隧道多线形导线贯通测量方法

摘要

本发明属于沉管隧道工程测量技术领域，具体涉及一种隧道多线形导线贯通测量方法。该测量方法包括多线形联合锁网布设和多线形导线联合观测的步骤；其中，多线形联合锁网布设的步骤包括布设一洞外控制网、两个洞内全导线网以及一中廊道全导线网，并将各网形相互联系以形成多线形联合锁网；多线形导线联合观测的步骤包括测量并解算两个洞外起始点的GNSS坐标、将全站仪依次架设于洞外起始点以及洞内控制点和中廊道控制点处进行隧道贯通测量。本发明充分利用隧道结构，通过中廊道与左右车道同步布设贯通测量导线并联系测量的方式，增加多余观测数目和检核条件，提高了隧道的贯通测量精度，增强了测量结果的可靠性和稳定性。

权利要求

1.隧道多线形导线贯通测量方法，其特征在于，包括多线形联合锁网布设和多线形导线联合观测的步骤，其中，所述多线形联合锁网布设的步骤进一步包括：

在隧道进洞口外，布设对应左车道的左洞外起始点、对应右车道的右洞外起始点、以及多个洞外控制点，以组成洞外控制网；

在所述左车道内和右车道内，统一布设多个洞内控制点，以组成分别位于所述左车道内和右车道内的两套洞内全导线网；所述洞内全导线网的多个洞内控制点布设为沿隧道长度方向排列的多对洞内控制点组以及一出洞口控制点；每对所述洞内控制点组包括相对车道中线左右对称布设的两个洞内控制点，所述出洞口控制点位于隧道出洞口侧；

在中廊道内，预留贯通导线测量通道，并布设多个中廊道控制点，以组成中廊道全导线网；所述多个中廊道控制点布设为沿所述隧道长度方向排列的一中廊道进口控制点、多对中廊道控制点组以及一中廊道出口控制点；每对所述中廊道控制点组包括相对中廊道中线左右对称布设的两个中廊道控制点，所述中廊道进口控制点位于隧道进洞口侧，所述中廊道出口控制点位于隧道出洞口侧；位于所述隧道进洞口侧的洞内控制点组与中廊道进口控制点对应于隧道相同里程位置，其它洞内控制点组与中廊道控制点组一一对应于隧道相同里程位置，所述出洞口控制点与中廊道出口控制点对应隧道相同里程位置；

所述洞外控制网、中廊道全导线网以及两套洞内全导线网相互联系，形成多线形联合锁网；

所述多线形导线联合观测的步骤进一步包括：

在所述左洞外起始点、右洞外起始点及多个洞外控制点处同步架设GNSS接收机进行静态测量，以解算所述左洞外起始点和右洞外起始点的GNSS坐标；

在所述左洞外起始点、右洞外起始点、多个洞内控制点以及多个中廊道控制点处依次架设全站仪，依托所述多线形联合锁网进行隧道贯通测量。

2.根据权利要求1所述的隧道多线形导线贯通测量方法，其特征在于，所述左洞外起始点、右洞外起始点、洞外控制点、洞内控制点、中廊道控制点均为所述多线形联合锁网中的导线测量点；所述隧道贯通测量进一步包括如下步骤：边角测量步骤：在所述左洞外起始点处架设全站仪，对与所述左洞外起始点连接的各导线测量点进行边角测量；在所述右洞外起始点处架设全站仪，对与所述右洞外起始点连接的各导线测量点进行边角测量；依次在多个所述洞内控制点和多个中廊道控制点处架设全站仪，对与所述全站仪所在点位相连接的各导线测量点进行边角测量，依次迁站测量至所述出洞口控制点和中廊道出口控制点；

计算步骤：根据所述边角测量步骤中得到的测量结果，结合所述左洞外起始点和右洞外起始点的GNSS坐标，进行整体平差计算，以得到所述多线形联合锁网中各导线测量点的GNSS坐标结果；

