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關(guān)鍵字: 導(dǎo)線測量 角度閉合差 導(dǎo)線全長相對閉合差
前言:
一次完整的導(dǎo)線測量包括測角和測距兩部分,導(dǎo)線的內(nèi)業(yè)計(jì)算主要取決于角度閉合差或?qū)Ь€全長相對閉合差是否超限,在兩者沒有超限的前提下,如果導(dǎo)線測量還有錯(cuò)誤,就應(yīng)到實(shí)地檢查外業(yè),本文將以袁店一礦主副井與南風(fēng)井貫通測量工程為例,闡述導(dǎo)線測量錯(cuò)誤檢查的方法。
一、工程概況
中煤第三建設(shè)公司技術(shù)開發(fā)工程處實(shí)施了袁店一礦主副井與南風(fēng)井貫通測量工程,本次貫通工程主要是從主副井及南風(fēng)井分別將地面平面及高程控制系統(tǒng)傳遞到井下,井下施測7″復(fù)測支導(dǎo)線及陀螺定向邊指導(dǎo)貫通。為了保證導(dǎo)線測量的精度,導(dǎo)線測量檢查是一個(gè)很重要的過程。
二、井下7″復(fù)測支導(dǎo)線測量錯(cuò)誤的檢查
(一)測角錯(cuò)誤檢查的原理
如果角度閉合差超限,說明測角有錯(cuò)誤。為了發(fā)現(xiàn)測角中的錯(cuò)誤,可采用計(jì)算法或圖解法進(jìn)行檢查。
計(jì)算法如圖一所示,自A向C、自C向A,分別根據(jù)未改正的觀測角值推算各點(diǎn)的坐標(biāo)并進(jìn)行比較,如果有一點(diǎn)的坐標(biāo)比較接近,其余各點(diǎn)的坐標(biāo)的坐標(biāo)相差較大,則說明坐標(biāo)接近的這一點(diǎn)上有測角錯(cuò)誤。
圖一
如圖二所示,已知邊N1N4、邊Y17T2的方位,方位從邊N1N4附合到邊Y17T2上,自N4向Y17、自Y17向N4,分別根據(jù)未改正的觀測角值推算各點(diǎn)的坐標(biāo)并進(jìn)行比較,計(jì)算得到的坐標(biāo)見表一、表二,從而發(fā)現(xiàn)G11點(diǎn)的坐標(biāo)接近,其余各點(diǎn)的坐標(biāo)相差較大,則說明G11點(diǎn)上有測角錯(cuò)誤。
圖二
表一
表二
附合導(dǎo)線角度閉合差:fβ=α始-α終+∑β-n-1×180°(1)
式中α始為起始方位,α終為附合的最終方位,利用公式(1)可以求出
fβ=αN4 N1-αY17T2+∑β-n-1×180°=3°0′0″(2)
fβ容=±24″=±80″ (3)
比較(2)、(3)式得:
fβ>fβ容 所以角度閉合差超限
從圖二、表一和表二可以的得出G11點(diǎn)上存在測角錯(cuò)誤。
圖解法即用量角器和比例尺,按角度和邊長,分別自N4向Y17、自Y17向N4繪出導(dǎo)線,兩條導(dǎo)線相交的導(dǎo)線點(diǎn)即為測角有錯(cuò)誤的點(diǎn)。圖解法適用于角度閉合差超限較多的情形,如超限達(dá)到10°以上。
對于閉合導(dǎo)線也可以采用此法進(jìn)行檢查。不過是從同一點(diǎn)開始,分別以順時(shí)針方向和反時(shí)針方向按同法作對向檢查。
(二)量邊錯(cuò)誤檢查的原理
導(dǎo)線全長閉合差是在角度閉合差未超限的前提下進(jìn)行計(jì)算求得的,所以全長閉合差超限大多是量邊錯(cuò)誤所引起的。
如圖三所示,BB′將平行于量錯(cuò)的邊。此時(shí)可根據(jù)fx和fy計(jì)算出方位角α= arctan(fy/fx) ,然后,依據(jù)α與導(dǎo)線邊的坐標(biāo)方位角相比較,找出方位角相近的邊。
圖三
還以袁店一礦南風(fēng)井導(dǎo)線為例,若G12G20邊丈量有錯(cuò)誤
fx=∑ΔX-XY17-XN4=0.807m
fy=∑ΔY-YY17-YN4=0.443m
fs=fx ²+fy ²½
fs/∑S=1/1757>1/8000 所以導(dǎo)線全長相對閉合差超限
α=arctan(fy/fx)
將計(jì)算出的方位角與各邊方位角進(jìn)行比較,如果某一條導(dǎo)線邊的坐標(biāo)方位角α與很接近或相差近180°,則該導(dǎo)線邊長最有可能測量錯(cuò)。
由此可見,α=331°14′08″從表三中可以查出αG12G20與之接近,從而可以得出邊G12G20量邊存在錯(cuò)誤 。
表三
三、總結(jié)
通過對導(dǎo)線測量內(nèi)業(yè)計(jì)算過程中的角度閉合差或全長相對閉合差是否超限的研究,使得我們在重測前應(yīng)對可能發(fā)生錯(cuò)誤的角或邊進(jìn)行分析,找出問題所在,從而對癥下藥,既減少重測工作量又提高工作效率,所以對如何檢查導(dǎo)線測量錯(cuò)誤此種方法還是有一定效果的。
