一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法与流程

本发明涉及城市轨道交通工程隧道竖井联系测量，具体是一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法。

背景技术：

1、地铁车站一般采用明挖法施工，隧道掘进相对应的联系测量方法主要是两井定向，一般通过地铁车站预留井口进行井上、井下坐标方位及高程的传递。近年来受城市现有环境的制约，特别是城市繁华区域拆迁及借地影响，暗挖车站已成为主流，盾构施工采用先隧后站已成为常态，车站预留小竖井用以进行盾构机分体吊装、始发联系测量坐标传递，且部分井口位于非正线，多通过横通道与正线相连，这对常规联系测量方式提出了更高的要求。而一井定向(联系三角形、双联系三角形)联系测量方式对井口大小及竖井附近环境要求较高，常规后方交会方法在井下控制边定向方面精度不足，均难以满足复杂场地条件下小井口长区间联系测量精度要求。

2、目前竖井联系测量常用陀螺仪定向法、联系三角形法(一井定向法)、钻孔投点法(两井定向法)、导线直接定向法、常规后方交会法等形式进行坐标传递。但每种方法都有特定的使用条件和优缺点。(1)陀螺仪定向法虽然具有工作量小、劳动强度低、快速定位等特点，但是存在单次定位精度较低(单次定向20″)，陀螺仪设备价格昂贵、购买费用高，对仪器操作人员技术水平要求高等缺点。(2)联系三角形法(一井定向法)虽然定然定位精度高、工作量适中，但是对现场竖井环境要求高，现场需满足①两钢丝间距a不应小于5m,且应尽量长。②钢丝夹角α宜小于1°，呈直伸三角形。③b/a及b’/a宜小于1.5,在联系测量时，应尽量使近井点靠近最近的钢丝线并精确的测量角度α、α’。而受场地限制，施工竖井往往无法满足联系三角形法(一井定向法)的技术要求。(3)钻孔投点法(两井定向法)虽然定位精度高，观测方便，但是需要单独钻孔投点，工序繁多，前期准备工作巨大，在山区地段或者环境复杂地段，钻孔根本无法实施。(4)导线直接定向法虽然方法简单，但对于深竖井而言，常出现导线边长短不一、俯仰角过大等问题，矿山法隧道现场使用该方法较少。(5)常规后方交会法虽然对场地要求较低，但存在井下定向精度不足等缺点，难以满足小井口长区间隧道掘进定向要求的缺点，因此亟需研发一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明的技术方案是：一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，包括以下步骤：

3、s1、竖井2内悬挂不少于四根钢丝，四根钢丝中两两钢丝分别与地面近井点和井下控制点组成的角度均满足小于1°的要求，四根钢丝与地面近井点和井下控制点组成特殊的多边形；

4、s2、通过在地面近井点和井下控制点同时架设全站仪，后视控制点完成定向，竖井地面和地下部分同时多测回观测四根静止的钢丝，获得四根钢丝与控制点角度和距离观测量；

5、s3、同时移动并调整四根钢丝位置，重新进行观测，获得第二组、第三组钢丝与控制点角度和距离观测量；

6、s4、整理数据，输入已知控制点坐标，根据钢丝坐标传递和多点边角交会原理，利用平差软件进行小井口长区间特殊多边形联系测量控制网平差计算，平差计算得到第一组井下控制点坐标；

7、s5、重复上述步骤，获得第二组、第三组井下控制点坐标，三组坐标相互比较，差值满足要求下取三组坐标平均值作为最终成果。

8、进一步地，所述钢丝均为上端固定，下端悬挂10kg铅锤5静止于阻尼液中。钢丝直径宜选择0.3mm～0.5mm，根据深度及近井点与钢丝间距综合确定，钢丝数量不少于四根，观测次数不少于三遍。

