一、 概述
采用传统的方法进行隧道监控量测,具有成本低的主要优点,但在目前许多大断面隧道、且工期要求非常紧的情况下,用传统的方法其缺点也十分突出,主要表现在:
1、由于隧道断面,高度大,拱脚部位的测点在下台阶开挖后往往无法量测,拱顶下沉量测也非常困难。
2、量测时间长,对隧道的正常施工有一定干扰。
3、由于人工拉尺读数,测量结果容易受人为因素影响。
4、不能进行三维观测,无法真正了解隧道的变形状态。
为满足现代隧道快速、大跨、安全施工需求,现已越来越多地采用非接触监控量测。又叫全站仪三维非接触量测。可用于隧道拱顶下沉量测、隧道净空变化量测、隧道断面检查、掘进掌子面断面放样等。
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二、 非接触量测的工作原理
所谓非接触监控量测就是将全站仪安置在任意测站点,整平后,观测已知点的方向、距离和高程,通过反算,得出该测站点仪器中心的坐标和标高;然后观测被测点,根据测点的方向、距离计算出各测点的三维坐标,从而得出测点的三维位移矢量或测点相对收敛值,准确、快速地为施工提供参考数据。
三、非接触量测的实施
1、埋设测点
拱顶下沉、净空变化量测的埋点时间要基本一致。埋点前,应先制作反射靶标,优先选用直角棱镜。也可以用3mm左右厚度的铁片制作成70×70mm大小的方块,表面上贴上60×60mm的测量专用反光片;埋点有两种方法,一种是直接用膨胀螺栓将反射靶标锚固在初期支护的表面,另一种方法是在初期支护中预埋φ24左右大小的钢筋(或用电锤钻孔埋设),然后将反射靶标点焊在钢筋上。
2、固定基点
为方便、快速进行非接触量测,应在洞外或已成型、稳定的二衬砌地段设一基点,作为量测时全站仪的后视基点。基点应有确定的三维坐标(水平面坐标和标高),基点应经常复核,防止位移而发生观测数据不准。基点至全站仪之间应通视良好。
3、自由设站
以尽量不影响隧道施工为前提,将全站仪自由架设在隧道内任意位置,整平后即可。为了消除膜片倾斜对测距的影响,同一测点在每次量测时测站位置应大致相同。
4、测量数据
观测前,对全站仪进行调校,使仪器处于最佳状态。观测时,打开仪器的角度改正及补偿器功能,并对仪器进行气压和温度的气象改正。观测采用记录测量模式,所有观测数据均存储在模块内。观测时以反射靶标中心为照准点,采用双盘测回结合三次重复照准的冗余观测方法,即每一测站上分别用两个盘位连续、重复照准三次目标点,然后取平均值作为一次设站观测的结果。为提高测量精度,每次监测时,应在同一位置三次重复设站。
5、数据处理和分析
将每次测量记录按要求输入装有相应后处理程序的计算机,计算机将自动分析量测数据,并相应输出量测成果,并打印报表。