參考文獻(xiàn):
1、張正祿《工程測量學(xué)》武漢大學(xué)出版社
關(guān)鍵詞:導(dǎo)線 閉合差 超限
一、問題的提出
隨著測距技術(shù)的發(fā)展,各種測距儀、全站儀在導(dǎo)線測量中得到了廣泛應(yīng)用。在實(shí)際作業(yè)中,如果依據(jù)的控制點(diǎn)成果精度低,同時(shí)又不大注意測距儀器的使用,則施測結(jié)果常不到測量規(guī)范相應(yīng)等級的精度要求,造成不良后果,輕則返工、延誤工期;因此,如何正確地使用這些先進(jìn)的儀器,一次性達(dá)到測距導(dǎo)線測量成果的精度要求,是本文討論的重點(diǎn)問題。
本人曾參加某河壩工程測量工作,施測技術(shù)方案設(shè)計(jì)五等二級導(dǎo)線方位角閉合差不超過±20√n,導(dǎo)線全長相對閉合差不超過1/10000,滿足1:1000測圖精度(點(diǎn)位精度小于0.1m,點(diǎn)間精度小于0.1m)要求,在觀測時(shí)儀器觀測員認(rèn)識不到儀器存在“三軸誤差”(包含視準(zhǔn)軸誤差、水平軸傾斜誤差和垂直軸傾斜誤差)和儀器制造、校準(zhǔn)、磨損等原因產(chǎn)生的機(jī)械結(jié)構(gòu)誤差(包含度盤和測微尺分劃誤差、照準(zhǔn)部和度盤偏心誤差、光學(xué)測微器行差,照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)、微動(dòng)螺旋旋轉(zhuǎn)和光學(xué)測微器隙動(dòng)差),簡化規(guī)范中規(guī)定的有關(guān)儀器操作,往往易造成水平角測回超限;卻導(dǎo)線最弱點(diǎn)位精度、最弱點(diǎn)間精度、最弱邊長相對中誤差均超限,不能很好滿足工程設(shè)計(jì)要求。
二、成果超限的主要原因
1、使用的全站儀、棱鏡架腿未檢驗(yàn)、校正
1.1全站儀在出廠前,雖然將堅(jiān)盤的指標(biāo)差、水平度盤的視準(zhǔn)軸誤差已測定,并存入儀器中,但儀器經(jīng)長期使用,其值已發(fā)生變化。測水平角和垂直角時(shí),又每次只讀一個(gè)讀盤位置,測半個(gè)測回,使2C值偏大,沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn),致使測角測距產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。這是造成閉合差超限的主要原因之一。
1.2忽略對全站儀、棱鏡等光學(xué)對點(diǎn)器的檢驗(yàn)、校正。對使用的全站儀檢差發(fā)現(xiàn):光學(xué)對點(diǎn)器的對中誤差已超過±2mm,檢驗(yàn)還發(fā)腳架的基座螺絲和腳尖鐵插螺絲松動(dòng),易使氣泡偏離。
2、水平角觀測產(chǎn)生目標(biāo)偏心
2.1由于忙于趕進(jìn)度,急于獲取觀測成果,有時(shí)不顧觀測條件,在目標(biāo)不清晰、霧氣較大,天氣透明度差的天氣觀測,產(chǎn)生照準(zhǔn)誤差大、測距精度低。
2.2未按測量規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行作業(yè)
2.3觀測導(dǎo)線的水平角時(shí),導(dǎo)線點(diǎn)被高桿農(nóng)作物擋住視線,架設(shè)棱鏡不通視。用花桿做照準(zhǔn)目標(biāo),距離較近、花桿粗、不易照準(zhǔn)。再則花桿豎的不直,只能照準(zhǔn)花桿上部,產(chǎn)生照準(zhǔn)目標(biāo)偏心。導(dǎo)線點(diǎn)間距離越近,偏心越大。
水利水電勘測規(guī)范明文規(guī)定:電磁波測距邊經(jīng)過氣象、加常數(shù)、乘常人數(shù)改正后的斜距,才能化算為水平距離。
其中M為所測地形圖比例尺,N為轉(zhuǎn)角數(shù)
水平角、天頂距觀測應(yīng)嚴(yán)格按照表1-3執(zhí)行,重測水平角和垂直角,可只測半個(gè)測回,且必須變換度盤位置,避免水平角觀測達(dá)不到精度要求,方位角閉合差超限。垂直角觀測達(dá)不到精度要求,直接影響測距精度,使導(dǎo)線閉合超限。
三、應(yīng)采取的主要措施