检核步骤：在所述中廊道出口控制点处架设全站仪，后视靠近所述中廊道出口控制点处的中廊道控制点组中的一中廊道控制点，检核该中廊道控制点组中的另一中廊道控制点。

3.根据权利要求2所述的隧道多线形导线贯通测量方法，其特征在于，在所述边角测量步骤中，所述全站仪按顺时针或逆时针的顺序对各导线测量点进行边角测量。

说明书

隧道多线形导线贯通测量方法

技术领域

[0001] 本发明属于沉管隧道工程测量技术领域，具体涉及一种隧道多线形导线贯通测量方法。

背景技术

[0002] 沉管隧道设计贯通精度要求高，贯通测量导线网设计是隧道贯通测量的核心技术。沉管隧道结构一般包括左车道、右车道和检修所需的中廊道，目前沉管隧道贯通测量导线网都在左车道和右车道进行布设；然而，对于特长沉管隧道贯通测量而言，仅在左右车道布设贯通测量导线网，贯通测量的精度及可靠性风险大。

发明内容

[0003] 针对相关技术中存在的不足之处，本发明提供一种隧道多线形导线贯通测量方法，用以提高隧道的贯通测量精度，增强测量结果的可靠性和稳定性。

[0004] 本发明的隧道多线形导线贯通测量方法，包括多线形联合锁网布设和多线形导线联合观测的步骤，其中，

[0005] 多线形联合锁网布设的步骤进一步包括：

[0006] 在隧道进洞口外，布设对应左车道的左洞外起始点、对应右车道的右洞外起始点、以及多个洞外控制点，以组成洞外控制网；

[0007] 在左车道内和右车道内，统一布设多个洞内控制点，以组成分别位于左车道内和右车道内的两套洞内全导线网；

[0008] 在中廊道内，预留贯通导线测量通道，并布设多个中廊道控制点，以组成中廊道全导线网；

[0009] 洞外控制网、中廊道全导线网以及两套洞内全导线网相互联系，形成多线形联合锁网；

[0010] 多线形导线联合观测的步骤进一步包括：

[0011] 在左洞外起始点、右洞外起始点及多个洞外控制点处同步架设GNSS接收机进行静态测量，以解算左洞外起始点和右洞外起始点的GNSS坐标；

[0012] 在左洞外起始点、右洞外起始点、多个洞内控制点以及多个中廊道控制点处依次架设全站仪，依托多线形联合锁网进行隧道贯通测量。

[0013] 上述技术方案，充分利用隧道结构，通过中廊道与左右车道同步布设贯通测量导线并联系测量的方式，增加多余观测数目和检核条件，提高了隧道的贯通测量精度，增强了测量结果的可靠性和稳定性。

[0014] 在其中一些实施例中，洞内全导线网的多个洞内控制点布设为沿隧道长度方向排列的多对洞内控制点组以及一出洞口控制点；每对洞内控制点组包括相对车道中线左右对
称布设的两个洞内控制点，出洞口控制点位于隧道出洞口侧。

[0015] 在其中一些实施例中，多个中廊道控制点布设为沿隧道长度方向排列的一中廊道进口控制点、多对中廊道控制点组以及一中廊道出口控制点；每对中廊道控制点组包括相
对中廊道中线左右对称布设的两个中廊道控制点，中廊道进口控制点位于隧道进洞口侧，
中廊道出口控制点位于隧道出洞口侧。

[0016] 在其中一些实施例中，位于隧道进洞口侧的洞内控制点组与中廊道进口控制点对应于隧道相同里程位置，其它洞内控制点组与中廊道控制点组一一对应于隧道相同里程位
置，出洞口控制点与中廊道出口控制点对应隧道相同里程位置。

[0017] 在其中一些实施例中，左洞外起始点、右洞外起始点、洞外控制点、洞内控制点、中廊道控制点均为多线形联合锁网中的导线测量点；隧道贯通测量进一步包括如下步骤：

[0018] 边角测量步骤：在左洞外起始点处架设全站仪，对与左洞外起始点连接的各导线测量点进行边角测量；在右洞外起始点处架设全站仪，对与右洞外起始点连接的各导线测
量点进行边角测量；依次在多个洞内控制点和多个中廊道控制点处架设全站仪，对与全站
仪所在点位相连接的各导线测量点进行边角测量，依次迁站测量至出洞口控制点和中廊道
出口控制点；

[0019] 计算步骤：根据边角测量步骤中得到的测量结果，结合左洞外起始点和右洞外起始点的GNSS坐标，进行整体平差计算，以得到多线形联合锁网中各导线测量点的GNSS坐标
结果；

