工程測量學(xué).第八章第四講.ppt

1、第八章地下工程施工測量,測繪教研室,第八章 地下工程施工測量,8-1.概述 8-2.地面控制測量 8-3.地下控制測量 8-4.聯(lián)系測量 8-5.貫通測量誤差預(yù)計 8-6.地下工程施工測量與竣工測量 8-7.隧道貫通后實(shí)際偏差的測定與調(diào)整 8-8.陀螺經(jīng)緯儀,8-7.隧道貫通后實(shí)際偏差的測定與調(diào)整,隧道貫通后實(shí)際偏差的測定是一項(xiàng)重要的工作，貫通后要及時地測定實(shí)際的橫向和豎向貫通偏差，以對貫通結(jié)果作出最后評定，驗(yàn)證貫通誤差預(yù)計的正確程度，總結(jié)貫通測量方法和經(jīng)驗(yàn)。 若貫通偏差在設(shè)計允許范圍之內(nèi)，則認(rèn)為貫通測量工作成功地達(dá)到了預(yù)期目的，若存在著貫通偏差，將影響隧道斷面的修整、擴(kuò)大和軌道鋪設(shè)工作的進(jìn)行

2、。因此，應(yīng)該采用適當(dāng)方法對貫通后的偏差進(jìn)行調(diào)整。,一、水平面內(nèi)橫向貫通偏差的測定,（一）中線法 隧道貫通后，用經(jīng)緯儀將兩端隧道的中線延伸到貫通面上，量出兩中線間的距離d，其大小即為貫通隧道在水平面內(nèi)垂直于中線方向的橫向?qū)嶋H貫通偏差。,（二）連測法 用經(jīng)緯儀將貫通隧道兩端的中線點(diǎn)連測，使其閉合，同時丈量某一端中線點(diǎn)到貫通相遇點(diǎn)的距離l，根據(jù)貫通中線方向的偏角 ，可計算出貫通點(diǎn)在垂直于隧道中線方向的橫向貫通偏差。,二、豎直內(nèi)高程貫通偏差的測定,用水準(zhǔn)儀測出或直接量出貫通接合面上兩端腰線點(diǎn)的高差，即為豎直面內(nèi)高程貫通實(shí)際偏差。 用水準(zhǔn)儀連測兩端隧道中的已知高程點(diǎn)，其高程閉合差即為貫通點(diǎn)在豎直面內(nèi)的貫

3、通實(shí)際偏差。,三、貫通偏差的調(diào)整,測定貫通隧道的實(shí)際偏差后，須對中線和腰線進(jìn)行調(diào)整。 （一）中線的調(diào)整 隧道貫通后，如果實(shí)際偏差在設(shè)計允許范圍之內(nèi)，可用貫通相遇點(diǎn)一端的的中線點(diǎn)與另一端的中線點(diǎn)的連線代替原來的中線，作為襯砌和鋪軌的依據(jù)。而且應(yīng)該盡量在隧道未襯砌地段內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，不牽動已襯砌地段的中線。,當(dāng)貫通面位于曲線上時，可將貫通面兩端各一中線點(diǎn)和曲線的起點(diǎn)、終點(diǎn)用導(dǎo)線連測得出其坐標(biāo)，再用這些坐標(biāo)計算交點(diǎn)坐標(biāo)和轉(zhuǎn)角 ，然后在隧道內(nèi)重新放樣曲線。,（二）腰線的調(diào)整 實(shí)際測得隧道兩端腰線點(diǎn)的高差后，可按實(shí)測高差和距離算出坡度。 在水平隧道中，如果算出的坡度與原設(shè)計坡度相差在允許范圍內(nèi)，則按實(shí)際算出

4、的坡度調(diào)整腰線；如果坡度相差超過規(guī)定的允許范圍時，則應(yīng)延長調(diào)整坡度的距離，直到調(diào)整后的坡度與設(shè)計坡度相差在允許范圍內(nèi)為止。,8-8.陀螺經(jīng)緯儀,將陀螺特性與地球自轉(zhuǎn)有機(jī)結(jié)合構(gòu)成的陀螺儀能夠自動尋找真北方向，把這樣的陀螺儀安置在經(jīng)緯儀上，組成的陀螺儀便可以測定真北方向在經(jīng)緯儀水平度盤的讀數(shù)N，從而可求出任一方向的真方位角。這一工作稱為陀螺經(jīng)緯儀定向觀測。,一、陀螺經(jīng)緯儀的基本用途與類型劃分,依儀器結(jié)構(gòu)可將陀螺經(jīng)緯儀劃分為下架懸掛式和上架懸掛式兩種類型。 下架懸掛式陀螺經(jīng)緯儀是利用金屬懸掛把陀螺房懸掛在經(jīng)緯儀空心軸下，懸掛帶上端與經(jīng)緯儀的殼體相固連，采用導(dǎo)流絲直接供電，附有攜帶式蓄電池組合晶體變流

