用于盾构发射基座放样的测量装置及方法与流程

本发明涉及一种盾构法隧道施工中的测量装置，尤其是一种用于盾构发射基座放样的测量装置及方法。

背景技术：

随着我国盾构法施工在新建的隧道应用越来越广泛，在盾构机始发前，进行盾构机发射基座的放样及定位至关重要，为了能够为盾构机发射基座进行准确的定位，通常需要专业的测量人员来进行放样测量，在施工现场由于工况复杂多变，大多数情况下在盾构端头井基坑中由于积水及场地原因无法在合适的地方进行盾构及发射机座的测量放样工作，基于以上问题，如何能精确快速的测得盾构机发射基座初始位置，是一个需要解决的问题。

实际施工放样时，盾构机发射基座的平面位置放样是先通过放出门洞实测中心的三维坐标，与设计轴线计算发射基座出实际中心轴线，利用全站仪放出发射基座的轴线，根据轴线先调整发射基座的左右平面位置，再利用水准仪逐个测量发射基座四个角点高程，由于布置测站点只能局限性及水准仪只能单独测量一个点的高差，调整发射基座各角点的高程的需要反复测量反复调节，这种方法测量工作量大，耗时长，由于放样现场积水及塔尺安放的位置无法固定，无法正常架设点位，极易造成测量误差。

技术实现要素：

本发明就是为了解决上述测量方法的不足，提供一种操作简单能用于盾构机发射基座放样的测量装置及方法，做到快速、实时，有效提高测量进度、施工质量及施工进度。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种用于盾构发射基座放样的测量装置，包括塔尺、塔尺标记装置、塔尺固定装置、红外线投线仪、手持式测距仪、可平移测量架，所述塔尺通过塔尺固定装置固定在盾构机发射基座轨道的四个角点上，用于测量盾构机发射基座的高程；所述塔尺上面装有塔尺标记装置，塔尺标记装置用于标记盾构机发射基座高差的标记；所述可平移测量架上安装有红外线投线仪和手持式测距仪，并架设在发射基座轴线位置上。

进一步，所述塔尺标记装置包括塔尺标记紧固螺丝、塔尺标记箍、塔尺标记，所述塔尺标记通过塔尺标记箍和塔尺标记紧固螺丝固定连接在塔尺。

进一步，所述塔尺固定装置包括塔尺固定箍、塔尺固定紧固螺丝、强磁铁，所述塔尺通过塔尺固定箍和塔尺固定紧固螺丝安装在盾构发射基座轨道四个角点上，所述塔尺固定箍下面设有强磁铁，所述塔尺固定装置由强磁铁调整固定在盾构机发射基座轨道四个角点。

进一步，所述可平移测量架包括连接测量饼、可移动架、圆水泡、万向连接器、脚架，所述连接测量饼通过可移动架安装在脚架上，可移动架上设有圆水泡，利用圆水泡安平可平移测量架，连接测量饼上面固定连接红外线投线仪，下面通过万向连接器连接手持式测距仪。

进一步，所述塔尺为铝合金标准塔尺。

进一步，所述红外线投线仪为具有自动整平功能及十字光束功能的红外线投线仪。

一种使用用于盾构发射基座放样的测量装置的方法，具体步骤为：

(1)先测出洞圈中心三维坐标，并在洞圈底部做好标记；根据实测门洞中心坐标与设计线路轴线计算发射基座实际放样轴线数据；

(2)建立施工ab坐标系，以盾构机发射基座实际放样纵轴线为a轴，垂直盾构机发射基座横轴线为b轴，施工坐标系原点取盾构机发射基座轴线上后10米处为施工ab坐标系的原点即(0、0)；

(3)在盾构洞圈两侧同一水平面高度布设反射片，测出两个反射片的三维坐标，通过坐标转换法计算转换成施工坐标，高程位置应高于发射基座中心高程50厘米，两点为同一水平面并记录好高程数据；

(4)在安装发射基座前，在发射基座轴线位置架设可平移测量架，并固定好红外线投线仪和手持式测距仪；架设高度为已知反射片同一水平面；

(5)用固定在可平移测量架上的手持式测距仪分别测量出红外线投线仪中心与盾构洞圈两侧反射片之间的水平距s1、s2，通过测量后方交会法计算出投点仪实际施工坐标，坐标b值为偏离盾构机发射基座轴线左右水平距离，当b值不为0时，平移距离为坐标b值数值，平移红外线投线仪相应的距离，平移方向“+”值以盾构机前进方向向左移，“-”值向右移，复测使其b坐标值为0，即红外线投线仪在盾构机发射基座轴线上；开启红外线投线仪十字光线，使竖直线对准门洞中心标记处，竖向激光线即是发射基座的轴线；

(6)在盾构发射基座轨道四个角点安装塔尺固定装置，连接盾构机发射基座轨道四个角点及固定塔尺，安装塔尺标记装置，测量端头井壁已知标高，得出红外线投线仪水平面高程，通过发射基座四个角点的设计高程与红外线投线仪水平面高程计算高程差值算出修正数，根据修正数调整塔尺标记装置，红外线投线仪投射水平光线至塔尺上，根据光线与标记的距离，调节盾构机发射基座高度到设计高度。