1、對使用的儀器、腳架要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)、校正。全站儀也不能例外。不能忽略對光學(xué)對點(diǎn)器的檢校,要固緊基座螺絲和鐵插螺絲。
2、全站儀要在相對180°的2個(gè)讀數(shù)裝置上讀取水平角和垂直角,以消除度盤的偏心差。
3、不宜在霧天、雨天、大氣透明度差、目標(biāo)不清晰的天氣中觀測
4、正確地選擇的設(shè)置目標(biāo)。注意以下幾點(diǎn):
(1)架設(shè)棱鏡要能通視:作業(yè)時(shí)最好采用三聯(lián)腳架法進(jìn)行導(dǎo)線水平角觀測,以提高導(dǎo)線水平角觀測工效,減弱儀器對中誤差和目標(biāo)偏心對測角精度的影響,以提高方位角的推算精度。
(2)測導(dǎo)線水平角時(shí),導(dǎo)線點(diǎn)上架設(shè)棱鏡看不見,不用花桿做目標(biāo),而采用φ6的2.5m長而直的冷撥絲鋼筋桿做照準(zhǔn)目標(biāo)。照準(zhǔn)目標(biāo)時(shí)盡量照準(zhǔn)下部。
(3)當(dāng)導(dǎo)線點(diǎn)被高桿農(nóng)作物擋住視線,立1根冷拔絲桿仍看不見時(shí),應(yīng)將3根冷拔絲桿用細(xì)鐵絲綁在一起構(gòu)成三角架,中間插入0.5m,露出2m的1根冷拔絲桿,用細(xì)鐵絲與冷拔絲桿三角架綁緊,使其高度達(dá)4.5m,再在桿上端綁上紅白小測旗,即可作為照準(zhǔn)目標(biāo)用。
5、嚴(yán)格按照水利水電測量規(guī)范要求作業(yè)。測距導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求,應(yīng)符合表1有規(guī)定;天頂距觀測應(yīng)符合表3有關(guān)規(guī)定。當(dāng)觀測不符合要求時(shí),應(yīng)進(jìn)行重測,并應(yīng)遵守重測的有關(guān)規(guī)定。
6、改變測距時(shí)只測平距,不加任何改正的作業(yè)習(xí)慣,嚴(yán)格按照水利水電測量規(guī)范要求,對儀器所測的電磁波測距邊加氣象改正、加常數(shù)、乘常數(shù)改正后的斜距,才能斜改平運(yùn)算。
目前現(xiàn)有的測距儀、全站儀都有自動(dòng)氣象改正裝置或自動(dòng)氣象改正程序,只須根據(jù)實(shí)地測出的氣溫和氣壓,查出氣象因子,將其輸入儀器中由儀器自動(dòng)改正。儀器乘常數(shù)數(shù)值隨溫度等條件而變化,一般不宜加此改正。
斜距劃算為平距時(shí)可根據(jù)觀測高差進(jìn)行,也可根據(jù)觀測垂直角進(jìn)行。依照規(guī)范的規(guī)定,將觀測到的平距劃算到橢球面和高斯投影面上。
四、結(jié)束語
測距導(dǎo)線在作業(yè)時(shí),只要采取以上措施,并認(rèn)真按測量規(guī)范要求進(jìn)行作業(yè),不但能加快工作進(jìn)度,而且能獲得精度較高的測量成果。因此,測距導(dǎo)線一次測量成功是完全可以做到的。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】GPS定位;儀器檢驗(yàn);內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)整理;方位精度;基線;系統(tǒng)換算
前言
GPS定位技術(shù)廣泛用于大地基礎(chǔ)控制測量和地形,地籍等工程測量中,這已是不爭的事實(shí)。與傳統(tǒng)的三角,導(dǎo)線測量相比較,GPS測量省時(shí)省力,極大地提高了工作效率。同時(shí),GPS測量方位角在導(dǎo)線測量中的應(yīng)用,更是大大提高了導(dǎo)線測量的精度。
1.GPS測量技術(shù)淺析
1.1GPS儀器的檢驗(yàn)和校正
GPS接收機(jī)的質(zhì)量,直接影響著GPS的測量成果。在每次作業(yè)前,都必須對儀器嚴(yán)格檢驗(yàn)。目前,主要以國防科工委批準(zhǔn)的《全球定位系統(tǒng)(GPS)大地測量規(guī)范》和國家測繪局制定的《全球定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》為其檢驗(yàn)依據(jù)。根據(jù)這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn),GPS接收機(jī)需進(jìn)行如下檢驗(yàn):
(1)天線基座上的圓水準(zhǔn)器和光學(xué)對中器檢校
(2)零基線檢驗(yàn)
