低凈空高壓線垂測精確定位方法和裝置

呂濤，陳亞軍，周俊，盧井鑫

（中建五局土木工程有限公司，長沙410004）

1 引言

在傳統(tǒng)的測量放線施工中，往往都需要進行物體構(gòu)件垂直投影位置的定位，如采用全站儀進行高壓線高度測量時，需精準(zhǔn)定位高壓線垂直投影至地面的位置[1～3]。然而，在實際垂直投影定位時，往往采用肉眼進行判斷，導(dǎo)致測量結(jié)果存在誤差，影響后續(xù)施工。本文根據(jù)實際工程測量需求，研究確定了一種用于低凈空高壓線垂直投影精確定位的測量方法和裝置，以提高測量精度，保證工程質(zhì)量。

2 垂測精確定位原理與裝置

為了能準(zhǔn)確測得高壓線的地面垂直投影位置，可根據(jù)光的直線傳播原理[4～6]，當(dāng)光透過2 個同一鉛垂線上的孔后，投影至地面的光則為2 個孔垂直投影至地面的位置，如圖1 所示。

圖1 小孔垂直投影示意圖

根據(jù)上述原理制作一個簡易的垂測裝置（見圖2），主要由一個頂面開口的不透光的盒子構(gòu)成，尺寸為：長20cm、寬15cm、高20cm。將盒子劃分為上下2 個區(qū)域，同時，采用不透光的中隔板將盒子上區(qū)域分割成左右均勻的2 部分；下區(qū)域安裝水平傾斜45°且相互對稱的2 塊反光鏡。隨后在盒子上區(qū)域的左右兩側(cè)分別安裝2 塊透明玻璃板，左側(cè)2 塊玻璃板成為目鏡玻璃板，右側(cè)2 塊玻璃板成為物鏡玻璃板，故一共有4 塊玻璃板，分別在兩側(cè)玻璃板上標(biāo)記定位準(zhǔn)心，且定位準(zhǔn)心在同一鉛垂線上，同時，需保證在玻璃板的上方往下觀測時，通過2 塊45°且相互對稱的2 塊反光鏡折射后，4 個定位準(zhǔn)心能夠重合。隨后將萬向水準(zhǔn)泡置于盒子上。

圖2 垂測裝置示意圖

隨后將一個雙叉三腳架與盒子連接，雙叉三腳架包括2根伸縮桿、1 根對中桿。其中，對中桿通過連接基座與盒子的底端連接固定，長度為1.4～1.5m，同時，保證對中桿的中心點與物鏡玻璃板的定位標(biāo)記準(zhǔn)心在同一鉛垂線上。

3 垂測精確定位方法

在進行地面垂直投影定位時，將該裝置人工立于需定位的物體或點的下方，通過調(diào)節(jié)雙叉三腳架的伸縮桿同時查看萬向水準(zhǔn)泡的位置進行裝置的水平調(diào)平，隨后從目鏡玻璃板上方向下往裝置內(nèi)觀測，觀測時視角要求為裝置內(nèi)部2 塊目鏡玻璃板上的定位標(biāo)記準(zhǔn)心重合，由于裝置內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)以及折射原理，盒內(nèi)全部4 塊玻璃板上的定位標(biāo)記準(zhǔn)心也會全部重合。同時，裝置上方的物體或點通過物鏡玻璃板成像在反光鏡上，若在觀測時4 塊玻璃板的定位標(biāo)記準(zhǔn)心與反光鏡中成像的需定位的物體或點全部重合，則表示物體或點的垂直投影位置定位完成，即雙叉三腳架對中桿的中心點位置；反之則不是，此時就要根據(jù)觀測時需定位的物體或點同玻璃板的定位標(biāo)記準(zhǔn)心的相對偏差關(guān)系進行位置調(diào)整，直至反光鏡成像的需定位的物體或點與玻璃板上的定位標(biāo)記準(zhǔn)心重合，如圖3 所示。

圖3 定位方法示意圖

需要注意的是，若在觀測時，裝置內(nèi)4 塊玻璃板的定位標(biāo)記準(zhǔn)心始終不能全部重合，就表示該裝置內(nèi)部的玻璃板或反光鏡產(chǎn)生移動，即裝置存在損壞現(xiàn)象無法進行垂測定位，應(yīng)及時進行更換或校正。

4 工程應(yīng)用

長沙市萬家麗220kV 電力隧道項目是湖南省首條電力盾構(gòu)隧道，本工程沿線留設(shè)3 個盾構(gòu)工作井和7 個電纜出線井，井深20～30m 不等，其中有6 個豎井位于高壓線正下方，高壓線最低設(shè)計凈空僅12.3m（見圖4）。

圖4 豎井受高壓線影響示意圖

受高壓線影響，在施工過程中需要進行低凈空條件的深基坑開挖，無論是高壓線的高度確定還是深基坑開挖時設(shè)備的使用，都需要準(zhǔn)確確定高壓線在地面上的垂直投影位置。通過該垂測定位的方法和裝置對高壓線進行垂直投影定位，定位過程高效準(zhǔn)確，較好地解決了本工程低凈空施工難題，同時對方法與裝置進行技術(shù)提煉，形成專利[7]并成功授權(quán)。

5 結(jié)語

該垂測定位的方法和裝置操作簡單、定位準(zhǔn)確、制作精巧、能肉眼識別定位裝置是否損壞，可應(yīng)用在高壓線的高度測量、樓面預(yù)留孔定位以及需垂準(zhǔn)定位的相關(guān)安裝施工中，具有很強的通用性和良好的社會效益以及較好的推廣應(yīng)用前景。