低净空高压线垂测精确定位方法和装置

2020-03-29吕涛陈亚军周俊卢井鑫

工程建设与设计 2020年3期

吕涛，陈亚军，周俊，卢井鑫

（中建五局土木工程有限公司，长沙410004）

1 引言

在传统的测量放线施工中，往往都需要进行物体构件垂直投影位置的定位，如采用全站仪进行高压线高度测量时，需精准定位高压线垂直投影至地面的位置[1～3]。然而，在实际垂直投影定位时，往往采用肉眼进行判断，导致测量结果存在误差，影响后续施工。本文根据实际工程测量需求，研究确定了一种用于低净空高压线垂直投影精确定位的测量方法和装置，以提高测量精度，保证工程质量。

2 垂测精确定位原理与装置

为了能准确测得高压线的地面垂直投影位置，可根据光的直线传播原理[4～6]，当光透过2 个同一铅垂线上的孔后，投影至地面的光则为2 个孔垂直投影至地面的位置，如图1 所示。

图1 小孔垂直投影示意图

根据上述原理制作一个简易的垂测装置（见图2），主要由一个顶面开口的不透光的盒子构成，尺寸为：长20cm、宽15cm、高20cm。将盒子划分为上下2 个区域，同时，采用不透光的中隔板将盒子上区域分割成左右均匀的2 部分；下区域安装水平倾斜45°且相互对称的2 块反光镜。随后在盒子上区域的左右两侧分别安装2 块透明玻璃板，左侧2 块玻璃板成为目镜玻璃板，右侧2 块玻璃板成为物镜玻璃板，故一共有4 块玻璃板，分别在两侧玻璃板上标记定位准心，且定位准心在同一铅垂线上，同时，需保证在玻璃板的上方往下观测时，通过2 块45°且相互对称的2 块反光镜折射后，4 个定位准心能够重合。随后将万向水准泡置于盒子上。

图2 垂测装置示意图

随后将一个双叉三脚架与盒子连接，双叉三脚架包括2根伸缩杆、1 根对中杆。其中，对中杆通过连接基座与盒子的底端连接固定，长度为1.4～1.5m，同时，保证对中杆的中心点与物镜玻璃板的定位标记准心在同一铅垂线上。

3 垂测精确定位方法

在进行地面垂直投影定位时，将该装置人工立于需定位的物体或点的下方，通过调节双叉三脚架的伸缩杆同时查看万向水准泡的位置进行装置的水平调平，随后从目镜玻璃板上方向下往装置内观测，观测时视角要求为装置内部2 块目镜玻璃板上的定位标记准心重合，由于装置内部安装结构以及折射原理，盒内全部4 块玻璃板上的定位标记准心也会全部重合。同时，装置上方的物体或点通过物镜玻璃板成像在反光镜上，若在观测时4 块玻璃板的定位标记准心与反光镜中成像的需定位的物体或点全部重合，则表示物体或点的垂直投影位置定位完成，即双叉三脚架对中杆的中心点位置；反之则不是，此时就要根据观测时需定位的物体或点同玻璃板的定位标记准心的相对偏差关系进行位置调整，直至反光镜成像的需定位的物体或点与玻璃板上的定位标记准心重合，如图3 所示。

图3 定位方法示意图

需要注意的是，若在观测时，装置内4 块玻璃板的定位标记准心始终不能全部重合，就表示该装置内部的玻璃板或反光镜产生移动，即装置存在损坏现象无法进行垂测定位，应及时进行更换或校正。

4 工程应用

长沙市万家丽220kV 电力隧道项目是湖南省首条电力盾构隧道，本工程沿线留设3 个盾构工作井和7 个电缆出线井，井深20～30m 不等，其中有6 个竖井位于高压线正下方，高压线最低设计净空仅12.3m（见图4）。

图4 竖井受高压线影响示意图

受高压线影响，在施工过程中需要进行低净空条件的深基坑开挖，无论是高压线的高度确定还是深基坑开挖时设备的使用，都需要准确确定高压线在地面上的垂直投影位置。通过该垂测定位的方法和装置对高压线进行垂直投影定位，定位过程高效准确，较好地解决了本工程低净空施工难题，同时对方法与装置进行技术提炼，形成专利[7]并成功授权。