一种基于无棱镜全站仪的垂直度简洁测量方法与流程

本发明涉及旋挖钻机施工技术领域，更具体而言，涉及一种基于无棱镜全站仪的垂直度的简洁测量方法。

背景技术：

现在城市地铁车站主体多由管桩组成，主要采用旋挖钻施工，旋挖钻施工过程中核心要素是要保证桩基的垂直度，桩基的垂直度与旋挖钻机顶桅杆垂直度息息相关，旋挖钻机组装完成后机顶桅杆没有设置供施工人员调整桅杆垂直度的平安全操作台，人员上去存在一定的安全隐患，且旋挖钻自带垂直系统只有操作室操作机手可以进行调整，外部人员无法进行干预，但是操作室内的操作机手面对众多的车载仪器，不可能仅全神贯注于垂直度的显示，而且这种桅杆垂直度系统还收施工条件、外界状况及元器件失效等诸多因素的影响，不可避免的会出现数据显示偏差或者显示错误，不能始终准确无误地反映桅杆的垂直状况。一旦桅杆的垂直度不能保证直接影响桩基的垂直度无法保证，必然会出现歪斜钻孔，导致基坑开挖后桩基大面的侵限或开挖面不平整情况的出现。

技术实现要素：

为了克服现有技术中施工人员攀爬钻机顶桅杆存在风险、钻机自带垂直系统无法始终准确无误地反映桅杆的垂直状况，本发明提供了一种不需施工人员攀爬作业、精确跟踪调整桅杆垂直度的基于无棱镜全站仪的垂直度简洁测量方法。

与现有技术相比，本发明所采用的技术方案为：

一种基于无棱镜全站仪的垂直度的简洁测量方法，具体测量方式包括以下几个步骤：

s1、将旋挖钻钻机手把自带垂直系统xy轴调整到0位置；

s2、选择仪器安放位置：在旋挖钻侧面约60m的位置，前提是在保证仪器无棱镜测量精度的情况下，俯仰角大小以方便观测为原则的情况下，选择一垂直侧面的位置；

s3、观测：选择桅杆底部和桅杆顶部相同位置作为测距标点，分别测定桅杆底部标点和桅杆顶部标点与无棱镜全站仪之间的水平距离并记录，选择桅杆底部和桅杆顶部相同位置棱角，以桅杆棱角作为角度观测基准，分别测定桅杆底部棱角与桅杆棱角之间的水平角和桅杆顶部棱角与桅杆棱角之间的水平角并记录，以及桅杆顶部棱角与桅杆底部棱角之间水平夹角之差a；

s4、计算：桅杆顶部与桅杆底部水平距离之差即为桅杆的左右偏差，桅杆底部距离*tana即为桅杆的前后偏差；

s5、调整：根据四个方向的偏差量调整钻机顶的桅杆偏移，保证桅杆高度为20m，其垂直度为1/1000。

进一步地，所述步骤s5根据偏差量调整钻机顶的桅杆偏移范围≤0.02m。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过无棱镜全站仪的激光测距方式避免了施工人员攀爬钻机顶桅杆作业的风险，通过测定钻机顶桅杆顶部和底部与无棱镜全站仪之间的水平距离及水平角，桅杆顶部与底部棱角之间的夹角差，配以计算得出前后左右四个方向偏差量，根据四个方向偏差量调整桅杆偏移来保证桅杆的垂直度，也避免了操作室内操作机手时时关注垂直度的显示。本发明解决了人员操作不安全因素，减小现场大面积去处理侵限桩基的工程量，间接增加了项目部的收益。

附图说明

图1为无棱镜全站仪与旋挖钻布置图；

图2为无棱镜全站仪角度观测示意图。

图中:1-旋挖钻，2-仪器，3-旋挖钻桅杆底部，4-旋挖钻桅杆顶部，a-水平夹角之差。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于无棱镜全站仪的垂直度的简洁测量方法，如图1-2所示，具体测量方式包括以下几个步骤：

s1、将旋挖钻钻1机手把自带垂直系统xy轴调整到0位置；

s2、选择仪器2安放位置：在旋挖钻1侧面约60m的位置，前提是在保证仪器2无棱镜测量精度的情况下，俯仰角大小以方便观测为原则的情况下，选择一垂直侧面的位置，选择侧面的好处，调整时只有四个方向指令，钻机手可以得到明确的指令前后左右调整，不易混乱；

s3、观测：选择桅杆底部3和桅杆顶部4相同位置作为测距标点，分别测定桅杆底部3标点和桅杆顶部4标点与无棱镜全站仪之间的水平距离并记录，选择桅杆底部3和桅杆顶部4相同位置棱角，以桅杆棱角作为角度观测基准，分别测定桅杆底部3棱角与桅杆棱角之间的水平角和桅杆顶部4棱角与桅杆棱角之间的水平角并记录，以及桅杆顶部4棱角与桅杆底部3棱角之间水平夹角之差a；

s4、计算：桅杆顶部4与桅杆底部3水平距离之差即为桅杆的左右偏差，桅杆底部3水平距离*tana即为桅杆的前后偏差；

s5、调整：根据四个方向的偏差量调整钻机顶的桅杆偏移，保证桅杆高度为20m，其垂直度为1/1000。

进一步地，所述步骤s5根据偏差量调整钻机顶的桅杆偏移范围在≤0.02m。

本发明具体测量方法，首先对旋挖钻1需要施工处的场地进行整平，保障旋挖钻1组装完成后在场地上放置平衡，选择适合的钻机头进行打孔，在旋挖钻1侧面约60m的位置。前提是在保证仪器2无棱镜测量精度的情况下，俯仰角大小以方便观测为原则的情况下，选择一垂直侧面的位置，选择桅杆底部3和桅杆顶部4相同位置作为测距标点，分别测定桅杆底部3标点和桅杆顶部4标点与无棱镜全站仪之间的水平距离并记录，选择桅杆底部3和桅杆顶部4相同位置棱角，以桅杆棱角作为角度观测基准，分别测定桅杆底部3棱角和桅杆顶部4棱角与桅杆棱角之间的水平角并记录，以及桅杆顶部4棱角与桅杆底部3棱角之间水平夹角之差a，然后通过计算公式桅杆的左右偏差=桅杆顶部4与桅杆底部3水平距离之差，桅杆的前后偏差=桅杆底部3水平距离*tana，得出前后左右四个方向偏移量，最后在旋挖钻1侧面约60m的位置垂直侧面的位置站立人员对钻机手发出指令对钻机桅杆进行前后左右调整，保证桅杆垂直度。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及旋挖钻机施工技术领域，更具体而言，涉及一种基于无棱镜全站仪的垂直度的简洁测量方法，包括钻机自带垂直系统调0、仪器安放点定位、观测、调整偏移。通过无棱镜全站仪的激光测距方式避免了施工人员攀爬钻机顶桅杆作业的风险，通过测定钻机顶桅杆顶部和底部与无棱镜全站仪之间的水平距离及水平角，桅杆顶部与底部棱角之间的夹角差，配以计算得出前后左右四个方向偏差量，根据四个方向偏差量调整桅杆偏移来保证桅杆的垂直度，也避免了操作室内操作机手时时关注垂直度的显示。本发明解决了人员操作不安全因素，减小现场大面积去处理侵限桩基的工程量，间接增加了项目部的收益。

技术研发人员：沙金贵;李金祥;田国锐;王家盛;辛金珠;李保荣;杨金帆;张再兴;徐斌
受保护的技术使用者：中铁十二局集团有限公司;中铁十二局集团第二工程有限公司
技术研发日：2019.03.12
技术公布日：2019.06.14