(3)天線相位中心偏差檢驗(yàn)
(4)儀器精度指標(biāo)檢驗(yàn)
(5)一般性檢驗(yàn)
(6)進(jìn)行測定短邊方位角的GPS接收機(jī)應(yīng)進(jìn)行匹配試驗(yàn),并與已知方位角比對,滿足精度要求才可用于作業(yè)。
一般來說,只要在高精度的基線場上對GPS儀器進(jìn)行了上述項(xiàng)目的檢驗(yàn),即可確保GPS接收機(jī)檢驗(yàn)結(jié)果的可靠性。
1.2設(shè)計(jì)測量方案
GPS測量方案設(shè)計(jì)的好壞,直接影響著野外測量成果的精度和測量的工作效率,因此在方案設(shè)計(jì)時(shí),一是要滿足測量精度設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求,同時(shí)應(yīng)盡量減少人力和物力的消耗,以提高工作效率。
了解GPS的測量特點(diǎn)及對測區(qū)周圍環(huán)境的要求,然后根據(jù)具體任務(wù)的要求來設(shè)計(jì)測量方案,容易較為合理。目前,GPS測量的方法主要有動(dòng)態(tài)測量,靜態(tài)測量,準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測量和快速靜態(tài)測量等。對于一般工程項(xiàng)目測量可根據(jù)任務(wù)情況合理利用快速靜態(tài),動(dòng)態(tài)測量,和準(zhǔn)動(dòng)態(tài)測量方法。而高精度定位測量則以靜態(tài)測量方法為主。但在一些觀測環(huán)境較好的測區(qū),適當(dāng)采取一些快速靜態(tài)定位的方法,可大大提高工作效率。在GPS工程測量中,一般采用國標(biāo),按D或E級網(wǎng)的技術(shù)指標(biāo)來進(jìn)行測量。但在觀測條件較差,植被較多的山區(qū),則應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,多增加觀測時(shí)段的長度,觀測時(shí)段的時(shí)段數(shù),以利于提高觀測成果的精度。
1.3測量外業(yè)
在進(jìn)行外業(yè)測量之前,首先要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求,到實(shí)地進(jìn)行選點(diǎn)和埋石。埋石時(shí),應(yīng)按規(guī)范的要求進(jìn)行埋設(shè),埋設(shè)完后把土踏實(shí),待標(biāo)石沉降完全穩(wěn)定后,再去進(jìn)行測量。在進(jìn)行選點(diǎn)埋石時(shí),還應(yīng)畫好點(diǎn)位周圍的環(huán)視圖,在利用專門的GPS衛(wèi)星預(yù)報(bào)軟件進(jìn)行衛(wèi)星預(yù)報(bào)的時(shí)候,應(yīng)充分考慮環(huán)視圖中障礙物的情況,并進(jìn)行多測站的GPS衛(wèi)星預(yù)報(bào),制定好同步觀測計(jì)劃。在山區(qū),由于各GPS觀測點(diǎn)的環(huán)境情況往往大不相同,如果不根據(jù)環(huán)視圖來進(jìn)行GPS衛(wèi)星的多站多星預(yù)報(bào),往往會(huì)出現(xiàn)各觀測時(shí)段成果差異很大,甚至出現(xiàn)返工現(xiàn)象。
1.4GPS內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理
(1)基線邊解算。在進(jìn)行GPS數(shù)據(jù)處理時(shí),如果同步環(huán)內(nèi)的基線邊長相差不大,可對一個(gè)同步環(huán)內(nèi)的所有基線使用同一運(yùn)行參數(shù)和解算模式采用批處理方式進(jìn)行解算。如果同步環(huán)內(nèi)基線邊長相差過大或某些觀測條件太差時(shí),就應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來分別處理,如可將邊長相差不大的基線邊放在一塊處理,對邊長相差太大或觀測條件不好的基線邊,則宜進(jìn)行單獨(dú)解算。
