GPS技术在隧道施工控制测量中的应用.docVIP

GPS技术在隧道施工控制测量中的应用 　　摘要：随着测量技术的发展，现在隧道测量技术也在不断的更新。GPS测量具有精度高、灵活性强等特点，已广泛应用于我国国民经济建设的各个行业。尤其是在比较长的隧道测量中GPS技术已经被广泛的应用。在隧道测量中关键性问题就是控制网的建立，建立控制网后就是测量方案的制定，制定测量方案的关键点就是测量方法与测量仪器的选择。隧道测量中采用比较广泛的就是GPS技术和红外线测距仪、全站仪广泛应用于隧道测量中[1]。 　　关键词：GPS技术；施工；控制测量 　　中图分类号：U452文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）05（a）-0000-00 　　近年来，随着GPS测量技术的发展，工程测量的作业方法更是发生了历史性的变革。目前，国内已逐步采用GPS技术建立隧道测量首级高精度控制网，然后用常规方法布设导线加密。GPS在隧道工程中的应用，目前主要是用于建立各种隧道工程控制网及高程控点等。随着高等级公路的迅速发展，对勘测技术提出了更高的要求，由于线路长，已知点少，因此，用常规测量手段不仅布网困难，而且难以满足高精度的要求。 　　GPS在测量中的作用是给出每个测量点精确的坐标位置，然后通过坐标位置得到各个测量点的距离和空间位置。随着该技术的飞速发展和普及，GPS定位技术将在城市建设及工程测量中得到更加广泛的应用。由于GPS定位技术自身独特而强大的功能，际测量工作中比常规控制测量具有更大的优越性[1]。 　　1.GPS测量定位组成和原理 　　GPS由三部分构成：用户装置部分，主要由卫星天线和GPS接收机组成，它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进行导航定位等工作。空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个道平面上。地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站以及通讯辅助系统组成。 　　GPS测量定位原理：GPS定位也是利用测距交会的原理确定点位。采用无线电测距的方法，分别测得了接收机的信号可交会出用户接收机的空间位置。虽然GPS卫星是在不停的运动中，但总可以利用固定于地面上的无线电测距仪同时测定某一时刻的空间距离，应用测距交会的原理便可确定该时刻卫星的空间位置，这便是GPS卫星定位的基本原理。 　　2.GPS技术在隧道施工测量中的应用 　　2.1工程概况 　　上海长江隧道工程连接上海浦东和长兴岛。采用盾构法施工，隧道全长7.5km，直径为15m。是目前世界上盾构连续施工最长的隧道；也是目前世界上最大的盾构法隧道。 　　本工程东线隧道起始里程为SK0+483.14m，终止里程为SK7+954.79m，全长7471.65m；其中江中段（五好沟大堤～长兴岛大堤）长度为6872.37m。隧道坡度平缓，最大坡度为2.9%，最小平面曲率半径为R4000m。 　　2.2工程特点 　　上海长江隧道是目前中国地质条件最复杂、工程技术含量最高、施工难度最大的江底隧道工程。中国工程技术人员在开挖这一江底隧道的过程中，成功攻克了五大世界性施工技术难题，这五大难题一是姿态控制；二是高水压；三是超浅埋；四是强透水；五是长距离掘进。 　　2.3 GPS 隧道控制网选点要求 　　为确保GPS 观测质量，提高工作效率，方便施工测量， 隧道GPS 控制网选点时应注意以下几点： 因为GPS是接收电子频率的，选点的时候要远离电磁波的地方，为发避免多路径的影响，需要离开有反射的地方同时也要注意高电磁物体的影响，尽量远离高电磁物体以减小电磁波对GPS 接收信号的干扰。 要选择尽量开阔的地方，每个洞口两相邻点间的距离保证在300 m-500m 之间，且要相互通视，以便常规测量仪器的施工放样。控制点位应尽量等高、等距布设，以减弱观测调焦和垂线偏差对进洞连接角的影响。这样使GPS能接收到更多的GPS卫星。交通便利，便于保存已知点，还要考虑到常规仪器的联测。控制点应尽量沿隧道轴线布置，控制点埋设要稳固，最好埋设在基岩上，以便保持长久稳定[2]。 　　2.3隧道内导线布置 　　在进行隧道测量时应该注意隧道内导线布置，隧道测量的关键点就是控制网设置和导线点的设置，所以隧道内导线布置应放在第一位，在进行测量及时的隧道内导线点的变化，如果发现隧道内导线点发生变化应该及时的纠正，在进行测量控制点的布控[2]。 　　2.4GPS 控制网网型设计 　　根据设计参数计算洞内中线点的设计坐标和高程。坐标反算得到测设数据，即洞内中线点与洞口控制点之间的距离、角度和高差关系。测设隧道中线时，通常每掘进20m埋设一个中线桩。在做GPS控制测量时首先是从地方已知高等级的参考点引测至测区，然后以此点为参考点，在平差的时候首先进行无约束平差，检测是否存在粗差，然后约束平差得出平差结果。GPS 控制网网型设计应满足以下的要求