本发明同现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明通过采用红外线投线仪及相应的测量装置，能更方便快速直观的反映出盾构机发射基座平面及高程的偏差，解决了原来需要先利用全站仪测量发射基座轴线的位置，再用水准仪逐个测量发射基座四个角点的高程，因不能同步调节四点，在调节其余点时原先调好的点会发生变动，需要反复调节，反复施测导致测量工作量大，耗时长，由于塔尺安放的位置无法固定，如果人工安放不到位的话，极容易造成测量的误差等问题。

附图说明

图1是本发明的用于盾构机发射基座放样的测量装置示意图；

图2是本发明的测量平面图；

图3是图2的俯视图；

图4是本发明的塔尺标记装置结构示意图；

其中：(a)主视图，(b)俯视图；

图5是本发明的塔尺固定装置结构示意图；

其中：(a)主视图，(b)俯视图；

图6是本发明的塔尺固定装置、塔尺标记装置及塔尺安装示意图；

图7是本发明的可平移测量架平面图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1，2，3所示，一种用于盾构发射基座放样的测量装置，包括塔尺1、塔尺标记装置2、塔尺固定装置3、红外线投线仪4、手持式测距仪5、可平移测量架6。塔尺1通过塔尺固定装置3固定在盾构机发射基座轨道的四个角点上，用于测量盾构机发射基座的高程，塔尺1为铝合金标准塔尺。塔尺1上面装有塔尺标记装置2；塔尺标记装置2用于标记盾构机发射基座高差的标记。可平移测量架6上安装有红外线投线仪4和手持式测距仪5，并架设在发射基座轴线位置上。红外线投线仪4具有自动整平功能及十字光束功能，架设在可平移测量架6上。

如图4(a)，(b)所示，塔尺标记装置2包括塔尺标记紧固螺丝21、塔尺标记箍22、塔尺标记23。塔尺标记23通过塔尺标记箍22和塔尺标记紧固螺丝21固定连接在塔尺1。

如图5(a)，(b)所示，塔尺固定装置3包括塔尺固定箍31、塔尺固定紧固螺丝32、强磁铁33。塔尺1通过塔尺固定箍31和塔尺固定紧固螺丝32安装在盾构发射基座轨道四个角点上，塔尺固定箍31下面设有三个强磁铁33，塔尺固定装置3由强磁铁33调整固定在盾构机发射基座轨道的角点上，如图6所示。

如图7所示，可平移测量架6包括连接测量饼61、可移动架62、圆水泡63、万向连接器64、脚架65。连接测量饼61通过可移动架62安装在脚架65上，可移动架62上设有圆水泡63，利用圆水泡63安平可平移测量架6，连接测量饼61上面固定连接红外线投线仪4，下面通过万向连接器64连接手持式测距仪5。

如图1，2，3所示，使用本发明的用于盾构发射基座放样的测量装置的具体方法，其步骤如下：

(1)先测出洞圈中心三维坐标，并在洞圈底部做好标记；根据实测门洞中心坐标与设计线路轴线计算发射基座实际放样轴线数据；

(2)建立施工ab坐标系，以盾构机发射基座实际放样轴线为a轴(纵轴)，垂直盾构机发射基座轴线为b轴(横轴)，施工坐标系原点取盾构机发射基座轴线上后10米处为施工ab坐标系的原点即(0、0)

(3)在盾构洞圈两侧同一水平面高度布设反射片，测出两个反射片的三维坐标，通过坐标转换法计算转换成施工坐标，高程位置应高于发射基座中心高程50厘米，两点为同一水平面并记录好高程数据

(4)在安装发射基座前，测站点只要在大致架设在发射基座轴线位置，利用圆水泡63安平可平移测量架6，在连接测量饼61上固定好红外线投线仪4，用万向连接器64固定好手持式测距仪5。架设高度应与盾构洞圈两侧的反射片高度一致。

(5)用固定在可平移测量架6上的手持式测距仪5分别测量出红外线投线仪4中心与盾构洞圈两侧反射片之间的水平距s1、s2，通过测量后方交会法计算出红外线投线仪4的实际施工坐标，坐标b值为偏离盾构机发射基座轴线左右水平距离，当b值不为0时，平移距离为坐标b值数值，即为红外线投线仪4平移的距离，平移方向“+”值以盾构机前进方向向左移，“-”值向右移，复测使其b坐标值为0，即红外线投线仪4在盾构机发射基座轴线上；开启红外线投线仪4十字光线，使竖直线对准门洞中心标记处，竖向激光线即是发射基座的轴线；

(6)在盾构发射基座轨道四个角点安装塔尺固定装置3，强磁铁33调整固定盾构机发射基座轨道四个角点，塔尺固定箍31固定好塔尺，安装塔尺标记23，用红外线投线仪4测量端头井壁反射片位置塔尺的已知标高，得出红外线投线仪4水平面高程，通过计算发射基座四个角点的设计高程与红外线投线仪4水平面高程差值算出修正数，根据修正数调整塔尺标记23到设计高差位置，红外线投线仪4投射水平光线至塔尺1上，根据光线与标记的距离，调节盾构机发射基座高度到设计高度。