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.     

磁悬浮陀螺全站仪定向成果质量控制方法

从磁悬浮陀螺全站仪定向原理与定向测量过程出发,对磁悬浮陀螺全站仪定向成果质量控制进行研究。测量前,首先对磁悬浮陀螺全站仪进行检定及重复性精度观测,确保仪器自身稳定可靠;其次在测量过程中比较陀螺定向成果常数边与检核边,并检核洞内对向边的观测质量;最后进行测量成果检核。以秦岭引汉济渭输水隧洞5号～7号支洞为例,采用磁悬浮陀螺全站仪定向成果质量控制的方法,陀螺定向中误差为2. 5″,定向边方位误差为1. 4″,再利用加测陀螺边的方法对地下导线方位角加以改正,较好地控制了导线测量误差累积,保证了引汉济渭输水隧洞5号～7号支洞的顺利贯通。     

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。     

浏阳河隧道3~#竖井陀螺定向联系测量技术

研究目的:武广客运专线浏阳河隧道3#竖井深约51.03 m,承担约1.5 km的施工任务,要实现两端分别与斜井和出口贯通,测量精度要求高,且井口小,采用一井定向、两井定向联系测量等方法精度低且施作困难。为确保武广客运专线顺利贯通,根据所处的地理环境和井身结构特点,应研究确定竖井联系测量方案,在保证精度的前提下,确保施工的顺利进行。研究结论:经研究比选,决定采用铅锤仪和陀螺经纬仪联合定向法进行测量。阐述了该方法的测量原理和实施步骤,陀螺定向测量次数不应少于3次,在进行陀螺定向测量之前必须对地面控制网进行闭合测量,同时需在地面选择一已知边,使用陀螺仪测量其陀螺方位角,与其反算方位角进行比较,并检验测量精度。通过贯通后测量结果验证,测量精度满足客运专线长大断面隧道施工要求。     

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...     

复杂小空间两井定向联系测量方案研究

复杂小空间下的联系测量准确性是地铁隧道顺利贯通的关键。以广州市轨道交通14号线支线工程某盾构隧道为研究对象,盾构区间中部设有盾构井,盾构井长约40 m,受盾构机等设施影响,相较于一般车站始发井,盾构井具有空间小、环境复杂、测量条件差等特点。在复杂小空间盾构井中,采用两井定向联系测量方案进行坐标和方位角传递工作,当盾构掘进至150 m后,通过重新布设控制点、增长基线边长度、设置导线结点网、采用强制对中装置、增加复核点等系列措施,提高测量精度、减少测量误差,指导隧道正确施工。施工完成后,隧道最大横向贯通误差为46.0 mm,横向贯通限差为±100.0 mm,贯通测量成果良好。     

超长铁路隧道洞内平面控制网横向贯通误差仿真计算分析与应用

当前在建某高原铁路全线有17座20 km以上超长隧道，但我国尚未正式公布超长铁路隧道测量的相关规范要求，仅在某暂行规范中制定了20～25 km的超长隧道横向贯通误差的相关限差。为验证暂行规范中限差的合理性并对长度超过20 km的超长铁路隧道洞内横向贯通中误差的限差提出推荐值，设计进行仿真计算实验。模拟计算3种常用平面控制测量网下各20组20～44 km范围内7种长度的超长隧道在观测精度分别为隧道二等和平面二等精度时的洞内横向贯通中误差，得到以下成果：(1)给出两种不同观测精度下洞内横向贯通中误差的分布情况和限差推荐值；(2)观测精度为平面二等精度时，暂行规范中洞内横向贯通中误差的限差值偏大，且随着隧道长度增加，自由测站边角交会网精度最优；(3)观测精度为隧道二等精度时，暂行规范中隧道洞内横向贯通中误差的限差值偏小，且交叉导线网精度最优。     

方斗山特长曲线隧道横向贯通误差预计分析

依据方斗山隧道洞外控制测量设计,对方斗山特长曲线隧道横向贯通误差的估算方法进行了讨论,并运用AutoCAD线路程序软件预计了隧道的横向贯通误差。通过误差因素影响分析,得出提高特长曲线隧道横向贯通精度的几点措施。     

导线加测陀螺边进行隧道控制的进一步研究

本文按照测量平差的理论，严格推证了地表，地下单志线加测陀螺边对横向贯通精度增益的计算，公式，并得到了计算机上解算的简化，实用算式，利用该算式容易求出陀螺边的最佳配置及其横向贯通的严密估算结果，它对于地表，地下导线加测陀螺边进行隧道控制的设计和计算具有较大的参考价值。     

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.     