(2)數(shù)據(jù)檢核。進(jìn)行GPS測量數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理前,須對GPS測量成果的同步閉合環(huán),邊重復(fù)和獨(dú)立閉合環(huán)進(jìn)行檢驗(yàn),一般來說,對以上三項(xiàng)檢驗(yàn)采用坐標(biāo)閉合差的方法來進(jìn)行GPS控制網(wǎng)的檢驗(yàn)是正確的。然而,對于GPS工程方位網(wǎng)測量來說,坐標(biāo)閉合差并不能完全反映出方位邊的方位誤差是否超限,此時(shí)若改用方位閉合差的方法來進(jìn)行檢核,則能較為可靠地反映方位邊的誤差情況。因此,GPS方位測量中,應(yīng)采用方位閉合差的方法來檢驗(yàn)成果,并制定出相應(yīng)的GPS方位邊限差指標(biāo)。
(3)估算GPS點(diǎn)位精度。GPS測量中,一般反映GPS精度的指標(biāo)主要有兩個(gè),一個(gè)是平差后單位權(quán)中誤差差是否小于1;二是GPS邊的最大相對中誤差是否滿足規(guī)范要求。然而,對GPS網(wǎng)控制下的導(dǎo)線測量來說,它還需要有各GPS控制點(diǎn)的精度的估計(jì)資料,這樣才有利于對所測量的導(dǎo)線進(jìn)行精度估計(jì)。
(4)估算GPS方位精度。GPS基線方位不是直接測量出來的,而是利用基準(zhǔn)點(diǎn)的大地坐標(biāo)(B1,L1)和基線矢量坐標(biāo)(X12,Y12,Z12)按照公式式計(jì)算出基線的大地方位角A12,然后再利用基線分量的中誤差(mX12,My12,mZ12),根據(jù)相應(yīng)公式即可計(jì)算出GPS方位邊的中誤差。
2. GPS測量技術(shù)在導(dǎo)線測量中的應(yīng)用
GPS方位測量具有全天候作業(yè),測量速度快,成果精度高等優(yōu)點(diǎn)。如果將GPS方位角測量和電子經(jīng)緯儀導(dǎo)線測量相結(jié)合,必將大大發(fā)揮傳統(tǒng)導(dǎo)線測量的優(yōu)勢,提高精密工程控制網(wǎng)的建立效率。
2.1GPS方位角測量精度要求
在導(dǎo)線中加測方位角,目的是為控制導(dǎo)線折角觀測誤差的積累,以提高導(dǎo)線測量的精度。當(dāng)導(dǎo)線折角觀測較低時(shí),提高導(dǎo)線兩端已知方位角的精度對提高導(dǎo)線各邊方位角精度的作用并不明顯。因此,為防止測量粗差,提高作業(yè)效率,對于三,四等和一級導(dǎo)線測量,其GPS方位角的測量精度應(yīng)分別不低于1.4,2,和4。
2.2 GPS基本技術(shù)要求
(1)GPS方位邊長度。GPS方位角的精度與基線向量精度,測站位置,方位角及基線長度有關(guān)。一般可按下式估算:
mG為基線向量中誤差,D為基線長度。根據(jù)估算,對于三,四等和一級導(dǎo)線測量,測定GPS方位角的導(dǎo)線邊長度分別以大于1000米,600米,300米為宜。
(2)GPS方位觀測時(shí)間。GPS方位角測量方法主要有靜態(tài)相對定位法,交換天線法,模糊函數(shù)法等。根據(jù)靜態(tài)觀測法實(shí)踐證明,當(dāng)觀測時(shí)間不小于30分鐘時(shí),方位值基本趨于穩(wěn)定。并且觀測邊越長,所用時(shí)間也越長,但不是成正比關(guān)系。一般來說,對于長度在2公里以下的導(dǎo)線邊,GPS方位角測量應(yīng)觀測時(shí)段,一個(gè)時(shí)段最佳時(shí)間不少于30分鐘為宜。
(3)起算點(diǎn)坐標(biāo)聯(lián)測。起算點(diǎn)坐標(biāo)的變化對所測基線的影響,主要與基線長度密切相關(guān)。目前各等級GPS測量對起算點(diǎn)的精度要求,主要依據(jù)其測量等級而定。由式mAD=0.0124aX(mAD為起算點(diǎn)坐標(biāo)偏差對GPS方位角的影響,單位為秒,aX為起始點(diǎn)坐標(biāo)偏差,單位為米)可知,起算點(diǎn)坐標(biāo)偏差對GPS方位角的影響主要取決于起算點(diǎn)坐標(biāo)的精度,而與邊長無關(guān).根據(jù)相關(guān)資料分析表明,使用GPS廣播星歷觀測30分鐘可以獲得優(yōu)于35米的導(dǎo)航定位精度.若以此定位結(jié)果作為起算點(diǎn)的坐標(biāo),其偏差GPS方位角的影響不超過±4秒.因此,對于三等及以下等級導(dǎo)線中的GPS方位角測量,如果GPS接收機(jī)導(dǎo)航定位結(jié)果作為起算點(diǎn)在GPS采用坐標(biāo)系中的坐標(biāo),其坐標(biāo)偏差不會(huì)對GPS方位角的精度產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響.
