专利名称：长距离顶管轴线测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及顶管轴线测量系统。
背景技术：
顶管顶进轴线误差直接影响地表沉降与进洞姿态，而且在顶进中误差累计到一定 程度，必然会影响管道的整体姿态，甚至不能保证顺利进洞。控制管道轴线的偏转、偏移是 顶管施工的难点之一，为保证顶进管道轴线施工质量要求，必须在管道顶进过程中实时跟 踪测量。常用的做法是采用经纬仪对激光接收装置进行跟踪测量，这种测量方法在300m以 内能保证测量的准确度，同时激光接收装置的上下、左右偏转对测量准确度会产生影响。但 在一些工程中，最大顶距超过1000m，所以必须采用新的测量手段，控制测量精度，保证施工 质量。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种长距离顶管轴线测量系统，长距离指300m以上 的距离。一种长距离顶管轴线测量系统，其特点是，包括前300m测量系统和300m后测量系 统，所述前300m测量系统包括激光经纬仪和设置在机头前壳体上的光靶，激光经纬仪的激 光束方向为顶管轴线的设计方向，光靶设置在机头前壳体的中心，所述300m后测量系统包 括在B点设置的全站仪，在A点设置的后视点架棱镜，在C点设置的棱镜，设A点的坐标为 (0、0、Ha)，B点的坐标为(L、0、Hb)，其中Ha为A点的高程，Hb为B点的高程，L为A、B点的 距离且大于或等于100m，则C点的坐标为(L’、a、Hc)，L’为A、C点距离，α为在设计轴线 上的偏差值，H。为C点的高程，该全站仪、在A点设置的后视点架棱镜、在C点设置的棱镜构 成测量L’、α的测量系统。所述的长距离顶管轴线测量系统，其特点是，所述光靶包括激光接收靶和配重件， 激光接收靶和配重件位于杆件的两端部，该杆件可自由转动地设置在顶管机头上，并且以 顶管机头的轴心线为转动中心线。本实用新型的有益效果是传统的光学仪器在管道内受到施工环境，如粉尘、温度、湿度等的影响，光线在传 播过程中，光点会发生偏差与模糊放大等现象，难以保证300m以上的顶管施工顶进轴线的 控制，为克服上述困难，保证测量数据的准确性，本实用新型由前300m测量系统和300m后 系统构成，从而可分两步进行量测前300m顶管施工采用激光经纬仪测轴线，300m后的顶 管施工采用全站仪测轴线，从而减少环境、距离等对测量误差的影响，实现长距离顶管轴线 的准确测量。
图1是自动摆针光靶的结构示意图。[0009]图2是激光接收靶靶面放大示意图。图3是前300m测量系统的构造图。图4是确定后300m测量系统的安装位置的示意图。图5是后300m测量系统的构造图。图6是后300m测量系统的测量原理图。
具体实施方式
如图1和图2所示，在顶管机头4壳体上安装了杆件2，杆件2的转动中心21为顶 管机头的中心轴线，在杆件2的上、下端部分别安装了激光接收靶3和配重件1，因此，在机 头发生任何方向的旋转时，杆件2不会随着机头的旋转而运动，而激光接收靶3始终可以居 于机头轴线正上方保持不变，并和轴线始终一致，激光接收靶3与机头前壳体平行，保证了 接收激光的灵活可靠，便于测量的连贯性，结合使用坡度板量测顶管机头的旋转角，便可以 容易地掌握机头的实时姿态，从而采取调整措施。如图3所示，前300m测量系统在工作井6内管道顶进轴线方向上架设一台激光经 纬仪5，并激光经纬仪5底座平台与工作井底板单独连接，除此之外不能与其它任何设备有 接触，以免其它设备的震动或移动导致底座平台的震动，否则会间接导致激光经纬仪的不 稳定，从而导致测量数据的不准确；激光经纬仪5发出一束与管道设计轴线和管道坡度一致的激光61，并投射到机头 光靶3上形成光点，光点与光靶中心的距离(水平方向与垂直方向)即反映出顶管机头实 际轴线与设计轴线的偏差。