CN109520485B - 特长隧道两端掘进施工精度测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了特长隧道两端掘进施工精度测量方法，根据现有的坐标控制点和水准点资料，复核和加密整个线路中已布置好的图根点。平面控制点外业数据采集使用双频接收机，在严格对中整平的情况下，同步开机采集卫星信号。多台接收机在不同平面控制点上进行同步观测，在完成一个时段的同步观测后，迁移到其它的平面控制点进行同步观测，每次同步观测都可以形成一个同步图形，在测量过程中，不同的同步图形间一般有若干个公共点相连，整个GPS网由这些同步图形构成，测点在控制网中均匀分部，对整个控制网起到相互约束作用，有效提高测量精度。

Description

特长隧道两端掘进施工精度测量方法
技术领域
本发明涉及隧道施工技术领域，具体涉及特长隧道两端掘进施工精度测量方法。
背景技术
山区隧道由于线路长，穿越高大山体，地势起伏较大等，两端掘进施工过程中，按照常规测量手段无法精准的进行两端平面控制网的复测和校核，可能导致隧道相向开挖贯通误差的增加，直接影响隧道的准确贯通。
因此研究隧道两端平面控制网的复测和校核方法，确保控制网的高精度和高可靠性，保证隧道与线路线位的一致性，从而提高特长隧道两端掘进施工测量精度具有重要的意义。
发明内容
本发明克服了现有技术中，常规测量手段无法精准的进行两端平面控制网的复测和校核，导致隧道相向开挖贯通误差的增加，直接影响隧道的准确贯通的技术问题，提供特长隧道两端掘进施工精度测量方法。本次研究方法适用于各种地势环境下各类特长隧道双端掘进施工测量精度控制。
为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：
特长隧道两端掘进施工精度测量方法，包括如下步骤：
(1)复测点现状分析
控制网复测前首先进行现场勘查，检查标石的完好性，平面点与水准点共桩同名，在隧道两端面及周边确立平面控制网公共边，以及水准公用起算点，对平面控制网公共边和水准公用起算点加强保护，确保点位稳定，并严格以现有的坐标控制点和水准点做为加密网的起算边和起算水准点；
(2)平面控制网复核作业方法
对隧道进出口两端平面控制点复测,复测完成后利用平面控制点根据施工需要对控制网进行加密测量；
(3)外业成果采集
观测时采用GPS静态定位技术施测，使用9台双频GPS接收机在不同平面控制点进行同步观测,在完成一个时段的同步观测后，迁移到其它的平面控制点上进行同步观测，每时段至少观测90min；同步作业图形之间采用边联结的方式，建立稳定图形结构；
(4)GPS数据处理
GPS观测数据的基线解算采用广播星历通过LG0实现，数据后处理采用南方GPS数据处理软件对设计交桩中控制点进行平差计算，确定精度。
其中，所述(3)外业成果采集采用1980西安坐标***，中央子午线为110.5度。
其中，所述(3)外业成果采集高程点以水准仪测量数据为准。
其中，所述南方GPS数据处理软件为南方GNSS数据处理软件。
其中，所述接收机所在平面15°以上周围没有反射面。
其中，所述隧道进出口两端每一段面的平面控制点≥3。
本发明特长隧道两端掘进施工精度测量原理为：根据设计院提供的现有的坐标控制点和水准点测量资料，复核和加密整个线路中已布置好的图根点。平面控制点外业数据采集使用双频接收机，在严格对中整平的情况下，同步开机采集卫星信号。多台接收机在不同测站(平面控制点)上进行同步观测，在完成一个时段的同步观测后，迁移到其它的测站上进行同步观测，每次同步观测都可以形成一个同步图形，在测量过程中，不同的同步图形间一般有若干个公共点相连，整个GPS网由这些同步图形构成，测点在控制网中均匀分部，对整个控制网起到相互约束作用，有效提高测量精度。
内业处理用南方测绘GNSS静态数据处理软件进行处理。经南方测绘GNSS静态数据处理软件解算平差后平面控制点约束点间的边长相对中误差≤1/40000，约束平差后最弱边相对中误差≤1/20000，精度满足要求。
附图说明
图1为本发明的特长隧道两端掘进施工精度测量方法工艺流程图；
图2为观测数据列表报告图；
图3为基线列表报表图；
图4为重复基线报告图；
图5为闭合环基线质量报告图；
图6为三维网平差基线改正数；
图7为三维网平差结果图；
图8为二维基线改正数表；
图9为二维平差后点坐标图；
图10为网平差综合报告图；
图11为1980坐标控制成果250米抵偿面成果表；
图12为GPS复合导线点及加密点成果表。
本发明与现有技术相比较具有以下有益效果：
1、操作简便，工艺程序清晰易懂，测站间不需要通视，能保障测量控制网有良好图形，点位的选择十分灵活，可操作性强。
2、高精度和高稳定性，区别于常规测量手段，应用GPS静态定位技术，建立独立控制网，长时间同步多次观测收集数据，应用数据处理软件进行平差计算得到结果，数据稳定可靠。
3、覆盖范围广，应用多组双频GPS接收器，并根据现场情况进行测点布设，可建立覆盖范围广阔的独立测量控制网，适用于各类隧道地势条件。
4、观测时间短，随着GPS测量技术的不断完善，静态相对测量仅需30min左右；全天候作业，作业过程基本不受天气状况的影响；GPS接收机自动化程度极高，工作效率高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
黄竹口隧道是广西贺州至巴马高速公路上的一座特长隧道，位于贺州市昭平县文竹镇黄竹口村南西约200m处，出口位于梧州市蒙山县西河镇瓦冲村官社屯东面约100m处，为分离式越岭特长隧道，隧道总体走向约266°，右洞起止桩号YK68+925～YK73+682，设计长度为4757m，最大埋深约310.593m(YK72+740处)；左洞起止桩号ZK68+930.6～ZK73+695，设计长度为4764.4m，最大埋深约300.602m(ZK72+720处)，该隧道采用双端掘进施工，采用本发明特长隧道两端掘进施工测量方法进行测量，具体步骤如下：
(1)复测点现状分析
控制网复测前首先进行现场勘查,检查标石的完好性,经现场勘查,存在平面控制点和水准点如下：本合同段平面控制网设计沿线路方向布设,设计共移交控制点36个,所交的控制点ZM26、ZM51、M52、ZM55、ZM59、ZM63已损坏,其他点保存完好。平面点与水准点共桩同名。水准成果中ZM44、ZM46、ZM47、ZM50、ZM52、ZM57、ZM58、ZM60、ZM61、ZM64、ZM65、ZM67、ZM68、ZM70等14个点是三等水准,ZM29、ZM30、ZM32等三个点是四等水准点,BM25等十四个点是拟合高程(数据只作参考)。经对比考虑，确立使用隧道两端控制点位置地势比较平坦，便于仪器操作的ZM24和ZM25为平面控制网公共边,把ZM23作为水准公用起算点，对导线公用点和水准公用点加强保护,确保点位稳定，并严格以现有的坐标控制点和水准点做为加密网的起算边和起算水准点；
(2)平面控制网复核作业方法
对隧道进出口两端平面控制点复测,本次共复测平面控制点总共12个,复测完成后利用这些点位根据施工需要对控制网进行了加密测量,共加密23个点位,点号分别是ZM24-1、ZM25-1、ZM25-2、ZM26-1、ZM26-3、ZM44-1、ZM45-1、ZM47-1、ZM47-2、ZM49-1、ZM49-4、ZM50-2、ZM51-1、ZM52-2、ZM53-1、ZM54-1、ZM55-1、ZM56-1、ZM59-1、ZM62-1、ZM64-1、ZM65-1、ZM68-1。
(3)外业成果采集
观测时采用GPS静态定位技术施测，本次GPS复测使用6台科力达跟3台华测双频GPS接收机,在不同测站上进行同步观测,在完成一个时段的同步观测后，迁移到其它的测站上进行同步观测，每时段至少观测90min；同步作业图形之间采用边联结的方式，并做到有较强的图形结构，确保该网的高精度和高可靠性。观测时严格执行《全球定位***(GPS)公路测量规程》(GB/T18314-2009)中的GPS测量技术要求。观测数据采集结果见图2(图2中仅列出部分数据)。
(4)GPS数据处理
将步骤(3)中采集得到的数据进行处理，GPS观测数据的基线解算采用广播星历通过LG0实现，数据后处理采用南方GPS数据处处理软件进行平差计算，对设计交桩中控制点进行平差计算，首先选用设计交桩中控制点ZM24、ZM25、ZM47、ZM66、ZM68、BH70等6个点进行平差计算,这6个点在复测网中均匀分部,能对整网起到约束作用，基线解算处理结果见图3、图4、图5(图3-图5中仅列出部分数据)，由基线列表报告分析基线固定情况，基线长度、相对误差，并由图3基线列表报告、图4重复基线报告、图5闭合环情况列表形成三维网平差报告和二维网平差报告，得到二维平差后点坐标。三维网平差报告见图6和图7(图7仅列出部分数据)，二维网平差报告见图8和图9(图9仅列出部分数据)。结合二维网平差报告和三维网平差报告，形成网平差综合报告，见图10(图10仅列出部分数据)。经南方测绘GNSS静态数据处理软件解算平差后平面控制点约束点间的边长相对中误差≤1/40000，约束平差后最弱边相对中误差≤1/20000精度满足要求，形成测量成果表见图11起算点成果表和图12GPS加密点成果表。
上述的平面控制点和水准点均由广西交通规划勘察设计院提供，图2为特长隧道部分平面控制点和水准点。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (5)