9、进一步地，所述地面近井点和井下控制点均为强制对中装置，可有效减少对中误差。

10、进一步地，所述钢丝位置两两分布在竖井2两侧，且构成特殊多边形，四根钢丝中两两钢丝分别与地面近井点和井下控制点组成的角度均满足小于1°的要求。

11、进一步地，所述所有距离观测均应进行仪器加乘常数、气压及温湿度改正，地面、地下测量钢丝时必须保持同步。

12、进一步地，所述a、b、c为地面起算点，gs1、gs2、gs3、gs4为钢丝，d1、d2、d3为井下控制点。

13、本发明通过改进在此提供一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

14、(1)本发明方法所述的一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，创新性的采用特殊多边形网型进行小井口长区间联系测量工作，改善了现有小井口一井定向(联系三角形、双联系三角形)方法对现场极高的测量环境要求，减少了现场对钢丝悬挂边长比的约束。解决了小井口一井定向(联系三角形、双联系三角形)方法不适用于非正线井口及条件较差的正线井口现场局限，大大提高了方法适用性。

15、(2)本发明方法所述的一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，创新性的通过四根及以上钢丝构成特殊多边形，通过特殊多边形保障定向精度，通过增加检核条件保障坐标精度，改进了现有后方交会法联系测量定向精度不足的短板，能够满足现有城市复杂条件下小井口长区间联系测量精度需求。

16、(3)本发明方法所述的一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，结合双联系三角形联系测量方法和多点后方交会联系测量方法的优点，并重新对网形进了设计，测量原理简单、操作实施性高、对技术人员技术要求较低。

17、(4)本发明方法所述的一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，由于联系测量钢丝部分网型相对固定，可提前对钢丝位置进行预先设计和固定，极大减少了现场工作量。过程均使用常规仪器，不增加额外仪器成本，投资少，损耗小，内外业操作简便、劳动强度小；不仅保证测量精度、并显著减少外部条件对竖井联系测量的影响，环境适应性强。

技术特征：

1.一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，其特征在于：所述钢丝均为上端固定，下端悬挂10kg铅锤5静止于阻尼液中。钢丝直径宜选择0.3mm～0.5mm，根据深度及近井点与钢丝间距综合确定，钢丝数量不少于四根，观测次数不少于三遍。

3.根据权利要求1所述的一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，其特征在于：所述地面近井点和井下控制点均为强制对中装置，可有效减少对中误差。

4.根据权利要求1所述的一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，其特征在于：所述钢丝位置两两分布在竖井(2)两侧，且构成特殊多边形，四根钢丝中两两钢丝分别与地面近井点和井下控制点组成的角度均满足小于1°的要求。

5.根据权利要求1所述的一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，其特征在于：所述所有距离观测均应进行仪器加乘常数、气压及温湿度改正，地面、地下测量钢丝时必须保持同步。

6.根据权利要求1所述的一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，其特征在于：所述a、b、c为地面起算点，gs1、gs2、gs3、gs4为钢丝，d1、d2、d3为井下控制点。

技术总结
本发明涉及城市轨道交通工程隧道竖井联系测量技术领域，具体是一种小井口长区间特殊多边形联系测量方法，包括以下步骤：S1、竖井内悬挂不少于四根钢丝，四根钢丝中两两钢丝分别与地面近井点和井下控制点组成的角度均满足小于1°的要求，四根钢丝与地面近井点和井下控制点组成特殊的多边形；S2、通过在地面近井点和井下控制点同时架设全站仪，后视控制点完成定向，获得四根钢丝与控制点角度和距离观测量。本发明的有益效果解决了小井口一井定向方法不适用于非正线井口及条件较差的正线井口现场局限，大大提高了方法适用性，改进了现有后方交会法联系测量定向精度不足的短板，能够满足现有城市复杂条件下小井口长区间联系测量精度需求。

技术研发人员：赵华,许锋,黄振,王洪战,王磊,杨祝华,屈兴兵,杨定强,崔晓,刘玉强,花书军,冯翔,邱英达,覃庆,丁高伟
受保护的技术使用者：中铁第六勘察设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13