磁悬浮陀螺全站仪在高速铁路隧道定向测量中的应用

广深港高速铁路,对于改善深港交通状态、促进地区繁荣具有重要意义.针对广深港高速铁路地下隧道工程贯通距离长、精度要求高等特点,先后在广深港狮子洋隧道、益田路隧道及深港隧道等采用GAT精密磁悬浮陀螺全站仪对测量导线进行检核、修正,取得了良好的定向测量和贯通效果.简述了GAT精密磁悬浮陀螺全站仪原理和技术优势,以深港隧道皇岗公园竖井至米埔竖井段为例,总结了该仪器外业操作、数据采集、成果计算、精度评定等方法要点,分析了数据质量、可靠性指标、作业效率及仪器常数稳定性,给出了GAT磁悬浮陀螺全站仪仪器常数测定中误差为±2.6”、隧道导线边定向中误差为±2.3”,总体定向精度优于3.5”.应用结果表明:GAT精密磁悬浮陀螺全站仪精度高、操作方便、实用性强、稳定性好,应用于高速铁路隧道定向测量(特别是困难条件下竖井间定向测量)能够确保高速铁路隧道的高精度贯通.     

高精度陀螺全站仪在长大铁路隧道CPⅡ平面控制网分段建网测量中的应用

为了确保隧道贯通前CPⅡ分段建网的精度,保障隧道的顺利施工,以格库铁路阿尔金山隧道为工程背景,采用高精度陀螺全站仪对洞内CPⅡ平面控制网加测多条陀螺边,并提出了陀螺定向精度观测精度内检核、多条陀螺边定向复核的方法,对陀螺定向边位置的选择、陀螺方位角观测中误差、陀螺方位角观测值的应用区间进行探讨。应用高精度陀螺定向成果对比分析洞内CPⅡ分段控制网成果,从理论上探讨了加测陀螺边对CPⅡ控制网贯通预计精度的影响,解决了隧道贯通前CPⅡ平面控制网精度无法验证的问题,确保了CPⅡ分段建网的精度,总结出一套高精度陀螺全站仪在长大铁路隧道CPⅡ平面控制网分段建网测量中的应用方法,其中包括陀螺定向边间距约2 km、陀螺定向边采用对向观测、每测站数不小于4测回且观测方向平均测角中误差应小于仪器精度(3.6″)、依据陀螺观测计算方位角与导线推算方位角较差值并将成果应用划为三个应用区间、依据陀螺定向观测精度变换权重降低贯通预计值、优化约束平差计算方案等。     

高精度陀螺仪在超长铁路隧道贯通误差预计中的应用研究

为了提高超长铁路隧道横向贯通精度,为后续铁路隧道贯通测量提供经验,依托西秦岭超长铁路隧道(长28. 8 km)贯通测量项目,采用磁悬浮陀螺定向技术进行隧道贯通测量方案设计。高精度磁悬浮陀螺仪可全天时、全天候进行隧道内定向测量,选择陀螺定向边最优位置并进行隧道内陀螺定向测量后,将陀螺定向与全站仪实测得到的导线边方位角进行整合;利用横向贯通误差公式计算其横向贯通误差,陀螺定向应用于隧道贯通测量中的横向贯通误差为0. 071 m,贯通精度明显优于允许误差0. 16 m;说明隧道贯通测量方案设计合理,贯通精度优良。     

引汉济渭工程TBM卡机脱困技术

介绍了引汉济渭秦岭输水隧洞岭北工程TBM穿越断层破碎带时刀盘和护盾被卡,采用小导洞结合反向大管棚施工技术帮助TBM完成脱困,以及在卡机处理过程中使用的超前地质探测方法和支护安全监测方法,对今后类似事故的处理具有一定的借鉴意义。     

引汉济渭工程输水隧洞施工废水处理工艺研究

研究目的:本文对秦岭输水隧洞施工废水进行了水质分析,主要污染物的组成内容,对施工废水处理性进行了评价,本工程针对这一问题进行调查研究和方案设计,对引汉济渭工程越岭段隧洞施工过程中所产生的废水进入西安集中饮用水源地而引起的水质污染问题,在对废水水质监测及水量进行科学预测的前提下,采用切实可行的、高效经济的废水处理技术方案及工艺流程,在引汉济渭工程的顺利实施的同时保障西安集中供水水源的水质安全。研究结论:(1)秦岭隧洞施工废水水质属于无机悬浮污染型水质,有机污染浓度较低;(2)6号支洞正常情况下每日平均废水量约为17 867 m3/d,最大水量为35 734 m3/d;7号支洞正常情况下每日平均废水量约为7 826 m3/d,最大水量为15 730 m3/d;(3)针对秦岭隧洞施工废水水质特点,提出以"混凝+沉淀+过滤+吸附"为核心的处理工艺,处理后水质能满足《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅱ类水体指标;(4)秦岭隧洞施工废水以"混凝+沉淀+过滤+吸附"为核心的处理工艺的研究成果,适应于公路、铁路隧道施工废水综合处理。     