結(jié)論:
GPS是一門新興的測量技術(shù)學(xué)科,主要應(yīng)用于全球定位,工程控制測量之中。隨著近年來RTK技術(shù)的發(fā)展成熟,GPS與RTK的配合使用,更將測量技術(shù)推向一個(gè)新的高度,無論在地籍測量,土地勘界及礦山測量等方面,都得到了更廣泛的應(yīng)用。
【參考文獻(xiàn)】
摘 要:根據(jù)地鐵盾構(gòu)施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),從傳統(tǒng)隧道貫通控制導(dǎo)線形式———支導(dǎo)線出發(fā),提出了3種不同的改進(jìn)測量方案,即:菱形布網(wǎng)、環(huán)形布網(wǎng)、矩形布網(wǎng),并利用數(shù)學(xué)扭曲法模擬數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)編程計(jì)算出4種方案的端點(diǎn)精度進(jìn)行對比分析,得出如下結(jié)論:(1)導(dǎo)線橫向誤差隨導(dǎo)線延伸成遞增趨勢,導(dǎo)線越長增加速度越快;(2)當(dāng)采用改進(jìn)方案時(shí),橫向精度明顯提高;(3)工作量,菱形法比支導(dǎo)線增加約136 6%,四邊形法比支導(dǎo)線增加約100%,環(huán)形導(dǎo)線法比支導(dǎo)線法增加約118 3%;(4)環(huán)形導(dǎo)線比支導(dǎo)線精度提高約35%,四邊形導(dǎo)線精度提高約53 4%,菱形導(dǎo)線法精度提高約44 2%。總之,四邊形法是最優(yōu)方案,建議在實(shí)踐中推廣使用。
關(guān)鍵詞:地下導(dǎo)線;點(diǎn)位誤差;主輔點(diǎn)法
地鐵盾構(gòu)導(dǎo)向測量中井下控制導(dǎo)線測量是導(dǎo)向測量的關(guān)鍵,常規(guī)做法是在井下布設(shè)邊長適當(dāng)?shù)闹?dǎo)線,為了減小支導(dǎo)線端點(diǎn)橫向誤差,常常采用減少導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角個(gè)數(shù)(加大導(dǎo)線邊長)的方法或者選擇若干導(dǎo)線邊采用陀螺經(jīng)緯儀測定其方位角[1-4],但由于目前國內(nèi)生產(chǎn)的陀螺儀定向誤差較大(一般一次定向中誤差±(15~20)″),測量費(fèi)時(shí),實(shí)際作業(yè)時(shí)常有意回避采用此法。因此,深入研究地下控制導(dǎo)線測量的布設(shè)方案、觀測技術(shù)并分析端點(diǎn)精度對指導(dǎo)盾構(gòu)導(dǎo)向有實(shí)際的意義。由于井下空間狹小,控制測量布設(shè)形式采用支導(dǎo)線方式,為了提高導(dǎo)線端點(diǎn)的精度,在不增加較多工作量的前提下,我們設(shè)計(jì)了幾種改進(jìn)的布設(shè)方式,即:環(huán)狀布網(wǎng)、菱形布網(wǎng)、矩形布網(wǎng)等,以期提高導(dǎo)線端點(diǎn)的精度。本文就上述幾種改進(jìn)的布設(shè)方案作一比較深入的探討。
1 布設(shè)方案
傳統(tǒng)的支導(dǎo)線布設(shè)方案(圖1)簡單,觀測工作量較少,布設(shè)靈活,但由于沒有多余觀測和其他約束條件,在實(shí)際工作中即使發(fā)生錯(cuò)誤也無法檢查,同時(shí)隨導(dǎo)線長度的增加,端點(diǎn)橫向誤差迅速增大[3-6]。導(dǎo)線端點(diǎn)橫向誤差為[3-4]: 式中:s為導(dǎo)線邊長;mβ為測角中誤差;n為支導(dǎo)線邊數(shù);ρ=206265。
【關(guān)鍵詞】導(dǎo)線測量 大型路橋工程 施工應(yīng)用
一、現(xiàn)代導(dǎo)線測量的重要性及發(fā)展趨勢
在現(xiàn)代橋梁的施工測量過程中,導(dǎo)線測量是其非常重要的環(huán)節(jié),其不但是質(zhì)量的管理的重要環(huán)節(jié),也同樣是安全管理不容忽視的環(huán)節(jié),由于導(dǎo)線測量失誤導(dǎo)致的安全事故發(fā)生的事件也較多,例如在上個(gè)世紀(jì)俄羅斯的克夫達(dá)敞開式橋梁,由于在導(dǎo)線測量環(huán)節(jié)上面的失誤,使整個(gè)橋梁上部構(gòu)造出現(xiàn)了嚴(yán)重的失衡,導(dǎo)致了橋梁的承載力不夠,最終導(dǎo)致整個(gè)橋梁發(fā)生倒塌,我國橋梁在建設(shè)的過程中也出現(xiàn)過類似的問題。