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。     

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。     

武夷山特长隧道横向贯通误差浅析

结合武夷山特长隧道施工控制测量,分别从基准面选取、隧道施工控制网与线路控制网匹配方法、洞内导线网平差方法以及斜井段导线边测量精度等几个方面,详细分析了隧道横向贯通误差偏大的原因,并进行了计算验证。     

高铁隧道平面控制网横向贯通误差仿真研究

构建附合单导线、导线环网、交叉导线网和自由测站边角交会网等4种常见的高铁隧道洞内仿真平面控制网,利用精度估算的方法计算这4种网型在9种不同隧道长度情况下的横向贯通中误差;基于Box-Muller算法为仿真控制网添加随机误差,利用稀疏矩阵行列压缩技术对附加随机误差的控制网进行快速严密平差计算,从而完成4种隧道洞内平面控制网横向贯通误差的仿真计算工作。计算结果表明自由测站边角交会网的横向摆动相对较小,可以替代传统的洞内导线网;证明隧道洞内平面控制网的横向摆动服从正态分布,适当增加测量次数,可提高隧道的横向贯通精度,对确保长大隧道正确贯通具有参考意义。     

渤海海底隧道贯通误差估算及控制网精度设计

研究目的:为了研究渤海海峡海底特长隧道施工控制测量对施工贯通的影响,针对设计方案中最长贯通距离的海底特长隧道进行贯通误差估算分析,并根据贯通误差对施工控制网精度进行设计。研究结论:(1)影响隧道贯通误差有洞外GPS控制测量、洞内导线测量、洞外跨海高程传递和洞内水准测量四个方面,其中洞内导线控制测量和洞外跨海高程传递测量精度对贯通误差影响更为显著;(2)提出了渤海海峡海底最长开挖长度贯通面间的贯通误差限差和洞内外平面、高程控制网精度建议方案;(3)就目前的测量手段、方法和测量精度,对于渤海海峡海底特长隧道的开挖贯通在测量技术上是可行的,贯通误差是可控的;(4)研究成果对渤海海峡铁路通道海底隧道及类似工程施工控制测量的技术方案制定及实施具有参考价值。     

铁路特长隧道横向贯通误差允许值的确定

针对20 km及以上特长隧道横向贯通误差问题,在传统隧道贯通误差预计方法的基础上,研究并提出适合特长隧道横向贯通误差预计的新方法。研究特长隧道的贯通精度预计数学模型和模拟计算方法,编制数据处理软件并对特长隧道洞外、洞内控制测量误差所引起的隧道贯通误差进行计算,通过计算,建议性地提出20 km及以上特长隧道横向贯通误差允许值。     

隧道横向贯通测量误差调整方法浅议

隧道贯通误差对隧道的顺利贯通有重要影响.《工程测量规范》对不同长度隧道的横向贯通误差有相应的规定.若误差在允许范围内,则采用常规方法处理;若超出,则要采用合理的方法予以调整.本文以某隧道施工为例,测定了贯通误差的大小,并针对该误差的大小设计了两种误差调整方法,即折线法和对称圆曲线法.通过比较得出:横向贯通误差较大时,适合采用对称圆曲线法予以调整;误差较小时,适合采用折线法予以调整.本隧道采用对称圆曲线法取得了良好的效果.     

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。     

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。     

基于三维激光扫描的铁路隧道净空断面测量

在铁路隧道的相向施工方案中,受隧道控制网精度、测量仪器、测量方法及自然环境因素的影响,不可避免地会产生贯通误差,为解决贯通误差对隧道限界的影响问题,结合工程案例,研究利用三维激光扫描技术进行隧道净空断面几何形态测量,并通过隧道中线调整来实现消除贯通误差的方法,并从如何高效准确获得整个隧道的点云数据,以及如何快速提取净空...