頂管工程中利用激光直線定向測量工法
【專利摘要】本發明公開了一種頂管工程中利用激光直線定向測量工法，其特征在于，包括以下步驟：平面控制點布設、豎井護壁布置導向點、豎井坐標傳遞、高程基準線布置、布置導軌和檢測。本發明的有益之處在于：將傳統激光束單點定向改為激光十字平面定向，對頂管施工不間斷提供導向依據，及時發現頂進管道中心與設計軸線偏差，挺高了施工精準度；簡單易懂，測量速度快，減少了繁雜的測量工作，消除了傳統頂管定向測量過程中復測困難的問題，將測量人員從艱苦的測量環境中解放出來；測量的精度較高，激光掃平儀不僅可以準確快速復測機頭是否有低頭、抬頭現象，而且可以設置流水坡度，從而對頂管進行有坡度快速感應測量。
【專利說明】頂管工程中利用激光直線定向測量工法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種直線定向測量工法，具體涉及一種頂管工程中利用激光直線定向 測量工法，屬于建筑施工【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 市政工程的雨污水工程中管道敷設，一般采用全斷面開挖施工，隨著城市化進程 的加快，污水管道的敷設越來越深，開挖施工隨著管道的埋置深度的加深越來越不經濟。加 之城市基礎設施十分擁擠繁雜，排水管線往往會穿越既有公路、鐵路等交通設施，開挖施工 往往會嚴重制約。在這些條件的限制下無論是設計單位還是施工單位均在尋求一種便捷的 新型技術。
[0003] 從經濟、工期、質量方面頂管工程技術都有著無可比擬的優越性，當在地下水位以 下或者地層易沉降的不穩定地層施工時，這種施工方法更加具有競爭優勢。目前，非開挖技 術應用十分廣泛，一次性敷設管道長度記錄不斷被刷新，對于各種地層的適應能力越來越 強，施工質量和速度可以得到更好的保證，已成為市政工程中不可或缺的施工手段。但是目 前，國內頂管施工中的測量技術還比較落后，主要體現在：
[0004] 1、在短距離頂管施工方面，測量工作的主要內容是在頂進過程中的檢查測量，正 常頂進時每隔60-80cm測量一次，測量誤差較大時，每隔30-40cm就要觀測一次，因而工作 強度大，效率低，較大程度地制約了工程施工進度。
[0005] 2、地下施工定向方法精度不高，儀器笨重，程序繁瑣；導向測量的方法效率低，強 度大，而城市地下頂管工程施工路徑越來越長，精度要求越來越高，路線越來越復雜，傳統 的測量方法和儀器已不能適應現代地下工程的特點。
[0006] 為此有必要在經濟合理的前提下，加快國內頂管施工測量技術的精密化、自動化 和智能化。
【發明內容】
[0007] 為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種經濟合理、簡單易懂、綠色環 保、節能減排的利用激光直線定向測量工法。
[0008] 為了實現上述目標，本發明采用如下的技術方案：
[0009] -種頂管工程中利用激光直線定向測量工法，其特征在于，包括以下步驟：
[0010] (一）平面控制點布設：在頂管線軸線兩側且距頂管線軸線的距離為50-200m范 圍內設置控制點，同側的所有控制點中相鄰兩個控制點之間的距離< 500m并且至少有兩 個控制點通視，選好所有GPS控制點的埋設位置后，先挖30cm深的樁孔，然后將帶20cm長 十字絲的銅質標芯固定在樁孔內，用長30cm、直徑為10cm的鋼護筒加以保護，澆筑混凝土， 保證標芯高于混凝土面5-10mm ; toon](二）堅井護壁布置導向點：計算出軸線坐標，并放樣于堅井護壁上，利用全站儀 或者激光經緯儀瞄直法定向，使得激光點投射于堅井護臂之上，投射四點相互為90°夾角， 兩點位于軸線面上、兩點位于法線面，投射的激光點位置用沖擊鉆打眼，用木制楔子緊緊楔 入，利用帶有十字絲的螺絲釘準確定位并作為導向點；
[0012] (三）堅井坐標傳遞：在工作井內管道頂進軸線方向上架設一臺激光掃平儀，在 工作井底板澆筑時利用激光掃平儀堅向激光線同時穿過四個護壁控制點，并向下堅向投射 控制點，根據激光點位置做好標記，利用沖擊鉆在標記位置植入鋼筋，并再次架設激光掃平 儀，調整激光掃平儀，找出激光點在鋼筋上的具體位置，利用鋼鋸在鋼筋上準確刻出十字 絲；
[0013] (四）高程基準線布置：計算堅井的深度，將地面標高引入井下，利用激光掃平儀 的水平線制定基準水平面，在工作井護壁上做好標記，利用水平線的高程值計算管內底標 高差值，利用刻度尺時刻測量水平和堅向的刻度，并以水平和堅向的刻度計算頂管的方向 是否偏離設計軸線；
