專利名稱：長距離頂管軸線測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及頂管軸線測(cè)量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
頂管頂進(jìn)軸線誤差直接影響地表沉降與進(jìn)洞姿態(tài)，而且在頂進(jìn)中誤差累計(jì)到一定 程度，必然會(huì)影響管道的整體姿態(tài)，甚至不能保證順利進(jìn)洞?？刂乒艿垒S線的偏轉(zhuǎn)、偏移是 頂管施工的難點(diǎn)之一，為保證頂進(jìn)管道軸線施工質(zhì)量要求，必須在管道頂進(jìn)過程中實(shí)時(shí)跟 蹤測(cè)量。常用的做法是采用經(jīng)緯儀對(duì)激光接收裝置進(jìn)行跟蹤測(cè)量，這種測(cè)量方法在300m以 內(nèi)能保證測(cè)量的準(zhǔn)確度，同時(shí)激光接收裝置的上下、左右偏轉(zhuǎn)對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度會(huì)產(chǎn)生影響。但 在一些工程中，最大頂距超過1000m，所以必須采用新的測(cè)量手段，控制測(cè)量精度，保證施工 質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種長距離頂管軸線測(cè)量系統(tǒng)，長距離指300m以上 的距離。一種長距離頂管軸線測(cè)量系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括前300m測(cè)量系統(tǒng)和300m后測(cè)量系 統(tǒng)，所述前300m測(cè)量系統(tǒng)包括激光經(jīng)緯儀和設(shè)置在機(jī)頭前殼體上的光靶，激光經(jīng)緯儀的激 光束方向?yàn)轫敼茌S線的設(shè)計(jì)方向，光靶設(shè)置在機(jī)頭前殼體的中心，所述300m后測(cè)量系統(tǒng)包 括在B點(diǎn)設(shè)置的全站儀，在A點(diǎn)設(shè)置的后視點(diǎn)架棱鏡，在C點(diǎn)設(shè)置的棱鏡，設(shè)A點(diǎn)的坐標(biāo)為 (0、0、Ha)，B點(diǎn)的坐標(biāo)為(L、0、Hb)，其中Ha為A點(diǎn)的高程，Hb為B點(diǎn)的高程，L為A、B點(diǎn)的 距離且大于或等于100m，則C點(diǎn)的坐標(biāo)為(L’、a、Hc)，L’為A、C點(diǎn)距離，α為在設(shè)計(jì)軸線 上的偏差值，H。為C點(diǎn)的高程，該全站儀、在A點(diǎn)設(shè)置的后視點(diǎn)架棱鏡、在C點(diǎn)設(shè)置的棱鏡構(gòu) 成測(cè)量L’、α的測(cè)量系統(tǒng)。所述的長距離頂管軸線測(cè)量系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，所述光靶包括激光接收靶和配重件， 激光接收靶和配重件位于桿件的兩端部，該桿件可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在頂管機(jī)頭上，并且以 頂管機(jī)頭的軸心線為轉(zhuǎn)動(dòng)中心線。本實(shí)用新型的有益效果是傳統(tǒng)的光學(xué)儀器在管道內(nèi)受到施工環(huán)境，如粉塵、溫度、濕度等的影響，光線在傳 播過程中，光點(diǎn)會(huì)發(fā)生偏差與模糊放大等現(xiàn)象，難以保證300m以上的頂管施工頂進(jìn)軸線的 控制，為克服上述困難，保證測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，本實(shí)用新型由前300m測(cè)量系統(tǒng)和300m后 系統(tǒng)構(gòu)成，從而可分兩步進(jìn)行量測(cè)前300m頂管施工采用激光經(jīng)緯儀測(cè)軸線，300m后的頂 管施工采用全站儀測(cè)軸線，從而減少環(huán)境、距離等對(duì)測(cè)量誤差的影響，實(shí)現(xiàn)長距離頂管軸線 的準(zhǔn)確測(cè)量。