[0020] 检核步骤：在中廊道出口控制点处架设全站仪，后视靠近中廊道出口控制点处的中廊道控制点组中的一中廊道控制点，检核该中廊道控制点组中的另一中廊道控制点。

[0021] 在其中一些实施例中，在边角测量步骤中，全站仪按顺时针或逆时针的顺序对各导线测量点进行边角测量。

[0022] 基于上述技术方案，本发明实施例中的隧道多线形导线贯通测量方法，通过中廊道与左右车道同步布设贯通测量导线并联系测量的方式，增加多余观测数目和检核条件，
形成较强的网形图形结构，提高了隧道的贯通测量精度，增强了测量结果的可靠性和稳定
性，满足日益提高的沉管隧道贯通设计精度要求以及特长隧道贯通测量精度需求，实现对
隧道的精确贯通测量，从而保证隧道施工测量精度，确保隧道各个开挖面之间的准确贯通。

附图说明

[0023] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0024] 图1为本发明的多线形联合锁网布设图；

[0025] 图2为本发明的多线形导线联合观测的流程图。

[0026] 图中：

[0027] 1、左车道；2、右车道；3、中廊道；

[0028] D1/D2/D3、洞外控制点；LX1、左洞外起始点；RX1、右洞外起始点；

[0029] L1/L2/L3/L4/L5/L6/L7/L8/L9/L10、左洞内控制点；

[0030] R1/R2/R3/R4/R5/R6/R7/R8/R9/R10、右洞内控制点；

[0031] Z0、中廊道进口控制点；Z1/Z2/Z3/Z4/Z5/Z6/Z7/Z8、中廊道控制点；

[0032] ML、左出洞口控制点；MR、右出洞口控制点；MZ、中廊道出口控制点。

具体实施方式

[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，
都属于本发明保护的范围。

[0034] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的
限制。

[0035] 术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

[0036] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0037] 本发明基于日益提高的沉管隧道贯通设计精度要求以及特长隧道贯通测量精度需求，通过在沉管隧道设计之初与设计联动，于隧道贯通施工期间在隧道洞口中廊道预留
贯通导线测量通道，使隧道具备中廊道与左右车道同步布设贯通测量导线网和联系测量的
条件，以期提升贯通测量精度、贯通测量的可靠性及观测数据的稳定性。

[0038] 如图1、图2所示，本发明的隧道多线形导线贯通测量方法，包括多线形联合锁网布设和多线形导线联合观测的步骤；可以理解的是，本发明是依托多线形联合锁网进行多线形导线联合观测，从而实现对隧道的贯通测量。

[0039] 多线形联合锁网布设的步骤进一步包括：

[0040] 1）在隧道进洞口外，布设对应左车道1的左洞外起始点LX1、对应右车道2的右洞外起始点RX1、以及多个洞外控制点，以组成洞外控制网。

[0041] 需要说明的是，洞外控制点的数量包括但不限于三个，如图1所示的洞外控制点D1、D2、D3，洞外控制点D1、D2、D3位于左洞外起始点LX1和右洞外起始点RX1以外的不同方位上，以增强洞外控制网的图形结构。

[0042] 2）在左车道1内和右车道2内，统一布设多个洞内控制点，以组成分别位于左车道1内和右车道2内的两套洞内全导线网，也即左车道1内和右车道2内的洞内全导线网的网形一致。

[0043] 3）在中廊道3内，预留贯通导线测量通道，并布设多个中廊道控制点，以组成中廊道全导线网。

[0044] 4）将洞外控制网、中廊道全导线网以及两套洞内全导线网相互联系，形成多线形联合锁网；因此，多线形联合锁网通过中廊道与左右车道同步布设贯通测量导线并相互联
系的方式，增加了多余观测数目和检核条件，形成了较强的网形图形结构。

[0045] 多线形导线联合观测的步骤具体包括：

[0046] 1）在左洞外起始点LX1、右洞外起始点RX1及多个洞外控制点处同步架设GNSS接收机进行静态测量，静态测量完成后收回GNSS接收机；根据静态测量的结果来解算左洞外起
始点和右洞外起始点的GNSS坐标。

[0047] 可以理解的是，左洞外起始点LX1、右洞外起始点RX1为洞外控制网的网点也即投点，为中廊道全导线网以及两套洞内全导线网提供起算数据。

[0048] 2）在左洞外起始点LX1、右洞外起始点RX1、多个洞内控制点以及多个中廊道控制点处依次架设全站仪，依托多线形联合锁网进行隧道贯通测量。

[0049] 上述示意性实施例，充分利用隧道结构，通过中廊道与左右车道同步布设贯通测量导线并联系测量的方式，增加多余观测数目和检核条件，提高了隧道的贯通测量精度，增强了测量结果的可靠性和稳定性。