對于目前的導(dǎo)線測量而言,采用較為完善的技術(shù)是目前在技術(shù)管理過程中首要解決的問題,一方面能夠有效的縮短測量過程中的周期,另外一方面可以有效的降低測量過程中的成本,對于提高測量的質(zhì)量也有一定的促進(jìn)作用。針對國際大型橋梁的設(shè)計(jì)而言,在發(fā)展的過程中需要重視以下問題,首先針對大型橋梁的施工而言,目前不管是在施工還是在測量的過程中逐漸朝著信息化的管理方向發(fā)展,隨著我國精準(zhǔn)測量儀器及相應(yīng)軟件的提高,對于提高大型橋梁的精準(zhǔn)度控制有著非常大的幫助。其次針對大型橋梁的施工而言,逐漸從傳統(tǒng)的施工管理走向數(shù)字化的管理,導(dǎo)線測量也從傳統(tǒng)的低精度儀器測量及低效率的人工計(jì)算到現(xiàn)代的高精度自動(dòng)化儀器測量及成熟的高效率數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)現(xiàn)了高效的及高精度的轉(zhuǎn)換,測量技術(shù)也在一定程度上得到了長遠(yuǎn)的發(fā)展,隨著全球測量儀器和數(shù)據(jù)處理軟件制造企業(yè)的發(fā)展,測量工作將越來越趨向于高智能高精度及自動(dòng)化方向發(fā)展,因此測量工作的管理方法也在一定程度上變得越來越嚴(yán)格。作為路橋施工測量工作的重中之重導(dǎo)線測量,其測量工具和計(jì)算軟件也就成為了目前測量研究中的熱點(diǎn)。
二、導(dǎo)線測量與大型橋梁施工控制網(wǎng)
首先針對大型橋梁的導(dǎo)線測量而言,在控制測量的過程中采用的儀器,必須滿足大型橋梁施工的精度要求,長時(shí)測量的穩(wěn)定性要求,以及高效率操作等要求。一般采用1″及以上精度的測量儀器,儀器品牌多選用儀器較為穩(wěn)定操作較為簡便的徠卡系列儀器。
其次對于大型橋梁控制網(wǎng)的布置,在進(jìn)行控制網(wǎng)的選擇過程中需要注意以下幾個(gè)方面:
a,橋梁施工范圍較為狹長,尤其大型橋梁施工。在此狹長區(qū)域內(nèi),在整個(gè)施工階段,施工機(jī)械設(shè)備頻繁運(yùn)轉(zhuǎn),施工人員的活動(dòng)復(fù)雜。在控制點(diǎn)布設(shè)時(shí)要事先考慮到這些因素,避免在以后的施工中點(diǎn)位遭到破壞,或通視條件遭到破壞。
b,伴隨著橋梁從基礎(chǔ),下部構(gòu)造到上部構(gòu)造的整個(gè)施工過程中,控制點(diǎn)位的通視條件是在隨時(shí)變化的,在布設(shè)時(shí)要充分給予考慮,事先將設(shè)計(jì)圖紙中的橋梁構(gòu)造對比現(xiàn)場地形,進(jìn)行點(diǎn)位的布設(shè)。
c、對大型橋梁的點(diǎn)位布設(shè)而言,較為典型的布設(shè)方法是從周圍向中心進(jìn)行布設(shè),從而形成四角形的布設(shè)網(wǎng)。兩點(diǎn)連線作為控制網(wǎng)的一條邊。為了保證橋軸線和控制網(wǎng)之間的緊密,一般在布設(shè)的過程中都會(huì)對點(diǎn)進(jìn)行控制,兩個(gè)點(diǎn)是最常見的,第一個(gè)點(diǎn)是沿著橋梁合攏兩岸進(jìn)行軸線布點(diǎn),另外一個(gè)為橋頭,采用兩點(diǎn)進(jìn)行連線控制網(wǎng)的布設(shè)。
d、導(dǎo)線點(diǎn)的布設(shè)在實(shí)際的施工過程中,業(yè)主可能針對施工控制點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的限制,那么在進(jìn)行施工的過程中需要對測量進(jìn)行嚴(yán)格的加密。
在對控制網(wǎng)的選點(diǎn)之前,需要對施工的組織圖和施工的周圍環(huán)境進(jìn)行嚴(yán)格的審查,盡量的避開施工區(qū)和材料的堆放地區(qū)。對在控制點(diǎn)位置選擇過程中,也是有一定的要求,特別是橋梁工程由于周圍有水體,因此控制點(diǎn)在選擇時(shí)需要選擇土壤的質(zhì)量不松軟,地勢較高的位置,這樣能夠保證水體不會(huì)淹沒導(dǎo)線點(diǎn),導(dǎo)線點(diǎn)的長期保存性不是唯一需要考慮的要素,在進(jìn)行導(dǎo)線點(diǎn)的布設(shè)過程中需要考慮到施工的便捷性。
