CN115932929A - 一种大曲率管节安装测控校核方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种大曲率管节安装测控校核方法，包括沉管管节安装阶段对沉管姿态进行复核以及沉管管节安装结束后校核贯通测量精度；沉管管节安装阶段对沉管姿态进行复核具体包括：GPS‑RTK精度比对、全站仪同步监测、拉合***、潜水拉尺测量；沉管管节安装结束后校核贯通测量精度具体包括：结合腔错牙测量；投点测量。本发明可应用于大曲率管节的沉管安装测控校核，通过潜水、拉合、RTK验证测控***精度，通过结合腔测量、人孔投点测量验证管节初始姿态测量，多角度验证测控***与贯通测量精度，降低管节对接风险并为后续管节线形控制提供数据基础。
Description
技术领域
本发明涉及海底隧道施工的技术领域，尤其涉及一种大曲率管节安装测控校核方法。
背景技术
海底隧道大曲率管节安装时，现阶段采用双测量塔法GPS定位控制管节安装姿态与位置，但受标定精度、GPS定位精度等多方面影响，导致最终管节安装姿态偏离测控***显示数值。管节安装结束后进行贯通测量获取管节最终姿态，但受到管内通视条件、管内外温差、随导线长度增加而降低的导线精度等因素综合影响，贯通测量结果也可能存在误差。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的不足，而提供一种大曲率管节安装测控校核方法，对管节安装定位通过多种手段进行复核与验证，保证管节安装精度并复核沉管安装测量塔定位***成果与贯通测量精度，同时为后续管节线形控制提供数据基础。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
一种大曲率管节安装测控校核方法，包括沉管管节安装阶段对沉管姿态进行复核以及沉管管节安装结束后校核贯通测量精度；
S1、沉管管节安装阶段对沉管姿态进行复核具体包括：
S11、GPS-RTK精度比对
在管节沉放前的准备阶段对测量塔测控***进行校核，将GPS-RTK架设在管顶一次标定标出管节坐标的特征点上，并将实时获取的特征点施工坐标数据通入***，同时将特征点标定的管节坐标输入测控***，测控***根据测量塔标定参数将测量塔数据推算至特征点实时施工坐标，并在***内实时比对RTK读入数据与测控***反算出数据，若数据偏差在GPS-RTK标称精度内，则可以验证测量塔测控***参数正确，测量塔设备定位正常；
S12、全站仪同步监测
管节开始沉放后至管节安装完成之间，采用全站仪进行同步监测，在岸边架设全站仪观测测量塔顶360°棱镜点，全站仪监测360°棱镜获取其实时施工坐标，平面位置与GPS应相同，高程加上固定改正值，将全站仪实时数据与测量塔测控***读取出GPS定位数据进行比对，作为校核手段在施工前对GPS定位精度进行评估；
S13、拉合***
在沉管着床后，会在待安装管节与已安装管节间预留0.8m的间距，后续开始距离拉合，距离拉合过程中，拉合千斤顶实时记录油缸量程，该距离可推算管节间距，验证测量塔测控***里程偏差显示；
S14、潜水拉尺测量
在拉合过程中，轴线偏差由测量塔测控***监测，里程偏差有拉合***数据、测控***数据同时由潜水员下水使用测尺测量间距，对上述两组数据进行校核。随距离拉合进行至GINA鼻尖接触后，潜水员开始测量管节间错牙，验证测控***显示轴线与高程偏差；
S2、沉管管节安装结束后校核贯通测量精度具体包括：
S21、结合腔错牙测量
管节水力压接结束后，结合腔排水完成对接端两侧钢封门开启便可以进行结合腔错牙测量，结合腔测量测点与潜水测量测点一致；
S22、投点测量
尾端测量塔底对应人孔，在测量塔顶架设GPS并与人孔盖板上特征点同轴，采用GPS-RTK测量盖板上特征点施工坐标，后续通过管内投点仪将盖板特征点投至管内，并使用贯通控制点测量特征点施工坐标，比对投点误差进而验证管节安装加密控制网导线测量与贯通测量精度，最终确定管节尾端姿态。
GPS-RTK标称精度为平面1cm，高程1.5cm。
步骤S12中的测量塔顶360°棱镜采用头轴支架安装，使GPS设备与棱镜同轴，
步骤S12中的改正值在陆地上已标定出来。
步骤S21中，在结合腔内部测量避免了潜水测量错牙受水下环境的干扰，且在结合腔测量GINA压缩量更加直观，该数值显示对接端错牙即为管节首端姿态的最终结果。
本发明的有益效果是：本发明可应用于大曲率管节的沉管安装测控校核，通过潜水、拉合、RTK验证测控***精度，通过结合腔测量、人孔投点测量验证管节初始姿态测量，多角度验证测控***与贯通测量精度，降低管节对接风险并为后续管节线形控制提供数据基础。