[0050] 如图1所示，在一些实施例中，左车道1内的洞内全导线网的多个洞内控制点从隧道进洞口侧开始布设，沿隧道长度方向排列有五对左洞内控制点组以及以一左出洞口控制
点ML；五对左洞内控制点组分别为L1/L2、L3/L4、L5/L6、L7/L8、L9/L10，其中每对左洞内控制点组包括两个左洞内控制点，如L1和L2，相对左车道1中线左右对称布设；左出洞口控制点ML位于左车道1对应的隧道出洞口侧。同样地，右车道2内的洞内全导线网的多个洞内控
制点从隧道进洞口侧开始布设，沿隧道长度方向排列有五对右洞内控制点组以及以一右出
洞口控制点MR；五对右洞内控制点组分别为R1/R2、R3/R4、R5/R6、R7/R8、R9/R10，其中每对右洞内控制点组包括两个右洞内控制点，如R1和R2，相对右车道2中线左右对称布设；右出洞口控制点MR位于右车道2对应的隧道出洞口侧。可以理解的是，左洞内控制点组和左洞内控制点组的数量包括但不限于五对。

[0051] 进一步地，左车道1和右车道2内的洞内全导线网均为边连接，且重叠四边形较多，图形结构较强，利于隧道的贯通测量；另外，左车道1内的左洞内控制点组及左出洞口控制点ML与右车道2内的右洞内控制点组及右出洞口控制点MR一一对应于隧道相同里程位置。

[0052] 上述示意性实施例，实现了左车道1和右车道2内的两套洞内全导线网的规整布设。

[0053] 如图1所示，在一些实施例中，中廊道全导线网的多个中廊道控制点从隧道进洞口侧开始布设，沿隧道长度方向排列有一中廊道进口控制点Z0、四对中廊道控制点组以及一
中廊道出口控制点MZ。四对中廊道控制点组分别为Z1/Z2、Z3/Z4、Z5/Z6、Z7/Z8，其中，每对中廊道控制点组包括两个中廊道控制点，如Z1和Z2，相对中廊道3中线左右对称布设；中廊道进口控制点Z0位于隧道进洞口侧，中廊道出口控制点MZ位于隧道出洞口侧。可以理解的
是，中廊道控制点组的数量包括但不限于四对。进一步地，中廊道3内的中廊道全导线网均为边连接，且重叠四边形较多，图形结构较强，利于隧道的贯通测量。该示意性实施例，实现了中廊道3内的中廊道全导线网的布设。

[0054] 如图1所示，在一些实施例中，位于隧道进洞口侧的洞内控制点组，即洞内控制点L1、L2、R2、R1，与中廊道进口控制点Z0对应于隧道相同里程位置。其它洞内控制点组与中廊道控制点组一一对应于隧道相同里程位置，如L3、L4、Z2、Z1、R4、R3对应隧道相同里程位置。
出洞口控制点ML、MR与中廊道出口控制点MZ对应隧道相同里程位置。该示意性实施例，实现了中廊道全导线网与两套洞内全导线网之间的相互联系，且使多线形联合锁网的网形结构
更为规整。

[0055] 如图1、图2所示，在一些实施例中，左洞外起始点LX1、右洞外起始点RX1、洞外控制点、洞内控制点、中廊道控制点均为多线形联合锁网中的导线测量点。多线形导线联合观测步骤中的隧道贯通测量进一步包括如下步骤：

[0056] 1）边角测量步骤：

[0057] 在左洞外起始点LX1处架设全站仪，对与左洞外起始点LX1连接的各导线测量点进行边角测量；

[0058] 在右洞外起始点RX1处架设全站仪，对与右洞外起始点RX1连接的各导线测量点进行边角测量；

[0059] 依次在多个洞内控制点和多个中廊道控制点处架设全站仪，对与全站仪所在点位相连接的各导线测量点进行边角测量，依次迁站测量至左出洞口控制点ML、右出洞口控制
点MR和中廊道出口控制点MZ；

