多點后方交會測量傳遞坐標和方位角測量

陳杰暉，鄭竹錦

(南京捷鷹數碼測繪有限公司，江蘇 南京 210019)

隨著科技進步，小型盾構逐步在我國市政管道施工建設上應用越來越廣泛。與傳統(tǒng)的盾構比較，小型盾構克服了傳統(tǒng)盾構的諸多缺點。采用小型盾構能很好地處理地下水污染、地面沉降等問題，真正實現因時因地因勢進行調整，符合城市市政管道施工建設；此外，小型盾構技術革新快，由于小型盾構因為機身小、成本低，可以根據施工要求進行快速更新換代，提高工作效率；此外小型盾構結合其他施工方法，靈活多變，降低了市政管道管理的成本，提高了使用壽命。當然，由于采用小型盾構，為了節(jié)約工程造價，相應的盾構井也越做越小，這就也測量工作帶來許多不利的因素。本文結合某過江電力隧道工程的小型盾構的施工測量實踐，就其中涉及到的聯系測量的若干問題[1-3]進行探討和分析。

1 工程概況

某過江電力隧道110 kV江島變電站電源進線土建工程(110 kV輸變電過江標段),建設規(guī)模為4回220 kV及2回110 kV，采用江底隧道過江，長度約0.78 km，外徑4 000 mm，壁厚250 mm，埋深約36 m，工程采用圓形盾構工藝施工。

2 聯系測量

根據工程交底文件，本工程業(yè)主委托設計院提供了5個導線點坐標(K1～K5)，經復測坐標相差較大，不利于貫通，會同業(yè)主、設計商定，并考慮到現場江心洲井口已經施工，調整江對面控制點坐標作為貫通測量控制點成果。并在夾江兩岸各設一個相互通視的觀測墩，同精度聯測該兩點獲得坐標。

2.1 聯系測量方案

本項目地質條件復雜，屬于長江沖積河漫灘，地下水豐富，在盾構井施工階段，多次發(fā)生塌陷、地下水涌出等情況，為了保證施工安全，在盾構井最后5～10 m的開挖施工時，采用了凍結法施工，此時，需要將地面控制點坐標傳遞到豎井下，由于場地狹小且凍結法施工時管道眾多，無法采用傳統(tǒng)的導線直傳、兩井定向或掛鋼絲法(無法懸掛)。經多次實驗后采用了一種多點后方交會的方法傳遞坐標和方位角，具體方法如圖1所示。即在豎井周圍測站點T1能觀測到的位置設置3個5 kg重錘(盡可能均勻設置，離開井壁約0.15 m)，下部放置在油桶內并懸空。測量時首先在井口T1設站觀測井壁邊這些點的坐標，然后到井下再次測量鋼絲獲取測站點的坐標。

2.2 測量與精度預估

設站點離開井口的距離大約是60～80 m，在T1點設站，用徠卡TS30觀測4個測回的角度和距離(懸掛點上放貼片)。井下在可設站的任意位置設站(盡可能考慮到懸掛鋼絲點的位置夾角和距離均勻)，觀測4個測回的角度和距離計算測站點坐標和方位角。

圖1 聯系測量示意圖Fig 1 Sketch map of contact measurement

井口點坐標測量的精度為

(1)

考慮到施工環(huán)境影響，4個測回角度觀測中誤差mβ=±0.5″，距離測量精度按最不利情況考慮，可設ms=±1.0 mm。此時，計算得到井口點的坐標中誤差為

由于井下采用角度和距離觀測，n=6，t=2，r=4，可采用間接平差法計算待定點坐標。計算步驟是先計算待定點近似坐標；然后列出誤差方程式；組成法方程并解算[4-5]。

V=BX-L

(2)

(BTPB)X-BTPL=0

X=(BTPB)-1BTPL

(3)

驗后單位權中誤差：

(4)

鑒于本項目場地較小，測距精度基本相當，這樣可事先計算出法方程系數項并得到協(xié)因素陣

方向中誤差可用如下公式近似計算

也就是說，這樣的方法傳遞坐標精度是有保證的，但用來傳遞方位角，其精度達不到規(guī)范的要求。但是如果僅用于盾構初始姿態(tài)定位等項工作，由于距離短，一般為20 m左右，方位傳遞誤差的影響經計算不大于1.5 mm，不影響定位精度。

為解決方位傳遞的精度問題，采用了Leica最新的Leica TDRA6000激光全站儀(測角±0.5″，測距0.25 mm)來進行短邊距離測量，經試驗，地面井口點的測量精度約為

3 結語

盾構法施工中，坐標及方位角傳遞始終是一個關鍵點，越是小型化的盾構，測量的難度越大，隨著高精度測量新儀器設備的使用，原來傳統(tǒng)的方法可能不再適用于新情況，這就需要測量工作人員在不同的工作環(huán)境下選擇有效、簡便、滿足精度的方法或根據測量基本原理創(chuàng)造新的方法和技術來滿足越來越復雜的工程需要。