AFS自动陀螺快速定位定向系统在地铁建设中的应用

中铁十六局集团在广州和深圳的某地铁项目中采用了全站仪定向导线为盾构机提供安装基准 ,在隧道内敷设强制对中精密控制导线 ,不断跟踪校核盾构机自动导向系统工作站点的坐标 ,克服了管片旋转的不利影响 ,还用新型AFS自动陀螺快速定位定向系统检核精密控制导线 ,保证了大口径盾构掘进的精确贯通。     

陀螺定向测量在广州地铁鱼大区间的应用与研究

介绍广州地铁鱼大盾构区间地下导线测量与贯通误差测量结果,证实利用陀螺方位进行地下导线定向,提高了地下导线的可靠性,显著降低了贯通误差.进一步对测量数据进行研究分析与仿真计算,得出为使贯通误差最小,直伸导线加测陀螺方位边的最佳位置是在导线的2/3处左右.曲边导线则在4/5处左右的结果.     

陀螺全站仪在复杂山区特长隧道定向中的应用研究

为解决复杂艰难山区特长隧道陀螺定向测量作业时仪器搬运难度大、劳动强度高等难题,对传统陀螺定向作业和计算方法进行优化.外业采用自由设站法,在待测边一定范围内任意位置设站,分别对两个控制点进行陀螺定向测量和边角测量;内业中,计算陀螺方位角和坐标方位角并进行精度评定,依据地下陀螺边和导线边方位中误差取权,并将加权平均值融入导...     

港珠澳大桥沉管隧道贯通测量方法

为了满足港珠澳大桥沉管隧道贯通测量的精度要求,管节在预制场制造完成后,标定其测量数据及坐标系转换参数,并计算管节沉放后的贯通特征点坐标。洞外定向边按照公路二等GPS观测,洞内导线网采用双车道双导线法,高程采用水准法引测至洞内贯通控制点。在贯通控制点设站,测量已沉管节贯通点GL1、GL8,以及管节首尾端姿态点L1、R1、L2、R2的三维坐标,并与贯通特征点标定成果进行比对。研究表明,估算洞内、洞外控制测量总横向贯通中误差为26. 4 mm,实测E24管节首端轴线偏北41. 7 mm(满足轴线偏差±100 mm要求),管节轴线、高程、坡度及姿态满足沉管隧道贯通测量精度要求。     

引汉济渭秦岭隧洞5号洞主洞段岩爆时空分布特征研究

以引汉济渭秦岭隧洞5号洞主洞段为工程背景,对半年内现场岩爆的统计资料进行整理分析,并结合微震监测技术探究了岩爆的时空分布特征,研究结果表明:岩爆的轴向和横断面分布特征受地应力影响作用较大,岩爆发生后,24 h内应力调整比较剧烈,调整时间一般为5 d。微震监测系统分析研究结果可以很好地解释现场实际岩爆的孕育规律和时空分布特征。此次岩爆时空分布特征的研究与现场岩爆贴合程度较高,可以为现场安全提供参考。     

TBM液压系统的隐形因素探讨

影响掘进机施工效率的因素很多,隐形因素往往是看不见的抽象因素。结合陕西省引汉济渭秦岭输水隧洞岭北段使用的海瑞克S-795掘进机工厂监造、预组装、调试等实际情况,对掘进机的液压系统的隐形因素进行收集、分析和总结,有助于提高掘进机的利用效率,以期对为以后掘进机洞内组装、调试、掘进施工提供借鉴和指导意义。     

对两井定向平差计算方法及其准确度的探讨

对现有文献关于两井定向内业计算的"扭转法"与"边条件法"进行了研究,发现了这些方法的平差成果与实测精度评定结果不可靠的原因。为此,提出采用附有虚拟观测值(虚拟定向角)的"虚拟权法"来合理消除井下连接导线测量误差所产生的纵、横向坐标闭合差,当井下曲折形导线的量边误差对两井定向精度的影响较大时,"虚拟权法"能够显著地提高两井定向解算成果的准确度;最后采用两井定向与陀螺定向的实例验证了"虚拟权法"平差成果与实测精度的可靠性。本文的结论对于提高矿山井下重大贯穿工程测量误差预计的可靠性和工程质量有较大的实用价值。     

隧洞洞内控制测量及质量控制探讨

对隧洞工程的开挖,洞内控制测量精度的高低直接影响隧洞的贯通精度,为保证隧洞在允许精度内贯通,要对洞内控制测量进行设计,在未贯通前对已施测的测量成果进行相应的精度估算,为保证相应的控制测量精度还要采取相应的测量方案。基于以上考虑,本文探析为保证隧洞贯通精度而进行的洞内控制测量设计、精度估算及提高贯通精度的测量方法。在此基础上,通过对隧道的误差分析,提出了在隧道控制测量过程中利用质量控制提高导线控制网精度的的方法,以提高隧道的贯通精度。     

东秦岭特长隧道出口段洞内控制测量

介绍东秦岭特长隧道洞内通过采用平行导坑交叉导线为主控网 ,正洞与主控网联测 ,应用三联脚架法、调焦工测法测角来提高短边引测方位角的精度 ,指导正洞出口段施工的控制测量     