由于机头和管节在顶进时都在不断向前移动，这束激光61在机头和管节移动的 同时是稳稳的跟踪测量光靶3，这样在顶进过程中可以在光靶上直观的看出机头的前进方 向是否按照管道设计轴线和坡度挺进，若发现有偏差机头操作人员可以及时依据测量光靶 上的偏差数据来进行反向纠偏。如图4和图5所示，用架设在工作井6内的激光经纬仪95在有效激光发射范围内 用激光在管内底部投放两点分别为A、B，A、B两点间距离为L(选点时距离不能少于100m)， 用钢卷尺量出机头和第一节管节连接处管内底的中心线位置C点，A、B、C点的高程可以以 E点高程基础确定，例如按同上方法在顶进管道洞口处量出管内底中心线位置E点，E点高 程为管道进洞图纸设计高程，用水准仪92、91在管道内相对E点的基础上分别测量出A、B 两点的高程Ha、Hb。同时参照图6，后300m测量系统在管道内B点上架设全站仪93，A点上架设后视点 架棱镜94，C点架设棱镜92，首先用全站仪93测量出A、B两点间的距离为L，假定坐标系， 设A点为原点，管道的顶进方向为X轴，顶进方向偏差为Y轴，A点坐标为(0、0、ΗΑ)，Β点坐 标为(L、0、HB)，A点为后视点架棱镜，测量出C点坐标为(L’、a、Hc)，可以得出L’为A、C两 点间的距离，α为C点在设计轴线上的偏差值，Hc为C点相对E点的测量高程值。按照Ε、 C两点间的距离根据管道设计坡度确定出C点相对于E点的设计高程hc，根据H。和he相 比较可以得知C点高程的偏差值。
权利要求1.长距离顶管轴线测量系统，其特征在于，包括前300m测量系统和300m后测量系统， 所述前300m测量系统包括激光经纬仪和设置在机头前壳体上的光靶，激光经纬仪的激光 束方向为顶管轴线的设计方向，光靶设置在机头前壳体的中心，所述300m后测量系统包括 在B点设置的全站仪，在A点设置的后视点架棱镜，在C点设置的棱镜，设A点的坐标为(0、 0、Ha)，B点的坐标为(L、0、Hb)，其中Ha为A点的高程，Hb为B点的高程，L为A、B点的距离 且大于或等于100m，则C点的坐标为(L’、a、Hc)，L’为A、C点距离，α为在设计轴线上的 偏差值，H。为C点的高程，该全站仪、在A点设置的后视点架棱镜、在C点设置的棱镜构成测 量L’、α的测量系统。
2.如权利要求1所述的长距离顶管轴线测量系统，其特征在于，所述光靶包括激光接 收靶和配重件，激光接收靶和配重件位于杆件的两端部，该杆件可自由转动地设置在顶管 机头上，并且以顶管机头的轴心线为转动中心线。
专利摘要长距离顶管轴线测量系统，包括前300m测量系统和300m后测量系统，所述前300m测量系统包括激光经纬仪和设置在机头前壳体上的光靶，激光经纬仪的激光束方向为顶管轴线的设计方向，光靶设置在机头前壳体的中心，所述300m后测量系统包括在B点设置的全站仪，在A点设置的后视点架棱镜，在C点设置的棱镜，设A点的坐标为(0、0、HA)，B点的坐标为(L、0、HB)，其中HA为A点的高程，HB为B点的高程，L为A、B点的距离且大于或等于100m，则C点的坐标为(L’、α、HC)，L’为A、C点距离，α为在设计轴线上的偏差值，HC为C点的高程，该全站仪、在A点设置的后视点架棱镜、在C点设置的棱镜构成测量L’、α的测量系统。
文档编号G01C5/00GK201858974SQ20102052608
公开日2011年6月8日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者周琼, 李政侃, 李都, 毛伟华, 顾卫东 申请人:上海水务建设工程有限公司