[0014] (五）布置導軌：首先確定軌距和導軌外露高度，然后令導軌與激光線平行并將導 軌依據激光線呈軸線對稱布置，用C30砼將導軌澆筑在底板上；
[0015] (六）檢測：在頂管中利用激光掃平儀實施檢測。
[0016] 前述的頂管工程中利用激光直線定向測量工法，其特征在于，在步驟（二）中，前 述導向點在地面以下l-2m。
[0017] 前述的頂管工程中利用激光直線定向測量工法，其特征在于，在步驟（五）中，確 定軌距和導軌外露高度的方法有兩種：
[0018] 第一種方法：
[0019] (1)假定導軌外露高度為H，前述Η取管道的管壁厚度的1/10 ;
[0020] (2)根據下式確定軌距Β :
[0021]
【權利要求】
1. 頂管工程中利用激光直線定向測量工法，其特征在于，包括以下步驟： (一） 平面控制點布設：在頂管線軸線兩側且距頂管線軸線的距離為50-200m范圍內 設置控制點，同側的所有控制點中相鄰兩個控制點之間的距離< 500m并且至少有兩個控 制點通視，選好所有GPS控制點的埋設位置后，先挖30cm深的樁孔，然后將帶20cm長十字 絲的銅質標芯固定在樁孔內，用長30cm、直徑為10cm的鋼護筒加以保護，澆筑混凝土，保證 標芯高于混凝土面5-10mm ; (二） 堅井護壁布置導向點：計算出軸線坐標，并放樣于堅井護壁上，利用全站儀或者 激光經緯儀瞄直法定向，使得激光點投射于堅井護臂之上，投射四點相互為90°夾角，兩點 位于軸線面上、兩點位于法線面，投射的激光點位置用沖擊鉆打眼，用木制楔子緊緊楔入， 利用帶有十字絲的螺絲釘準確定位并作為導向點； (三） 堅井坐標傳遞：在工作井內管道頂進軸線方向上架設一臺激光掃平儀，在工作 井底板澆筑時利用激光掃平儀堅向激光線同時穿過四個護壁控制點，并向下堅向投射控制 點，根據激光點位置做好標記，利用沖擊鉆在標記位置植入鋼筋，并再次架設激光掃平儀， 調整激光掃平儀，找出激光點在鋼筋上的具體位置，利用鋼鋸在鋼筋上準確刻出十字絲； (四） 高程基準線布置：計算堅井的深度，將地面標高引入井下，利用激光掃平儀的水 平線制定基準水平面，在工作井護壁上做好標記，利用水平線的高程值計算管內底標高差 值，利用刻度尺時刻測量水平和堅向的刻度，并以水平和堅向的刻度計算頂管的方向是否 偏離設計軸線； (五） 布置導軌：首先確定軌距和導軌外露高度，然后令導軌與激光線平行并將導軌依 據激光線呈軸線對稱布置，用C30砼將導軌澆筑在底板上； (六） 檢測：在頂管中利用激光掃平儀實施檢測。
2. 根據權利要求1所述的頂管工程中利用激光直線定向測量工法，其特征在于，在步 驟（二）中，所述導向點在地面以下l-2m。
3. 根據權利要求1所述的頂管工程中利用激光直線定向測量工法，其特征在于，在步 驟（五）中，確定軌距和導軌外露高度的方法如下： (1) 假定導軌外露高度為H，所述Η取管道的管壁厚度的1/10 ; (2) 根據下式確定軌距Β : 3 = 2^11(0-11) 式中，D為管道外徑。
4. 根據權利要求1所述的頂管工程中利用激光直線定向測量工法，其特征在于，在步 驟（五）中，確定軌距和導軌外露高度的方法如下： (1) 假定導軌的軌距為Β，所述軌距Β為管道內徑的一半，B = r ; (2) 根據下式確定軌道的外露高度Η : ^ ~ ^ ~r 其中，R為管道外徑的一半，r為管道內徑的一半。
5. 根據權利要求1所述的頂管工程中利用激光直線定向測量工法，其特征在于，在步 驟（五）中，所述導軌順直、平行、等高，導軌的坡度與管道的設計坡度一致。
6.根據權利要求5所述的頂管工程中利用激光直線定向測量工法，其特征在于，當管 道的設計坡度小于1 %時，所述導軌按平坡鋪設。
【文檔編號】G01C15/00GK104251688SQ201410498710
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年9月25日 優先權日:2014年9月25日
【發明者】劉世穩, 楊永鋒, 方曉明, 宋召軍, 李向寧, 武甲奇, 姬文淵, 王俊, 元明, 王曉東, 李偉鵬, 宋寧波, 單佳, 宇文龍, 趙晶, 翟寧波, 楊曉鋒, 王榮國, 龐凱軍, 韋豪, 嚴坤, 孫元星 申請人:陜西華山路橋工程有限公司