顶管施工自动测量系统设计

顶管施工自动测量系统设计

王曦

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摘要：文中简要介绍了顶管施工技术以及测量导向性，从而对研制的自动测量系统软件工作原理以及在顶管施工中的运用进行了详细介绍总结和反思，此系统是一种很好处理顶管施工测量的有效方法，还可在用以自动检测、自动正确引导方位等测量行业得到广泛应用。

关键字：自动测量系统软件；导线；顶管施工；设计方案

伴随着现如今科技的发展，计算机发展、通讯设备的发展及其伺服电机型RTK的智能化、精准性，促使工程项目测量方式和方法变得越来越简易与迅速，极大地提高了工程项目的效率与工程的精密度。自动导线测量操作系统是由最新自动RTK和工控电脑组合在一起，一种自动化测量水平强的优秀测量方式，在顶管施工中应用可有效地处理顶管施工测量艰难、必须花费大量人力资本等问题。

一、顶管施工介绍

顶管施工就是是非非开挖施工工艺，是一种不开挖或者少开挖的管道铺设施工工艺。顶管法施工要在工作井内凭借顶进机器设备所产生的全力，摆脱管道与周边土壤滑动摩擦力，将管道按定制的中心线、倾斜度顶下葬中，并把土方回填运出。一节管道进行捣入土壤层后，再下第二节管道再次顶进。它不需要开挖表层，并且能穿越重生道路、铁路、河堤、路面房屋建筑、地底建筑物及各类地下管道等。顶管施工凭借主顶液压缸及管道间中继间等推动力，把管道根据电铲推动从工作井内越过土壤层一直顶推倒接受管井吊起来。与此同时，也把紧跟专用工具管或掘进机后管道铺设在两井间，以求完成非开挖铺设地底管道的施工工艺。

二、自动测量系统软件

因为顶管施工在顶进时需要具体指导机头方位沿设计方案中心线开展前行，洞中空间狭小，所以对于远距离顶管施工操纵大多采用导线方式布置。

1、导线测量。因为洞中空间狭小只有布置导线方法进行工程施工测量。导线测量是指由一系列测量点依邻近顺序连接成曲线方式，并测量各曲线旁的周长和转折点角，然后根据开始数据信息测算各测量点坐标系的专业技术和方法。导线一般可布置成三种方式，即关闭导线、附和导线、支导线。①附和导线。它是在已经知道基准点A和已经知道方位AB考虑，通过1、2、3、n等点，最终附和到另一已知点C和已经知道方位CD上。其具有查核观察成效的功效。附和导线主要用于平面图操纵测量的数据加密。②关闭导线。它是在已经知道基准点A和已经知道方位AB考虑，通过1、2、3、n等点，然后又关闭到起止点A和AB方向中，形成一个关闭不规则图形。其本身有周密的几何条件，能够起到查核功效。关闭导线常见于小区域的头颅平面图操纵测量。③支导线。它是在已经知道基准点A和已经知道方位AB考虑，先后测量1、2、n等点，即不关闭到起止点，都不附和到另一已知点。它欠缺查核标准，等级一般特别少。一般情况下支导线仅限于劣等及图根导线操纵测量。

2、系统结构。自动测量系统软件按传统式的连续导线测量的方式布置，要实现自动测量，需要做好以内的系统设置：①在每一个导线地方安装一台自动RTK；②在每一个导线地方安装三棱镜；③每一个导线地方，三棱镜务必固定在RTK上方或下边（大多数安放在仪器设备摇杆上），从而使三棱镜中心和RTK的回转中心坐落于同一垂直线上；④电子计算机，由电子计算机通过软件系统控制各台RTK的测量并进行数据的传送、搜集与处理；⑤传送数据。因为管道内没法通信，因而系统软件必须使用有线电视通信设备开展传送数据，电子计算机和各台RTK务必有一台数据信号控制柜及联接电子计算机-电子计算机控制柜-RTK控制柜-RTK的通讯电缆，控制柜与此同时提供RTK12V直流稳压电源，持续供电系统。

