陀螺定向测量技术在地铁隧道中应用（论文）.pdf

·120 · 陀螺定向测量主要应用于隧道贯通工程。借助陀螺全站 仪良好的系统性、高精度定向等优势，可为各类隧道工程提 供精确的方位基准。 传统的隧道掘进洞内测量控制措施通常敷设洞内双导线 或边角网进行推进测量，此类方法施测不利于前段延伸向最 弱边控制。 1 陀螺定向测量相比常规测量方式的优势 1.1 (?S ????j 通常隧道导线测量常采用增加平均边长，减少测站数的 方式来达到提高贯通精度的目的，但实际效果不佳。常见的 地铁隧道，两站一区间通常在 2 km左右，以隧道长度 2.4 km 为例，如果采用常规的增加边长的方式，将 150 m导线边增加 至600 m，横向贯通误差仅仅减小 7 mm。 表1中， L表示隧道全长， n150表示导线平均边长 150 m。 表1 隧道全长与导线边及横向贯通误差计算 全长L/m 导线边数 n 横向误差 μ/m n150 n300 n600 μ150 μ300 μ600 600 4 2 1 ±0.019 ±0.018 ±0.018 1 200 8 4 2 ±0.039 ±0.037 ±0.037 2 400 16 8 4 ±0.082 ±0.077 ±0.075 3 000 20 10 5 ±0.105 ±0.098 ±0.094 4 200 28 14 7 ±0.155 ±0.141 ±0.134 4 650 31 ±0.174 7 200 48 24 12 ±0.295 ±0.259 ±0.238 7 650 51 ±0.318 由于受隧道断面尺寸较小、线路小半径曲线以及隧道能 见度等因素的综合影响，在隧道内增加导线边长到 600 m，几 乎无法实现。因此，单一通过增加边长减少测站，对隧道贯 通精度的提升不甚明显。 1.2 ? ??G? h ? 在隧道工程施工过程中，由于测角误差累积，使得导线 延伸敷设前端还是处于最弱边位置，横向误差难以控制，往 往难以保证贯通允许偏差在要求范围内。 由于在洞内大幅度测角精度较难，因此，需在洞内导线 最弱边位置加测陀螺高精度陀螺定向边，从而建立多条方向 附和导线。 陀螺仪自身物理性能优势，决定其测量受时间环境影响 限制比常规几何定向方法较小，相对常规方法，观测简便， 配合计算机和机载程序，能快速实现内外业一体化，效率高， 能保证较高的定向精度。针对各类隧道工程，陀螺定向测量 可高质、高效地保证隧道顺利贯通。 同样以隧道长度 2.4 km为例，平均边长 150 m，导线边数 16条，加测陀螺定向边后，相比常规洞内导线延伸敷设，贯 通精度提高 3.5倍，贯通误差达到 ±1.8 cm，见表 2。 表2 加测陀螺定向边的隧道全长与 导线边及横向贯通误差计算 全长 L/m 导线边数 n 贯通点中误差 Mx’k/m 贯通精度提高倍数 600 4 ±0.009 1.1 1 200 8 ±0.013 2.0 2 400 16 ±0.018 3.5 3 000 20 ±0.020 4.2 4 200 28 ±0.023 5.7 7 200 48 ±0.031 8.5 因此，采用陀螺仪，不仅能系统性有效地保证洞内导线 ［摘 要］ (关?? h? ? ? h 25??s ?: B
? ?:g???W?)? t?e ，坤之? ???其仍??)? 其 ? ????坤: B
? ?:g ，?n t 25??s B
? ?:g ?– 8 ?? 8s?YN ，?? ? v ? 8??] Q)? t??r， B
? ?:g坤??? \?，??众Qgh? t B
\??m?0???EN9 ?。 ［关键词］  ? B
； ? ?众? ；? ? ［中图分类号］ TD 175.5bbbbb ［文献标志码］ Bbbbbb ［文章编号］ 1001–523X（2021）22–0120–02 Application of Gyro Directional Measurement Technology in Metro Tunnel Zhang Peng-fei ，Ma Qi ［Abstract ］The two methods of conventional traverse measurement and gyro measurement are used to analyze the significance of the effect of improving the tunnel penetration accuracy. It is proposed that the tunnel penetration accuracy can be improved by increasing the wire side length and measuring the g