[发明专利]一种采用垂准仪进行竖井定向测量的方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及隧道领域，具体地说是一种采用垂准仪进行竖井定向测量的方法。

[背景技术]

竖井定向测量是通过竖井将地面坐标系中的平面坐标及方向，传递到井下的测量工作。按定向方式，可分为一井定向和两井定向。一井定向是在一个竖井进行的竖井定向测量。是在一个竖井井筒内同时悬挂两根重锤线或同时铅垂地发射两条可见光束，通过地面和井下联测，将两重锤线中心或光束轴心的平面坐标及其连线的坐标方位角，传递给井下的控制点和导线边。

目前国内完成地面控制测量系统传递到井下控制测量系统传统方法有双垂线法、陀螺定向法和联系三角形法。其中陀螺定向法必须要陀螺定向仪，联系三角形法需要洞径较大且需要在洞壁设工作平台。而双垂线法受井内风和滴水影响摆动较大不易稳定。

[发明内容]

本发明的目的是针对上述不足，设计一种高精度、低成本的竖井定向方法。

为了实现上述目的，本发明设计采用垂准仪进行竖井定向测量的方法，其特征在于包括以下步骤：

a、首先做好地面控制测量，在竖井(1)顶面两侧放出隧洞轴线，其中井外轴线点1(2)要求在离井口较近稳固的地方，井外轴线点2(3)要求离井口200m至300m，这两个点应纳入控制测量点进行平差，并根据平差结果进行调整；

b、然后将全站仪(4)或经纬仪架在离井口较近隧洞轴线点瞄准另外较远处隧洞轴线点；

c、接着在井口顶面搭设稳固操作平台，将自动安平激光垂准仪(5)架设在隧洞中轴线上，在确定垂准仪上部激光束位于隧洞(6)的中轴线上后，将底部投点在井底预埋钢板(7)上做好标记；然后将垂准仪每旋转90度后做好井底所投标记点，然后划个最小的圆将四个标记点圈在圆内，圆心点就是该处位置的轴线点；

d、按照上一步的方法在两侧靠近壁50cm范围内各投5个点，点间距控制在10cm左右，接着将这些点找一条线性回归线，所得回归线就是隧洞轴线；

e、最后替换测量人员，按照上述方法独立完成一遍再得到一条回归线，两条回归线方位角偏差满足需规范要求，将两条回归线所夹锐角平分线作为隧洞开挖控制方向线。

所述全站仪精度最低要求为测角精度2″，所述自动安平激光垂准仪的精度最低要求为自动安平精度±1″，一测回垂准测量标准偏差为±1mm/100m，光斑直径≤3mm/50m。

本发明与现有技术相比，其优点在于：拓展了垂准仪的使用范围，降低成本的同时，提高了测量精度和适用范围，可应用于矿山、隧洞和隧道的竖井定向。

[附图说明]

图1为本发明示意图；

参见图1，1为竖井，2为井外轴线点1，3为井外轴线点2，4为全站仪，5为自动安平激光瞄准仪，6为隧洞，7为预埋钢板。

[具体实施方式]

以下结合附图，对本发明做进一步说明。

以宜昌市猇亭二水厂引水隧洞工程为例。宜昌市猇亭区二水厂供水工程取水是通过压力隧洞从善溪冲水库取水。压力隧洞总长2525.43m，隧洞成形后的断面为直径1.7m，隧洞自内向外分别设二次现浇钢筋砼衬砌200mm厚，初次钢筋砼预制块拼装衬砌150mm厚。由于隧洞较长，需要在主隧洞的沿线设置3个支洞。根据主隧洞的位置，结合地形、地貌特征，在K0+891.909处设置一个支洞，支洞的类型为竖井，圆形钢筋砼结构。根据现场测量，竖井成洞的深度达到32.6m。由于主隧洞开挖需要使用矿车，为节约投资，根据矿车的外形，竖井的内径设为3.5m，壁厚0.35m。由竖井向大小里程方向分别需要掘进380m左右。

竖井向两侧掘进前需要将井面隧洞轴线控制点引至井底。由于引至井底的方向控制点距离只有3m左右，需要根据这两个点控制两侧各380m左右的隧洞掘进，根据水利工程测量规范要求误差不超过20cm。引至井底轴线精度要求很高，方位角偏差不允许超过1′49″(相当于若其中一个点准确无误，另外一个点偏离轴线不超过1.58mm)。

为此，本发明采用垂准仪法进行竖井定向测量，最终贯通误差满足规范要求。

参见图1，本发明具体操作方法如下，

a、首先做好地面控制测量，在竖井(1)顶面两侧放出隧洞轴线，其中井外轴线点1(2)要求在离井口较近稳固的地方，井外轴线点2(3)要求离井口200m至300m，这两个点应纳入控制测量点进行平差，并根据平差结果进行调整；

b、然后将全站仪(4)或经纬仪架在离井口较近隧洞轴线点瞄准另外较远处隧洞轴线点；