三、系统软件的运转

本系统的研发核心理念主要是用于远距离顶管施工时的自动检测、自动正确引导测量等一些有特别所需要的测量新项目，这类测量项目需求长期不断追踪测量。

在研制的系统大力支持，自动测量设备在计算机配合下，各网站里的RTK密切配合、自动有条不紊地测量各导线点水平角、垂直角及周长，好似人力测量一样，由导线起始点逐站开展。前后左右视仪器设备里的三棱镜自动指向观测站，对应的望眼镜自动低下头，以防影响观测站设备的照准，别的站在的仪器设备自动面对侧方位，以防视场角中出现好几个三棱镜。角度周长测量数据信息自动传到电脑开展数据处理方法，电子计算机显示设备的测量结论。站点导线测量每循环系统测量一次，大约为3～4min。每一次测量完了，按设定的间歇时间停止工作，随后自动开始下一次测量，循环往复循环系统开展。

四、设备在顶管施工中的运用

顶管施工测量必须经常测量机头位置，便于及时改正机头的误差，因而测量流程是反复所进行的。但每一次测量除起止点外，别的各导线点都随管道向前推进而挪动。

1、顶管施工详细介绍。用顶管法施工修建地底管道，因为不用开挖路面而得到了广泛的应用，其施工阶段是：在要铺设的一段管道两边修建2个深水井，电铲、下管道或配有顶进液压千斤顶用于顶进的井叫工作井，根据工作井液压千斤顶的伸缩式，把一节节管道放到矿井根据顶进机向前推进拓宽；另一端叫接受井，管道顶通后，顶进机机头从接收井吊取出去。接受井做完后，会到井筒上开凿开一个全线贯通洞边，以便电铲从接收井取下。为了确保全线贯通偏差可以满足施工工艺，因而，顶进环节中规定测量工作人员经常测量前行里的机头部位与设计中心线较为，算出机头部位误差，以具体指导机头纠偏装置，最后恰当全线贯通入洞。

2、顶管施工测量。平行线顶管施工时，测量机头部位非常简单，一般在工作井矿井用激光器偏向仪指向，水平仪测高程或激光器偏向仪测量就能，但远距离平行线由于受到激光器偏向仪同轴线偏差危害及其光点扩张飘移等会让顶进方位产生影响。另远距离的曲线顶管施工，受管道弯折限定，矿井观测站T1的仪器设备不能直接测量机头部位P0，而必须使用导线测量的办法，在管道含有T2站、T3站……，逐站测量至机头P0。顶管施工环节中，完成每一节管都在挪动前行的，管道里的导线点T2、T3…都是不断移动，因而每一次测量机头P0点或隧道施工或盾构施工测量不一样，都必须要全过程由矿井至机头逐站开展，人力测量工作量也会随着顶进长度、速率就也越来越大，正常测量不能满足顶管施工纠偏装置的需求，而且严重危害顶管施工进展，使优秀的曲线顶管施工没法全面推广。

在曲线图顶管施工测量中T1固定于矿井的仪器设备墩上，是支撑点，为地底导线测量的起止点；PL、PR为固定在工作中井井内壁的后视点，他们的起点座标和方向角由地面基准点根据定项测量联测，在顶进环节中，工作井相对而言是原地不动的（以变形监测数据信息为基础），因为机头核心没法安装三棱镜，根据测量P1，P2三棱镜归算获得P0的座标。

3、设备在曲线图顶管施工测量中的运用。自动导线测量设备在顶管施工中称作顶管施工自动正确引导测量系统软件，在顶管施工自动正确引导测量系统内，必须要在管道中的观测站上安装自动整理平整底座，自动整理平整底座借助12V的直流稳压电源作驱动力，当管道推动RTK整理平整受到损坏时，能够及时自动把设备的底座整理平整。

顶管施工自动正确引导测量系统软件在运行前应进行初始设置。①在计算机工作台帐中输入矿井导线起止点T1座标，T1-PL和T1-PR方向角；②在计算机工作台帐中输入管道中心线的设计元素：起、终点站座标，曲线图关键点坐标，曲线图原素，管道倾斜度等；③把各台RTK开展大约度盘定项，然后把定项值键入计算机文件，是为了开展第一次自动测量时，站点仪器设备可以很快寻找总体目标，启动系统电子计算机，开展自动测量。

结束语

总的来说，自动导线测量技术的应用超远距离顶管施工自动正确引导测量系统软件中的运用效果较好，这种技术都是基于自动化仪器设备和计算机自动化操纵的前提下开发出的，已造成工程项目学术界和测绘工程学术界的高度重视，坚信将在测量市场和工程项目施工测量中获得越来越多运用。

参考文献：

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[2]张正禄.工程测量学[J].武汉大学出版社，2015（10）.

[3]郑金淼.自动导线测量系统及其在顶管施工中的应用[J].测绘通报，2017（01）.