圖1是自動(dòng)擺針光靶的結(jié)構(gòu)示意圖。[0009]圖2是激光接收靶靶面放大示意圖。圖3是前300m測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)造圖。圖4是確定后300m測(cè)量系統(tǒng)的安裝位置的示意圖。圖5是后300m測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)造圖。圖6是后300m測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1和圖2所示，在頂管機(jī)頭4殼體上安裝了桿件2，桿件2的轉(zhuǎn)動(dòng)中心21為頂 管機(jī)頭的中心軸線，在桿件2的上、下端部分別安裝了激光接收靶3和配重件1，因此，在機(jī) 頭發(fā)生任何方向的旋轉(zhuǎn)時(shí)，桿件2不會(huì)隨著機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)而運(yùn)動(dòng)，而激光接收靶3始終可以居 于機(jī)頭軸線正上方保持不變，并和軸線始終一致，激光接收靶3與機(jī)頭前殼體平行，保證了 接收激光的靈活可靠，便于測(cè)量的連貫性，結(jié)合使用坡度板量測(cè)頂管機(jī)頭的旋轉(zhuǎn)角，便可以 容易地掌握機(jī)頭的實(shí)時(shí)姿態(tài)，從而采取調(diào)整措施。如圖3所示，前300m測(cè)量系統(tǒng)在工作井6內(nèi)管道頂進(jìn)軸線方向上架設(shè)一臺(tái)激光經(jīng) 緯儀5，并激光經(jīng)緯儀5底座平臺(tái)與工作井底板單獨(dú)連接，除此之外不能與其它任何設(shè)備有 接觸，以免其它設(shè)備的震動(dòng)或移動(dòng)導(dǎo)致底座平臺(tái)的震動(dòng)，否則會(huì)間接導(dǎo)致激光經(jīng)緯儀的不 穩(wěn)定，從而導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確；激光經(jīng)緯儀5發(fā)出一束與管道設(shè)計(jì)軸線和管道坡度一致的激光61，并投射到機(jī)頭 光靶3上形成光點(diǎn)，光點(diǎn)與光靶中心的距離(水平方向與垂直方向)即反映出頂管機(jī)頭實(shí) 際軸線與設(shè)計(jì)軸線的偏差。由于機(jī)頭和管節(jié)在頂進(jìn)時(shí)都在不斷向前移動(dòng)，這束激光61在機(jī)頭和管節(jié)移動(dòng)的 同時(shí)是穩(wěn)穩(wěn)的跟蹤測(cè)量光靶3，這樣在頂進(jìn)過程中可以在光靶上直觀的看出機(jī)頭的前進(jìn)方 向是否按照管道設(shè)計(jì)軸線和坡度挺進(jìn)，若發(fā)現(xiàn)有偏差機(jī)頭操作人員可以及時(shí)依據(jù)測(cè)量光靶 上的偏差數(shù)據(jù)來進(jìn)行反向糾偏。如圖4和圖5所示，用架設(shè)在工作井6內(nèi)的激光經(jīng)緯儀95在有效激光發(fā)射范圍內(nèi) 用激光在管內(nèi)底部投放兩點(diǎn)分別為A、B，A、B兩點(diǎn)間距離為L(選點(diǎn)時(shí)距離不能少于100m)， 用鋼卷尺量出機(jī)頭和第一節(jié)管節(jié)連接處管內(nèi)底的中心線位置C點(diǎn)，A、B、C點(diǎn)的高程可以以 E點(diǎn)高程基礎(chǔ)確定，例如按同上方法在頂進(jìn)管道洞口處量出管內(nèi)底中心線位置E點(diǎn)，E點(diǎn)高 程為管道進(jìn)洞圖紙?jiān)O(shè)計(jì)高程，用水準(zhǔn)儀92、91在管道內(nèi)相對(duì)E點(diǎn)的基礎(chǔ)上分別測(cè)量出A、B 兩點(diǎn)的高程Ha、Hb。同時(shí)參照?qǐng)D6，后300m測(cè)量系統(tǒng)在管道內(nèi)B點(diǎn)上架設(shè)全站儀93，A點(diǎn)上架設(shè)后視點(diǎn) 架棱鏡94，C點(diǎn)架設(shè)棱鏡92，首先用全站儀93測(cè)量出A、B兩點(diǎn)間的距離為L，假定坐標(biāo)系， 設(shè)A點(diǎn)為原點(diǎn)，管道的頂進(jìn)方向?yàn)閄軸，頂進(jìn)方向偏差為Y軸，A點(diǎn)坐標(biāo)為(0、0、ΗΑ)，Β點(diǎn)坐 標(biāo)為(L、0、HB)，A點(diǎn)為后視點(diǎn)架棱鏡，測(cè)量出C點(diǎn)坐標(biāo)為(L’、a、Hc)，可以得出L’為A、C兩 點(diǎn)間的距離，α為C點(diǎn)在設(shè)計(jì)軸線上的偏差值，Hc為C點(diǎn)相對(duì)E點(diǎn)的測(cè)量高程值。