1.特长隧道两端掘进施工精度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）复测点现状分析
控制网复测前首先进行现场勘查，检查标石的完好性，平面点与水准点共桩同名，在隧道两端面及周边确立平面控制网公共边，隧道进出口两端每一段面的平面控制点≥3，以及水准公用起算点，对平面控制网公共边和水准公用起算点加强保护,确保点位稳定，并严格以现有的坐标控制点和水准点做为加密网的起算边和起算水准点；
(2)平面控制网复核作业方法
对隧道进出口两端平面控制点复测,复测完成后利用平面控制点根据施工需要对控制网进行加密测量；
（3）外业成果采集
观测时采用GPS静态定位技术施测，使用9台双频GPS接收机在不同平面控制点进行同步观测,在完成一个时段的同步观测后，迁移到其它的平面控制点上进行同步观测，每时段至少观测90min；同步作业图形之间采用边联结的方式，建立稳定图形结构；
(4)GPS数据处理
GPS观测数据的基线解算采用广播星历通过LG0实现，数据后处理采用南方GPS数据处理软件对设计交桩中控制点进行平差计算，确定精度。
2.根据权利要求1所述的特长隧道两端掘进施工精度测量方法，其特征在于，所述步骤（3）外业成果采集采用1980西安坐标***，中央子午线为110.5度。
3.根据权利要求1所述的特长隧道两端掘进施工精度测量方法，其特征在于，所述步骤（3）外业成果采集高程点以水准仪测量数据为准。
4.根据权利要求1所述的特长隧道两端掘进施工精度测量方法，其特征在于，所述南方GPS数据处理软件为南方GNSS数据处理软件。
5.根据权利要求1所述的特长隧道两端掘进施工精度测量方法，其特征在于，所述接收机所在平面15°以上周围没有反射面。
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