西安地铁施工用"千里眼" 缩小暗挖隧道贯通误差

      如何实现地铁隧道的精确贯通？5月下旬，一项被称为“贯通千里眼”的隧道定向设备——高精度磁悬浮陀螺全站仪被尝试用于地铁2号线南康村至方新村段。该设备属西安本土自主研发，能进行地铁隧道精确定向，在国内地铁建设领域属首次尝试。       尝试“千里眼”缩小暗挖隧道贯通误差
      西安地铁2号线进入“盾构时代”后，如何顺利实现盾构隧道，特别是暗挖段隧道的精确贯通，是地铁建设测绘工程师们需要费尽心思破解的技术难题。
      目前，2号线5段区间隧道开挖，因地质、环境等条件制约，都将采用浅埋暗挖法施工。施工法不仅要从地面打深20米左右的竖井，而且还要井下水平开挖。
      “盾构隧道，因为使用进口盾构机械，均自带精确制导系统，误差非常微小；但在车站连接处，还有暗挖隧道区间，精确定向难度比较大，传统悬吊钢丝的测量方法误差相对较大。”西安地铁办工程处高级工程师姜雁飞说，地铁整体道床铺轨要求高程贯通测量误差在25mm内，尝试使用新技术，代替传统方法，目的是打造高质量的地铁。
      在这种环境下，5月下旬，刚刚完成研发的高精度磁悬浮陀螺全站仪被尝试使用。在地铁2号线南康村至方新村段暗挖区间，在测绘行业专家的参与下，该设备完成地铁领域的首次现场试验。
      “贯通千里眼”比传统方法效率提高5～10倍
      据了解，陀螺全站仪可以在纬度75度以下的任意地点自主确定过该点的地球子午线方向(又称真北方向)及任一边的陀螺方位角和坐标方位角，是一种用途广泛的重要测量仪器。而一次定向标准偏差优于5秒的高精度自动陀螺经纬仪是高精度大地测量、精密工程测量、国防等领域急需的仪器。
      由长安大学和位于我省的航天16所花费6年自主研发成功的高精度磁悬浮陀螺全站仪属国内首台，具有独立知识产权。目前已成功应用于我国厦门海底隧道、上海长江隧道、锦屏特大水利隧道等国家大型工程，而用于地铁在全国还是首次。该系统能无依托、自主式寻北测定目标的方位角，除架设调平及瞄准之外，整个测量过程无需手工操作，测量结束后，自动给出瞄准目标的法线与真北方位角，据此可以确定任意方向线的坐标方位角，实现准确贯通和精确定向。
      据主要研发人长安大学杨志强教授称，该设备定向原理是，借助磁悬浮将24000转/分钟高速旋转的陀螺马达浮起，在8分钟内自动测定6万组陀螺马达与地球自转形成的寻北力矩及角位移，从而自主进行地铁隧道的精确定向。在隧道贯通使用上，被称为“贯通千里眼”，比传统方法效率可以提高5～10倍。
      姜雁飞说，他们正在就该仪器测量数据与传统工法所测数据比照，如果实践证明测量效果极佳，不排除在2号线隧道贯通时广泛应用的可能。