e、標(biāo)石埋設(shè):a.臨時(shí)性標(biāo)石,可用大于40cm,斷面4~5cm見方的木樁,將其打入到地下,基本保證與地面齊行,在木樁頂部頂圓頭小于3mm小釘作為標(biāo)志點(diǎn),若附近有較堅(jiān)固和適宜的混凝土構(gòu)造物,可直接在干擾較少的混凝土面打入圓頭小于3mm鋼釘,作為觀測點(diǎn)。B.永久性標(biāo)石,對于特大型橋梁而言,一般采用的工藝是現(xiàn)澆混凝土樁,或鋼筋混凝土樁,一般挖孔深大于70CM,孔直徑大于50cm,孔中部插入直徑10mm以上的螺紋鋼,長度適宜,頂部磨圓并刻畫小于1mm的十字以確定精準(zhǔn)的位置,并露出混凝土面約20mm,在干擾較多的區(qū)域也可在插入的鋼筋周圍焊接簡單的鋼筋骨架,再澆入混凝土。
三、高度重視導(dǎo)線測量精度管理和質(zhì)量控制要點(diǎn)
隨著我國目前在大型橋梁建設(shè)中,導(dǎo)線測量已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)管理精細(xì)化,以及信息集成化,在導(dǎo)線測量中,測量企業(yè)目前緊跟著國外發(fā)展的動(dòng)態(tài),將導(dǎo)線測量的精度管理是作為企業(yè)提升自身企業(yè)競爭力中最為核心的競爭手段。隨著我國更多的企業(yè)對于導(dǎo)線測量的總量和規(guī)模進(jìn)一步的擴(kuò)大,越來越多的企業(yè)將對施工導(dǎo)線測量精度管理作為現(xiàn)代導(dǎo)線管理測量的核心。
1、在大型橋梁控制測量的實(shí)施過程中,施測人員和企業(yè)必須具備相應(yīng)的資質(zhì)和經(jīng)驗(yàn),堅(jiān)決不允許使用沒有測量證書的人員和測量資質(zhì)的企業(yè)。在聘用之前可先進(jìn)行一段控制網(wǎng)的試測,將測量成果進(jìn)行審核,測量成果通過了方可錄用。
2、不管是使用自己的測量人員還是聘請第三方企業(yè),其控制測量方案必須和其他大型的施工方案同等對待,在施工以前報(bào)請上級單位或權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行審核。
3、在施測過程中,除監(jiān)理單位全程跟蹤復(fù)核外,施工單位也必須派企業(yè)內(nèi)部測量專業(yè)人員或第三方企業(yè)進(jìn)行全程跟蹤和復(fù)核。
4、在施測完成后,對施測成果進(jìn)行兩方面復(fù)核,一方面是測量成果的書面復(fù)核,主要從導(dǎo)線網(wǎng)的等級,精度,計(jì)算過程幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算復(fù)核。另一個(gè)方面就是測量成果的現(xiàn)場復(fù)核,在橋梁施工之前,施工單位的專業(yè)測量人員對導(dǎo)線網(wǎng)的平面坐標(biāo)及高程進(jìn)行全線及相鄰單位的閉合測量。
5、在橋梁施工過程中,如果控制點(diǎn)使用較多,有可能遭受到破壞,以及位置有可能發(fā)生改變,如果出現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象,就需要及時(shí)讓原控制網(wǎng)施測人員進(jìn)行重復(fù)的測量。對于重復(fù)測量的結(jié)果需要進(jìn)行及時(shí)的審核,然后決定這些點(diǎn)是否采用。在大型路橋的施工過程中,可以將施工分為幾個(gè)階段,相鄰施工段需要相互的復(fù)測。在施工中應(yīng)使用相同的控制點(diǎn)和測量數(shù)據(jù),這樣才能保證施工標(biāo)段之間的銜接能夠測量精確。
6、在導(dǎo)線網(wǎng)使用超過一年,或出現(xiàn)嚴(yán)重的自然災(zāi)害時(shí),需要再進(jìn)行一次全線的導(dǎo)線測量,施測過程和要求第一次測量相同。
四、結(jié)束語
綜上所述,導(dǎo)線測量是確保橋梁施工順利進(jìn)行的非常重要的環(huán)節(jié),尤其是對于大型橋梁工程施工,鑒于目前測量市場混亂,測量人員素質(zhì)不高,施工企業(yè)對測量工作不夠重視等情況。筆者希望以此文引起施工單位及相關(guān)單位足夠的重視,以保障工程施工的質(zhì)量和安全。
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