一种用全站仪和水平仪测量顶管的方法与流程

本发明涉及城市地下管廊顶管施工技术领域，尤其是涉及一种用全站仪和水平仪测量顶管的方法。

背景技术：

顶管施工是城市地下综合管廊工程(节点部位)施工中常用的方法。为了保证顶管按照预定的轨迹推进，确保对接处的连接质量，需要对顶管作业的全过程进行连续全时的测量、监测和控制。顶管控制测量主要包括顶管水平方向的轴线偏差控制和垂直方向的高程偏差控制。目前，施工现场一般常用的顶管测量方法是采用激光直线仪或经纬仪对顶管作业进行测量控制及监测，即把测量仪器架设在顶管轴线或轴线偏移线上。用仪器提供一条平行于顶管轴线的直线来控制顶管中心线的位置。实践证明，这种测量方法随着顶管施工长度的增加，误差也再不断的增加，其误差呈线性分布，分布图接近于系统误差。另外，在对接处(尤其是在长距离顶管作业、曲线顶管作业及转角处)需要多次架设仪器反复测量，并且数据计算量大、误差积累大、不易控制其精度，同时受线形因素的影响更大。因此，传统的测量方法不能满足长距离、高精度、曲线顶管等顶进作业的测量控制。

技术实现要素：

为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种用全站仪和水平仪测量顶管的方法，利用全站仪和水平仪分别监测顶管水平方向的轴线偏差和垂直方向的高程偏差，可动态控制推进中顶管的运行轨迹，测量误差呈接近偶然误差分布且累计误差小，施工精度高，特别适用于长距离顶管作业、曲线顶管作业及转角处顶管作业。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种用全站仪和水平仪测量顶管的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)水平方向的轴线偏差控制：用全站仪全时测量顶管水平方向的右控制线与轴线的距离l1i及左控制线与轴线的距离l2i，判断其差值δli＝l1i-l2i是否在设定的轴线偏差δl范围内，即当δli≤δl时可接受继续顶进，否则当δli变化趋势接近δl时就需要调整推进方式使δli始终落在δl范围内；

2)垂直方向的高程偏差控制：用水平仪全时测量顶管垂直方向的高程hi，判断其与设计的高程h的差值δhi＝h-hi是否在设定的高程偏差δh范围内，即当δhi≤δh时可接受继续顶进，否则当δhi变化趋势接近δh时就需要调整推进方式使δhi始终落在δl范围内。

进一步，所述全站仪和水平仪可与计算机联网，利用csaa、cad等软件进行连续测量、计算，并绘制出顶管推进轨迹图。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)利用全站仪和水平仪分别监测顶管水平方向的轴线偏差和垂直方向的高程偏差，二者相互配合可动态控制推进中顶管的运行轨迹，测量误差呈接近偶然误差分布且累计误差小，施工精度高；

2)可有效解决顶管作业测量精度低的问题，特别适用于长距离顶管作业、曲线顶管作业及转角处顶管作业；

3)可连续监测、动态控制，利用csaa、cad等软件进行量取、计算，并绘制出顶管推进轨迹图，直接预测下一段顶管的偏差走向；

4)与传统方法相比，计算机量取计算可大量减少内业数据计算，且采用坐标放样不受线形因素影响，如遇转角、曲线顶管此方法更为适用。

附图说明

图1是本发明之顶管水平方向轴线偏差监控的结构示意图；

图2是本发明之顶管水平方向轴线偏差δli的变化折线图(误差分布图)；

图3是本发明之顶管垂直方向高程偏差监控的结构示意图；

图4是本发明之顶管垂直方向高程偏差δhi的变化折线图(误差分布图)。

图中：1-轴线2-左控制线3-右控制线4-全站仪5-顶管6-顶管工作井7-水平仪8-高程基准线

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

如图1-4所示，本发明所述的一种用全站仪和水平仪测量顶管的方法，包括以下步骤：

1)见图1，水平方向的轴线偏差控制：将全站仪1架设在顶管工作井6中，用全站仪4全时(一般以顶管推进0.5米为一个测量节点)测量顶管5水平方向的右控制线3与轴线1的距离l1i及左控制线2与轴线1的距离l2i，判断其差值δli＝l1i-l2i是否在设定的轴线偏差δl范围内，即当δli≤δl时可接受(认为轴线没有发生偏移)继续顶进施工，否则当δli变化趋势接近δl时就需要调整推进方式使δli始终落在δl范围内(见图2)，从而动态监控顶管推进过程中水平方向移动轨迹，实现顶管水平方向的轴线偏差的动态控制。

2)见图3，垂直方向的高程偏差控制：将水平仪7架设在顶管工作井6中，用水平仪7全时(一般以顶管推进0.5米为一个测量节点)测量顶管5垂直方向的高程hi(顶管下边线距高程基准线8之间的距离)，判断其与设计的高程h的差值δhi＝h-hi是否在设定的高程偏差δh范围内，即当δhi≤δh时可接受(认为顶管高度方向偏差可接受)继续顶进施工，否则当δhi变化趋势接近δh时就需要调整推进方式使δhi始终落在δl范围内(见图4)，从而动态监控顶管推进过程中垂直方向移动轨迹，实现顶管垂直方向的高程偏差的动态控制。

进一步，所述全站仪4和水平仪7可与计算机联网，利用csaa、cad等软件进行连续测量、计算(与传统方法相比，计算机量取、计算可大大减少内业的数据计算量，且采用坐标放样不受线形因素影响，如遇转角、曲线顶管此方法更为适用)，并绘制出顶管5推进轨迹图，可直接预测下一段顶管5的偏差走向。

进一步，所谓动态控制即当发现偏差(δli或δhi)较大(变化趋势接近δl或δh)时可以及时纠偏。纠偏修正通过调整顶管千斤顶的使用数量、布置方式/方位及推力大小等实现。

技术特征：

技术总结
本发明涉及城市地下管廊顶管施工技术领域，尤其是涉及一种用全站仪和水平仪测量顶管的方法，利用全站仪全时监测顶管水平方向的轴线偏差，同时，利用水平仪全时监控顶管垂直方向的高程偏差，二者相互配合可动态控制推进中顶管的运行轨迹，测量误差呈接近偶然误差分布且累计误差小，施工精度高，特别适用于长距离顶管作业、曲线顶管作业及转角处顶管作业。

技术研发人员：刘石;关宏生;张荣福
受保护的技术使用者：鞍山三冶建筑工程有限公司
技术研发日：2018.09.12
技术公布日：2018.12.28