附图说明
图1为全站仪监测示意图；
图2为测量塔顶部360°棱镜示意图；
图3为潜水测点示意图；
图4为人孔投点示意图；
以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
一种大曲率管节安装测控校核方法，包括沉管管节安装阶段对沉管姿态进行复核以及沉管管节安装结束后校核贯通测量精度；
沉管安装工序主要分为管节沉放、着床、拉合与水力压接。沉管安装测控定位主要作用于管节沉放与着床阶段，后续拉合与水力压接是管节姿态就变得难以调整，所以在管节沉放、着床、拉合阶段对沉管姿态进行多手段的复核尤其重要，后续水力压接工序难以人为进行控制，故该阶段沉管姿态监测无直观校核手段。
S1、沉管管节安装阶段对沉管姿态进行复核具体包括：
S11、GPS-RTK精度比对
在管节沉放前的准备阶段对测量塔测控***进行校核，将GPS-RTK架设在管顶一次标定标出管节坐标的特征点上，并将实时获取的特征点施工坐标数据通入***，同时将特征点标定的管节坐标输入测控***，测控***根据测量塔标定参数将测量塔数据推算至特征点实时施工坐标，并在***内实时比对RTK读入数据与测控***反算出数据，若数据偏差在GPS-RTK标称精度内，GPS-RTK标称精度为平面1cm，高程1.5cm，则可以验证测量塔测控***参数正确，测量塔设备定位正常；
S12、全站仪同步监测
管节开始沉放后至管节安装完成之间，采用全站仪进行同步监测，在岸边架设全站仪观测测量塔顶360°棱镜点，360°棱镜采用头轴支架安装，使GPS设备与棱镜同轴，全站仪监测360°棱镜获取其实时施工坐标，平面位置与GPS应相同，高程加上固定改正值，该改正值在陆地上已标定出来，将全站仪实时数据与测量塔测控***读取出GPS定位数据进行比对，由于全站仪测量精度相比GPS要高，因此这个方式可以作为校核手段在施工前对GPS定位精度进行评估；全站仪监测与测量塔顶360°棱镜如图1，图2所示。
S13、拉合***
在沉管着床后，会在待安装管节与已安装管节间预留0.8m的间距，后续开始距离拉合，距离拉合过程中，拉合千斤顶实时记录油缸量程，该距离可推算管节间距，验证测量塔测控***里程偏差显示；
S14、潜水拉尺测量
在拉合过程中，轴线偏差由测量塔测控***监测，里程偏差有拉合***数据、测控***数据同时由潜水员下水使用测尺测量间距，对上述两组数据进行校核，随距离拉合进行至GINA鼻尖接触后，潜水员开始测量管节间错牙，验证测控***显示轴线与高程偏差，潜水测点如图3所示，由于潜水测量数据最为直观，但其数据存在滞后性，且没办法测量沉管尾端偏差，故无法作为管节着床姿态控制的基准，但作为校核手段可认为潜水测量对接端轴线与里程方向偏差显示为真实值。
沉管管节安装结束后管内压载完成进行贯通测量，获取管节初始姿态，为后续管节线形控制提供数据基础。但由于导线测量精度受管内通视条件、管内外温差、导线总长等多种因素影响，可能存在偏差，故在此阶段，也需要有其他手段校核贯通测量精度，保证沉管安装初始姿态的真实、准确。
S2、沉管管节安装结束后校核贯通测量精度具体包括：
S21、结合腔错牙测量
管节水力压接结束后，结合腔排水完成对接端两侧钢封门开启便可以进行结合腔错牙测量，结合腔测量测点与潜水测量测点一致；在结合腔内部测量避免了潜水测量错牙受水下环境的干扰，且在结合腔测量GINA压缩量更加直观，该数值显示对接端错牙即为管节首端姿态的最终结果；
S22、投点测量
尾端测量塔底对应人孔，在测量塔顶架设GPS并与人孔盖板上特征点同轴，采用GPS-RTK测量盖板上特征点施工坐标，后续通过管内投点仪将盖板特征点投至管内，并使用贯通控制点测量特征点施工坐标，理论上GPS-RTK精度为平面1cm，高程1.5cm，比对投点误差进而验证管节安装加密控制网导线测量与贯通测量精度，最终确定管节尾端姿态，投点测量如图4所示。
经上述各校核手段验证管节安装测控定位成果，若存在偏差，则对贯通(安装加密控制网导线测量)结果/测控***参数进行检查，找出问题加以改进，若验证测控精度无误，可根据实际管节姿态进行后续管节线形控制。
本发明在沉管安装整个工序中从采用多种方法对测量塔测控***数据进行多角度的校核，各方法间相互独立，保证沉管安装测控的准确与真实性，为沉管安装姿态控制提供坚实的数据基准。
本发明在沉管安装对接端采用潜水测量、拉合***、保证首端精准对接，保证沉管安装错牙在可控范围内，极大程度上降低了水力压接的施工风险。
