[发明专利]一种基于垂直顶升和陀螺定向的隧道测量方法

说明书

本发明属于隧道测量技术领域，公开一种基于垂直顶升和陀螺定向的隧道测量方法，包括：在地面上选取地面控制点D1和地面控制点D2，地面控制点D1和所述地面控制点D2的坐标已知；开设与隧道连通的竖井，并在所述竖井内吊设钢丝绳；在所述钢丝绳上设置洞外参照点P和洞内参照点W；基于所述地面控制点D1和所述地面控制点D2的坐标获取所述洞外参照点P的坐标，所述洞内参照点W与所述洞外参照点P的坐标一致；基于所述洞内参照点W的坐标获取洞内控制点SD13和洞内控制点SD14的坐标，本发明仅需开设一个竖井即可以完成洞内坐标的测量，简化施工工序，提高测量效率，降低倾斜度超限或渗水等风险，且提升了测量结果的准确性。

技术领域

本发明涉及隧道测量技术领域，尤其涉及一种基于垂直顶升和陀螺定向的隧道测量方法。

背景技术

隧道通过盾构机从起始端开挖至接收端贯通形成，在开挖过程中，隧道的精确贯通是至关重要的，其直接影响隧道的施工质量，尤其穿山、越江的隧道对贯通精度要求更高，而隧道测量是其中极为重要的因素之一。

导线测量是隧道洞内测量常用的一种方法，其由起始端已知坐标的起始点出发，通过依次在各控制点上利用精密测量仪器进行观测，测定连接相邻控制点的各导线边的长度以及各转折角值，然后根据起始点(已知坐标)的起算数据，经平差计算等数据处理后推算得出各控制点的工程坐标。而这种测量方法具有误差不断积累的缺陷，导致后方控制点的坐标产生较大误差，而不能引导盾构机向正确的方向掘进。为克服该误差，在盾构机即将接近接收端时需要对后方控制点的坐标进行修正，进而根据修正后的坐标对盾构机进行纠偏，以引导盾构机向正确的方向掘进，减小盾构机与接收端之间的偏差，保证隧道的贯通精度。

现有技术通常是在盾构机即将到达接收端的位置布设两个竖井，采用投点的方法将底面控制点传递至隧道内，其缺陷在于：形成竖井的方法本身具有不稳定性，在超深或者地质复杂的地面具有倾斜度超限或渗水等风险，而设置两个竖井不仅施工步骤繁琐复杂，还增加了倾斜度超限或渗水等现象发生的可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于垂直顶升和陀螺定向的隧道测量方法，能够简化施工工序，提高测量效率，且能够保证测量的精准性。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种基于垂直顶升和陀螺定向的隧道测量方法，包括以下步骤：

在地面上选取地面控制点D1和地面控制点D2，所述地面控制点D1和所述地面控制点D2的坐标已知；

开设与隧道连通的竖井，并在所述竖井内吊设钢丝绳；

在所述钢丝绳上设置洞外参照点P和洞内参照点W；

基于所述地面控制点D1和所述地面控制点D2的坐标获取所述洞外参照点P的坐标，所述洞内参照点W与所述洞外参照点P的坐标一致；

基于所述洞内参照点W的坐标获取洞内控制点SD13和洞内控制点SD14的坐标。

作为本发明提供的基于垂直顶升和陀螺定向的隧道测量方法的优选方案，获取所述洞外参照点P的坐标时，在所述地面控制点D2架设陀螺全站仪，以测量所述地面控制点D2至所述地面控制点D1的距离S1和陀螺方位角α1、以及测量所述地面控制点D2至所述洞外参照点P的距离S2和陀螺方位角α2。

作为本发明提供的基于垂直顶升和陀螺定向的隧道测量方法的优选方案，获取所述洞内控制点SD13和所述洞内控制点SD14的坐标时，将所述陀螺全站仪移至所述洞内控制点SD14，以测量所述洞内控制点SD14至所述洞内参照点W的距离S3和陀螺方位角α3、以及测量所述洞内控制点SD14至所述洞内控制点SD13的距离S4和陀螺方位角α4。

作为本发明提供的基于垂直顶升和陀螺定向的隧道测量方法的优选方案，在获取所述洞内控制点SD14的坐标时，需获取所述洞内控制点SD14至所述洞内参照点W的坐标方位角A，其计算公式如下：