5、器。,上架式陀螺經(jīng)緯儀是用金屬絲懸掛帶把陀螺轉(zhuǎn)子懸掛在靈敏部的頂端，靈敏部可穩(wěn)定地連接在經(jīng)緯儀橫軸頂端的金屬橋形支架上，不用時可取下，也就是說，靈敏部實(shí)際上相當(dāng)于經(jīng)緯儀的一個附件。,二、上架式陀螺經(jīng)緯儀的結(jié)構(gòu)組成,一套完整的上架式陀螺經(jīng)緯儀由經(jīng)緯儀、陀螺儀、經(jīng)緯儀與陀螺儀連接裝置以及電源箱等四部分構(gòu)成。 經(jīng)緯儀與普通測量中所使用的完成一樣，只是需在其上部安裝一個專用的橋形支架，以用于陀螺儀的安置。,一般來說，上架式陀螺儀的結(jié)構(gòu)均可劃分為靈敏部、光學(xué)觀測系統(tǒng)、鎖緊限幅機(jī)構(gòu)以及機(jī)體外殼等四部分。 （一）靈敏部 靈敏部為陀螺儀的核心部分，其作用是利用高速旋轉(zhuǎn)的陀螺尋找子午面，它包括懸掛帶、導(dǎo)流絲、陀

6、螺馬達(dá)、陀螺房及反光鏡等部件。,（二）光學(xué)觀測系統(tǒng) 在光源照射下，光標(biāo)線經(jīng)反光棱鏡、反光鏡反射后，通過物鏡成像在目鏡分劃板上。由于光線反射的具體情況，我們在目鏡看到的光標(biāo)線影像的擺動方向與陀螺軸的實(shí)際擺動方向正好相反，所以，分劃板的刻劃為左“+”右“-”。,（三）鎖緊限幅機(jī)構(gòu) 轉(zhuǎn)動儀器外部的手輪，通過凸輪帶動鎖緊限幅機(jī)構(gòu)的升降，可使陀螺靈敏部拖起或下放。 該機(jī)構(gòu)的作用一是拖放、一是限幅。拖起靈敏部的目的是保護(hù)懸掛帶不受折損，因此要求陀螺經(jīng)緯儀在搬運(yùn)途中，或者在啟動以及制動過程中，靈敏部必須處于拖起狀態(tài)。靈敏部下放的快慢直接影響著陀螺擺幅的大小，從而可實(shí)現(xiàn)限幅的功能。 另外，該部分還配有減震、阻

7、尼裝置。,（四）機(jī)體外殼 機(jī)體外殼由陀螺支柱、套筒、防磁層、即電纜插頭等組成。 機(jī)體外殼要有一定的隔熱、防磁作用。,8-9.陀螺經(jīng)緯儀定向作業(yè)過程,應(yīng)用陀螺經(jīng)緯儀進(jìn)行定向的操作過程課概括為以下幾個步驟： （1）在已知方位邊上測定儀器常數(shù) （2）在待定邊上測定陀螺方位角 （3）在已知方位邊上重新測定儀器常數(shù) （4）計算測線的坐標(biāo)方位角。,陀螺儀在生產(chǎn)中使用的名詞： 陀螺北：指陀螺軸在零刻劃線跟蹤狀態(tài)下白的的平衡位置，對應(yīng)的水平度盤讀數(shù)M稱為陀螺北方向值，顯然M的確定是陀螺經(jīng)緯儀定向的主要工作。 陀螺方位角 地理方位角 坐標(biāo)方位角,一、零位觀測,零位是陀螺馬達(dá)未啟動時靈敏部自由擺動的平衡位置。靈敏

8、部自由擺動的規(guī)律也是阻尼簡諧運(yùn)動。零點(diǎn)觀測即對靈敏部自由擺動過程的觀測，其目的是將觀測值代入 求出零位 ，從而求出零位對真北方向的影響即零位改正 。,零位觀測的過程是，在陀螺轉(zhuǎn)子部轉(zhuǎn)動的狀態(tài)下，首先松開鎖緊裝置，緩慢放下靈敏部，然后觀察目鏡視場中光標(biāo)線相對于分劃板的擺動情況，可利用限幅機(jī)構(gòu)使光標(biāo)線的運(yùn)動在目鏡視場范圍內(nèi)。 靈敏部的擺動完全由光標(biāo)線的擺動來反映，因此我們可以對光標(biāo)線擺動的進(jìn)行觀測。,二、精密定向,精密定向的目的是得到真北方向N,或陀螺北方向M,計算公式為 這是陀螺經(jīng)緯儀定向觀測的主要工作。 精密定向前需要進(jìn)行粗略定向，也就是使望遠(yuǎn)鏡近似指北。,在靈敏部拖起狀態(tài)下，啟動陀螺馬達(dá)，當(dāng)其達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后，緩慢而均勻地下放靈敏部。光標(biāo)線開始晃動表明靈敏部處于半脫狀態(tài)，稍停幾秒，待光標(biāo)線穩(wěn)定，再慢慢下放，直至靈敏部全脫。 若發(fā)現(xiàn)光標(biāo)線晃動或擺動很快，則需使靈敏部返回半脫，重新慢慢下放，直至滿足要求。，此時，就可以通過對光標(biāo)線的觀測來研究陀螺軸的擺動規(guī)律。 逆轉(zhuǎn)點(diǎn)法和中天法