[0060] 2）计算步骤：

[0061] 根据边角测量步骤中得到的测量结果，结合左洞外起始点LX1和右洞外起始点RX1的GNSS坐标，进行整体平差计算，以得到多线形联合锁网中各导线测量点的GNSS坐标结果；

[0062] 3）检核步骤：

[0063] 在中廊道出口控制点MZ处架设全站仪，后视靠近中廊道出口控制点MZ处的中廊道控制点组中的一中廊道控制点，检核该中廊道控制点组中的另一中廊道控制点，防止出现
粗差，确保贯通测量工作严谨准确，进而完成隧道的贯通测量工作。

[0064] 可以理解的是，在隧道贯通测量中，架设全站仪、棱镜等的操作方法、边角测量的方式方法、导线测量点的GNSS坐标计算等，为本领域技术人员所熟知，在此不做展开和赘述。

[0065] 在一些实施例中，在边角测量步骤中，全站仪按顺时针或逆时针的顺序对各导线测量点进行边角测量，以便提高测量效率。

[0066] 下面参考图1‑2，说明本发明的隧道多线形导线贯通测量方法的主要工作过程：

[0067] 1）在隧道进洞口外，布设对应左车道1的左洞外起始点LX1、对应右车道2的右洞外起始点RX1、以及三个洞外控制点，以组成洞外控制网；在左车道1和右车道2内分别布设洞内全导线网，在中廊道3布设中廊道全导线网，将各网形相互联系形成多线形联合锁网；

[0068] 2）在LX1、RX1、D1、D2、D3同步架设GNSS接收机进行静态测量，以解算LX1和RX1的GNSS坐标；

[0069] 3）在RX1点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对D1、LX1、D2、D3、R1、R2、Z0点进行边角测量；

[0070] 在LX1点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对D1、D2、RX1、D3、Z0、L2、L1点进行边角测量；

[0071] 在R1点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对RX1、R3、R4、R2、Z0、L2、L1点进行边角测量；

[0072] 在R2点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对RX1、R1、R3、R4、Z0、L2、L1点进行边角测量；

[0073] 在Z0点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对LX1、RX1、R2、R1、Z1、Z2、L2、L1点进行边角测量；

[0074] 在L2点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对LX1、Z0、R2、R1、L4、L3、L1点进行边角测量；

[0075] 在L1点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对LX1、L2、Z0、R2、R1、L4、L3点进行边角测量；

[0076] 在R3点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对R2、R1、R5、R6、R4、Z1、Z2、L4、L3点进行边角测量；

[0077] 在R4点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对R2、R1、R3、R5、R6、Z1、Z2、L4、L3点进行边角测量；

[0078] 在Z1点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对Z0、R4、R3、Z3、Z4、Z2、L4、L3点进行边角测量；

[0079] 在Z2点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对Z0、Z1、R4、R3、Z3、Z4、L4、L3点进行边角测量；

[0080] 在L4点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对L1、L2、Z2、Z1、R4、R3、L6、L5、L3点进行边角测量；

[0081] 在L3点架设全站仪，按顺时针或逆时针的顺序，对L1、L2、L4、Z2、Z1、R4、R3、L6、L5点进行边角测量；

[0082] 按上述测量流程，依次迁站测量至ML点、MR点和MZ点；可以理解的是，每次边角测量时，起测点的位置不作限定；

[0083] 4）根据上述边角测量步骤中得到的测量结果，结合左洞外起始点LX1和右洞外起始点RX1的GNSS坐标，进行整体平差计算，以得到多线形联合锁网中各导线测量点的GNSS坐标结果；

[0084] 5）在MZ点处架设全站仪，后视Z8点，检核Z7点；或后视Z7点，检核Z8点；进而完成隧道的贯通测量工作。

[0085] 综上所述，本发明的隧道多线形导线贯通测量方法，充分利用隧道结构，通过中廊道与左右车道同步布设贯通测量导线并联系测量的方式，增加多余观测数目和检核条件，形成较强的网型图形结构，提高了隧道的贯通测量精度，增强了测量结果的可靠性和稳定
性，满足日益提高的沉管隧道贯通设计精度要求以及特长隧道贯通测量精度需求，实现对
隧道的精确贯通测量，从而保证隧道施工测量精度，确保隧道各个开挖面之间的准确贯通，具有较高的推广价值和良好的应用前景。

[0086] 最后应当说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

[0087] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体
实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，
其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。