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        穿黃隧洞工程測(cè)量控制點(diǎn)施測(cè)方法介紹

        2010-07-09 11:33:24周黎輝朱海亞周鳳才高作宏高鵬偉
        海河水利 2010年3期
        關(guān)鍵詞:照準(zhǔn)方位角邊長(zhǎng)

        周黎輝,朱海亞,周鳳才,高作宏,高鵬偉

        (1.中國(guó)水利水電第五工程局有限公司,四川 成都 610066;2.南水北調(diào)東線穿黃工程北區(qū)建管局,山東 聊城 252000)

        1 工程概況

        南水北調(diào)東線穿黃隧洞工程位于山東省東平和東阿兩縣境內(nèi)、黃河下游中段,地處魯中南山區(qū)與華北平原接壤帶中部的剝蝕堆積孤山和殘丘區(qū)。隧洞按100 m3/s進(jìn)行設(shè)計(jì),為有壓圓形隧洞,內(nèi)徑7.50 m,洞長(zhǎng)585.38 m。隧洞包括南岸豎井、過(guò)河平洞、北岸斜井及進(jìn)、出口埋管,由 19.47 m 豎井段、31.36 m下彎段、307.17 m 平洞段、10.56 m 上彎段、155.47 m斜井段組成。隧洞起始樁號(hào)為6+534.807,終止樁號(hào)為 7+067.446。

        2 施工控制測(cè)量方法

        2.1 施工坐標(biāo)系建立

        眾所周知,如果施工測(cè)量過(guò)程中運(yùn)用大地坐標(biāo)系,因其不直觀性,對(duì)于施工極為不便。為此,在東線穿黃隧洞工程施工測(cè)量時(shí)建立了直觀易懂、一目了然的施工測(cè)量坐標(biāo)系。施工坐標(biāo)系以隧洞出口K點(diǎn)為原點(diǎn),以南、北方向?yàn)閄方向,以垂直于洞軸線方向?yàn)閅方向。

        2.2 控制測(cè)量方法

        穿黃隧洞工程施工測(cè)量導(dǎo)線的布置形式是以單定向支導(dǎo)線來(lái)布設(shè)的。

        2.2.1 外業(yè)施測(cè)方法

        (1)水平角觀測(cè):用徠卡TCR702全站儀按方向觀測(cè)法進(jìn)行國(guó)家三、四等水平角觀測(cè)時(shí),每一測(cè)回觀測(cè)的操作程序如下:①正鏡(盤左),轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部照準(zhǔn)零方向目標(biāo),依基本度盤位置表對(duì)好度盤和測(cè)微器;②順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部1~2周后,精確照準(zhǔn)零方向目標(biāo),讀取水平度盤和測(cè)微器讀數(shù)(要求測(cè)微器兩次重合讀數(shù),下同);③順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部,依次精確照準(zhǔn)2、3、4…n方向觀測(cè),最后閉合至零方向(n≤3時(shí)不必歸零);④倒鏡(盤右),逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部1~2周后,精確照準(zhǔn)零方向目標(biāo);⑤逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)照準(zhǔn)部,按上半測(cè)回觀測(cè)的相反順序,依次觀測(cè)至零方向。

        表1 水平角方向觀測(cè)法技術(shù)要求 (")

        (2)高程控制測(cè)量:高程控制測(cè)量包括水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量,本工程根據(jù)自身情況采取的是三角高程測(cè)量方法。①三角高程測(cè)量的原理是根據(jù)兩點(diǎn)的水平距離和豎直角來(lái)計(jì)算兩點(diǎn)的高差。若A點(diǎn)已知高程為HA,則由下式可求得B點(diǎn)的高程為:HB=HA+hab= HA+D*tana+i-v。 當(dāng) a角為仰角時(shí),相應(yīng)的D*tana為正值;當(dāng)a角為俯角時(shí)取負(fù)號(hào),相應(yīng)的D*tana亦為負(fù)值。式中,D為平距;a為豎直角;i為儀器高;v為目標(biāo)高。②觀測(cè)要點(diǎn)如下:安置全站儀于測(cè)站,精確量取儀器高(i)和目標(biāo)高(v),用鋼卷尺丈量?jī)纱巫x至5 mm,其誤差不得大于1 cm,取平均值記入手簿;豎直角觀測(cè)測(cè)回?cái)?shù)與限差應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定,詳見(jiàn)表2;為了能盡量地消除地球曲率和大氣垂直折光對(duì)高差的影響,一般在三角高程測(cè)量作業(yè)中采取對(duì)向觀測(cè)豎直角以推算高差。改正數(shù)與邊長(zhǎng)成正比,此項(xiàng)為系統(tǒng)誤差,宜進(jìn)行改正。詳見(jiàn)表3。

        表2 光電測(cè)距三角高程導(dǎo)線測(cè)量的技術(shù)要求

        表3 按邊長(zhǎng)進(jìn)行球氣兩差影響改正數(shù)

        2.2.2 內(nèi)業(yè)計(jì)算

        (1)三角高程計(jì)算算例詳見(jiàn)表4。

        表4 三角高程計(jì)算

        (2)單定向支導(dǎo)線計(jì)算算例:?jiǎn)味ㄏ蛑?dǎo)線線路 如圖1所示,C、D為已知點(diǎn),T1、T2、T3為待定點(diǎn)。導(dǎo)線起始方位角、起始點(diǎn)C的坐標(biāo)、導(dǎo)線的邊長(zhǎng)和左角觀測(cè)值如圖1中所示。①坐標(biāo)方位角的推算:一般公式(即左角公式)為:a(前)=a(后)+B(左)±180°;即,從轉(zhuǎn)折點(diǎn)向前一點(diǎn)去的方位角等于從后一點(diǎn)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)來(lái)的方位角加上轉(zhuǎn)折點(diǎn)的左角,如果小于 180°則加 180°, 大于 180°則減 180°(在減去180°之后若還大于360°再減360°)。②計(jì)算公式:設(shè)x0、y0為起始點(diǎn)的坐標(biāo),ai、si為各點(diǎn)的方位角和邊長(zhǎng),則各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)推算的公式為:xi=x(i-1)+sicosai,yi=y(tǒng)(i-1)+sisinai。 詳見(jiàn)表 5。

        表5 支導(dǎo)線計(jì)算

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