本发明在沉管安装完成后通过结合腔测量验证沉管安装首端姿态，投点测量验证贯通测量成果进而控制尾端姿态，为管节线形控制提供数据基础。
本发明可应用于大曲率管节的沉管安装测控校核，通过潜水、拉合、RTK验证测控***精度，通过结合腔测量、人孔投点测量验证管节初始姿态测量，多角度验证测控***与贯通测量精度，降低管节对接风险并为后续管节线形控制提供数据基础。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种大曲率管节安装测控校核方法，其特征在于，包括沉管管节安装阶段对沉管姿态进行复核以及沉管管节安装结束后校核贯通测量精度；
S1、沉管管节安装阶段对沉管姿态进行复核具体包括：
S11、GPS-RTK精度比对
在管节沉放前的准备阶段对测量塔测控***进行校核，将GPS-RTK架设在管顶一次标定标出管节坐标的特征点上，并将实时获取的特征点施工坐标数据通入***，同时将特征点标定的管节坐标输入测控***，测控***根据测量塔标定参数将测量塔数据推算至特征点实时施工坐标，并在***内实时比对RTK读入数据与测控***反算出数据，若数据偏差在GPS-RTK标称精度内，则可以验证测量塔测控***参数正确，测量塔设备定位正常；
S12、全站仪同步监测
管节开始沉放后至管节安装完成之间，采用全站仪进行同步监测，在岸边架设全站仪观测测量塔顶360°棱镜点，全站仪监测360°棱镜获取其实时施工坐标，平面位置与GPS应相同，高程加上固定改正值，将全站仪实时数据与测量塔测控***读取出GPS定位数据进行比对，作为校核手段在施工前对GPS定位精度进行评估；
S13、拉合***
在沉管着床后，会在待安装管节与已安装管节间预留0.8m的间距，后续开始距离拉合，距离拉合过程中，拉合千斤顶实时记录油缸量程，该距离可推算管节间距，验证测量塔测控***里程偏差显示；
S14、潜水拉尺测量
在拉合过程中，轴线偏差由测量塔测控***监测，里程偏差有拉合***数据、测控***数据同时由潜水员下水使用测尺测量间距，对上述两组数据进行校核，随距离拉合进行至GINA鼻尖接触后，潜水员开始测量管节间错牙，验证测控***显示轴线与高程偏差；
S2、沉管管节安装结束后校核贯通测量精度具体包括：
S21、结合腔错牙测量
管节水力压接结束后，结合腔排水完成对接端两侧钢封门开启便可以进行结合腔错牙测量，结合腔测量测点与潜水测量测点一致；
S22、投点测量
尾端测量塔底对应人孔，在测量塔顶架设GPS并与人孔盖板上特征点同轴，采用GPS-RTK测量盖板上特征点施工坐标，后续通过管内投点仪将盖板特征点投至管内，并使用贯通控制点测量特征点施工坐标，比对投点误差进而验证管节安装加密控制网导线测量与贯通测量精度，最终确定管节尾端姿态。
2.根据权利要求1所述的一种大曲率管节安装测控校核方法，其特征在于，GPS-RTK标称精度为平面1cm，高程1.5cm。
3.根据权利要求2所述的一种大曲率管节安装测控校核方法，其特征在于，步骤S12中的测量塔顶360°棱镜采用头轴支架安装，使GPS设备与棱镜同轴。
4.根据权利要求3所述的一种大曲率管节安装测控校核方法，其特征在于，步骤S12中的改正值在陆地上已标定出来。
5.根据权利要求4所述的一种大曲率管节安装测控校核方法，其特征在于，步骤S21中，在结合腔内部测量避免了潜水测量错牙受水下环境的干扰，且在结合腔测量GINA压缩量更加直观，该数值显示对接端错牙即为管节首端姿态的最终结果。
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|---|---|---|---|---|
| CN116625334A (zh) * | 2023-07-20 | 2023-08-22 | 中交第一航务工程局有限公司 | 一种用于沉管沉放对接的定位方法 |
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| CN116625334A (zh) * | 2023-07-20 | 2023-08-22 | 中交第一航务工程局有限公司 | 一种用于沉管沉放对接的定位方法 |
| CN116625334B (zh) * | 2023-07-20 | 2023-09-19 | 中交第一航务工程局有限公司 | 一种用于沉管沉放对接的定位方法 |
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