隧道洞内平面控制网形与数据处理方法实验研究

建立地面实验网,用GNSS测量结果作为参考值,对交叉导线网、横控交叉网、菱形交叉网和中间自由测站点对网等网形进行同步实测,对各种网形就距离定权、距离角度方差估计、常规平差与稳健估计、加入不同精度的陀螺方位等进行测试计算,分析不同方法与处理参数对控制网横向贯通误差的影响。为提高隧道洞内平面控制网的贯通精度及可靠性,应尽量减少旁折光的影响,宜采用交叉导线网或中间自由测站的边角交会网形;有条件时应测量高精度的陀螺方位边,采用边角匹配抗差平差方法处理控制网数据。     

下穿运营线路的黄土塬盾构隧道的施工风险与对策

以位于黄土塬区的引汉济渭二期工程南干线引水隧洞为依托,探讨分析了黄土塬地区盾构引水隧洞下穿高速公路路基段和运营线路造成的地层扰动影响,在此基础上提出加强注浆、地层预加固、控制盾构土仓压力及出土量等措施以减少地层不均匀沉降的施工风险;针对盾构掘进穿越黄土塬区地层时,由于地下水位高,砂土渗透性强导致掘进困难,每环掘进漏泥多,清理时间长,盾尾涌水及螺旋出土机喷涌现象频繁发生的问题,研究了盾构喷涌的形成机理,据此制定了渣土改良、盾构掘进参数优化等防喷涌的施工对策;形成了针对黄土塬区盾构法引水隧洞下穿运营线路的施工风险分析与对策,为现场作业和相似工程提供施工指导。     

铁路工程GPS-CPI控制网的数据处理与精度分析

以德大新建铁路工程GPS-CPI控制网实测数据为基础,研究GPS-CPI工程控制网的数据处理方法;基于TGO软件按观测时段实现基线处理与质量检核,采用CosaGPS软件实现网平差处理及精度分析。通过对整网的数值分析,结果表明:铁路工程GPS-CPI控制网中,各CPI控制点的平面点位精度在x方向上优于0.75 cm,y方向上优于0.70 cm,点位精度优于0.90 cm;基线方位角中误差优于0.94″,约束平差后的最弱边长相对精度为3.60×10-6,取得了满意结果。     

高速铁路控制网测量三个技术指标的探讨和分析

高速铁路控制网测量有3个非常重要的技术指标:GNSS二次复测与第一次复测较差判别指标、隧道洞外GNSS坐标反算与全站仪实测角度较差的限差判别指标、GNSS坐标反算与全站仪实测并经过投影改正后的距离较差的限差判别指标,但这3个技术指标在《高速铁路工程测量规范》(TB10601—2009)中并未作明确规定。大量实测数据表明,GNSS二次复测与第一测复测坐标较差在5mm内是可被接受的。根据GNSS和全站仪两种不同测量方式的先验中误差,并按照误差传播定律进行公式推导,提出GNSS坐标反算的角度、距离值与全站仪实测结果较差限差的计算公式。通过较差限差公式,可以较为直观地判别GNSS和全站仪两种不同测量方式的结果是否互相吻合。     

高速铁路超长隧道洞内CP Ⅱ测量方法研究

研究目的:控制横向贯通误差,保证隧道准确贯通是隧道控制测量的主要目的。目前洞外GPS网所引起的横向贯通误差已大为减小,对隧道贯通起着决定性作用的是洞内控制测量的方法和精度。隧道洞内CP Ⅱ平面控制测量多采用导线形式,多余观测量少,图形强度低,横向摆动大,建网费用高且制约工期。针对上述问题,本文提出一种基于自由测站边角交会网的CP Ⅱ测量及其数据处理的方法,并对建网方案、测量方法、精度控制及平差计算进行设计和研究。研究结论:(1)本文提出的高速铁路超长隧道洞内CP Ⅱ测量方法可提高控制测量的精度和效率,控制点采用强制对中标志,可消除对中误差,可永久保留;(2)该方法在某高速铁路上进行了现场试验,对比验证了技术设计和研究的可行性,测量成果满足隧道二等的精度要求;(3)该研究成果可用于高速铁路超长隧道施工控制,对现有规范的修改、补充和完善具有一定的参考价值。     

基于空间自由设站连续传递法的地铁隧道控制测量新方法

针对目前地铁隧道地下导线网布设形式易受旁折光影响、控制点使用困难和横向贯通误差大等问题,提出一种基于空间自由设站连续传递法的地铁隧道控制测量新方法,将稳健抗差估计理论和方差分量估计理论综合用于设站点三维坐标复合迭代高精度定权,结合IGGIII权函数推导地铁隧道Helmert空间自由设站间接平差数学模型及其线性化误差方程的严密公式。地面1︰1模拟试验表明:所提方法的数学模型可以合理确定三类观测值的权比,同时能够抵抗导线点受施工环境影响所含的数据粗差对解算结果的影响;与全导线网、交叉导线网、棱形导线网对比,新方法横向贯通精度高、网形强度强,是一种更为有效实用的地铁隧道洞内控制测量方法,已在西安地铁6号线丈八四路站至丈八一路站区间隧道工程中推广应用。