按照Ε、 C兩點(diǎn)間的距離根據(jù)管道設(shè)計(jì)坡度確定出C點(diǎn)相對(duì)于E點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程hc，根據(jù)H。和he相 比較可以得知C點(diǎn)高程的偏差值。
權(quán)利要求1.長距離頂管軸線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，包括前300m測(cè)量系統(tǒng)和300m后測(cè)量系統(tǒng)， 所述前300m測(cè)量系統(tǒng)包括激光經(jīng)緯儀和設(shè)置在機(jī)頭前殼體上的光靶，激光經(jīng)緯儀的激光 束方向?yàn)轫敼茌S線的設(shè)計(jì)方向，光靶設(shè)置在機(jī)頭前殼體的中心，所述300m后測(cè)量系統(tǒng)包括 在B點(diǎn)設(shè)置的全站儀，在A點(diǎn)設(shè)置的后視點(diǎn)架棱鏡，在C點(diǎn)設(shè)置的棱鏡，設(shè)A點(diǎn)的坐標(biāo)為(0、 0、Ha)，B點(diǎn)的坐標(biāo)為(L、0、Hb)，其中Ha為A點(diǎn)的高程，Hb為B點(diǎn)的高程，L為A、B點(diǎn)的距離 且大于或等于100m，則C點(diǎn)的坐標(biāo)為(L’、a、Hc)，L’為A、C點(diǎn)距離，α為在設(shè)計(jì)軸線上的 偏差值，H。為C點(diǎn)的高程，該全站儀、在A點(diǎn)設(shè)置的后視點(diǎn)架棱鏡、在C點(diǎn)設(shè)置的棱鏡構(gòu)成測(cè) 量L’、α的測(cè)量系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的長距離頂管軸線測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于，所述光靶包括激光接 收靶和配重件，激光接收靶和配重件位于桿件的兩端部，該桿件可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在頂管 機(jī)頭上，并且以頂管機(jī)頭的軸心線為轉(zhuǎn)動(dòng)中心線。
專利摘要長距離頂管軸線測(cè)量系統(tǒng)，包括前300m測(cè)量系統(tǒng)和300m后測(cè)量系統(tǒng)，所述前300m測(cè)量系統(tǒng)包括激光經(jīng)緯儀和設(shè)置在機(jī)頭前殼體上的光靶，激光經(jīng)緯儀的激光束方向?yàn)轫敼茌S線的設(shè)計(jì)方向，光靶設(shè)置在機(jī)頭前殼體的中心，所述300m后測(cè)量系統(tǒng)包括在B點(diǎn)設(shè)置的全站儀，在A點(diǎn)設(shè)置的后視點(diǎn)架棱鏡，在C點(diǎn)設(shè)置的棱鏡，設(shè)A點(diǎn)的坐標(biāo)為(0、0、HA)，B點(diǎn)的坐標(biāo)為(L、0、HB)，其中HA為A點(diǎn)的高程，HB為B點(diǎn)的高程，L為A、B點(diǎn)的距離且大于或等于100m，則C點(diǎn)的坐標(biāo)為(L’、α、HC)，L’為A、C點(diǎn)距離，α為在設(shè)計(jì)軸線上的偏差值，HC為C點(diǎn)的高程，該全站儀、在A點(diǎn)設(shè)置的后視點(diǎn)架棱鏡、在C點(diǎn)設(shè)置的棱鏡構(gòu)成測(cè)量L’、α的測(cè)量系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01C5/00GK201858974SQ20102052608
公開日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月13日
發(fā)明者周瓊, 李政侃, 李都, 毛偉華, 顧衛(wèi)東 申請(qǐng)人:上海水務(wù)建設(shè)工程有限公司