工控制網(wǎng)的建立方法，其特征在于：

步驟四（1）中，隧道進(jìn)、出口設(shè)置的洞口投點(diǎn)均設(shè)置在左線中線上，直線隧道進(jìn)出口各設(shè)置2個(gè)洞口投點(diǎn)，曲線隧道洞身長(zhǎng)直線兩端分別設(shè)置2個(gè)中線投點(diǎn)；洞口投點(diǎn)應(yīng)采用全站儀極坐標(biāo)法以施工放樣的精度要求進(jìn)行測(cè)設(shè)。