全站仪水平收敛监测技术在铁路客专隧道中的应用

外可以准确的知道任一监测点单点的收敛动态。 参考文献 [ 1] 陆国胜 , 测 量学[ M ] . 北京 , 测绘出版社 , 2000. [ 2] 范百兴 , 夏 治国 . 全站仪无棱 镜测距及精 度分析 [ J] . 北京 测绘 , 2004. [ 3] 郭 毅 . 大 断面隧道净 空水 平收 敛监 测技 术 [ J] . 西 部探 矿工程 , 2007. [ 4] 彭 述 , 王 志 . 全站仪免棱镜测量 技术在隧 道开挖净空 测量中的应用 [ J] . 资源环境与工程 , 2010
云桂高铁客运专线广 西百色 境内某 隧道起 讫里 程桩号 为 DK 260+ 078~ DK 261+ 750, 该隧 道全长 1672m, 属中低 山剥蚀地貌 , 地形起伏大 , 地面高程 200- 400m, 相对高差小 于 200m, 隧区内 山 体陡 峭 , 河 谷深 切。根 据设 计 及有 关规 定 , 该隧道净空 水平收敛为必测项目。采用上述技术对该隧 道 DK 260+ 100 断面 进行监 测 , 监测数据 如下 , 作为 实例参 考。 ( 见下页 )
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新建云桂铁路 ( 广西段 )
隧道净空变化全站仪量测记录表
五、 结论
综上所述 , 可以得到如下结论 : 1) 全站仪水平收敛 监测 技术在 高速 铁路客 专隧 道净空 水平收敛监测中是可以应用的。 2) 全站仪水平收敛 监测 相对于 普通 收敛计 更有 以下优 势: 无需架设长梯 , 只要测 站点 与监测 点通 视就可 以 进行 , 方便了监测数据的取得。对于高铁客专隧 道断面大净 空 , 全 站仪不存在收敛计自身悬空重力对其量测 精度影响 问题 , 另
全站仪水平收敛监测技术在铁路客专隧道中的应用
李大为
( 中铁十九局集团第三工程有限公司 , 辽宁 辽阳 111000) 摘要 : 全站仪在隧道监控量测领域中越来越受青睐 , 隧 道净空 水平收 敛监测 是隧道围 岩变形 监测的 必测项 目 , 介 绍全站 仪在高铁客专隧道净空水平收敛监测的工作原理及工作方法 , 并进行监测误差分析 , 结合实例为此 类技术提供借鉴 。 关键词 : 全站仪 、 水平收敛 、 坐标 、 监测 中图分类号 : T U 45 文献标志码 : A 文章编号 : 1671 1009( 2010) 12 0161 02 近年来铁路客运专线隧道修建技术速度发展 , 隧道断面 净空较大。通常净空水平收敛监测是利用收敛计进行 , 但由 于变形监测点埋设于拱 腰位置 , 高于 地面 , 实际操 作起 来很 不方便。客 专隧道断面的增大 , 普通水平收敛计在实 际监测 中很难发挥其作用。全站仪 以其高 度自动 化和准 确快 捷的 测量功能在隧道监控量 测中备 受青睐。所 谓用全 站仪 进行 水平收敛监测的技术 , 就是通过测量收敛点的 相对坐标的变 化来间接监测水平收敛 , 其最 大的优 点是无 须够着 监测 点 , 只要求通视便可。此技术在 距离一 定的情 况下其 监测 精度 主要由测角精度和测距精度来决定 , 现阶段使用的全站 仪 ( 2 , 2mm+ 2ppm) 这两方面精度完全可以达到。 越大其影响越小 , 如果布点时能够保证两侧收敛点与测站点 的距离大致相等时 , 可以忽略对点误差的影响。此结论已有 论证 , 在这里不予论证。 2) 坐标误差。全站仪 的坐标 计算主 要通过 测角 及测距 来进行的 , 故坐 标的误差由测角误差和测距误差组成。通常 监测使用的全站仪测角精度很 高 , 以测 角误差为 2 的全站 仪为例 , 测站点与 监测点的最 长距离 S= 50m( 实验发 现 , 反 射物体比较光滑和气象条件一般的情况下 , 无棱镜测距的最 大测程在 60m 左 右 , 此结 论已有 论证 ) , 那么 影响 在水 平收 敛方向上最大的误差 M = 2Ssin( 2 ) = 0. 96mm; 可 以适当 增加角度测回数和缩 小测站点 与监测 点的距 离来提 高测角 精度。测距精度 2mm + 2ppm 的 全站 仪在在 水平 收敛 监测 中的测程相对较小 , 可以忽略常规距离测量中的各项误差的 影响。 3) 测站与反光片空 间位置 关系引 起的 误差。全 站仪工 作原理是通过发射光 电波再 反射回 全站仪 接收。实 际测量 中发现 , 由全站仪观测时测量精度与测量视线和反光片夹角 有很大关系。设视线与反光片面的夹角 为 , 角越小 , 光电 波被反射回来的概率越低 , 角越接 近 90 , 光电波被 反射回 来的概率越高。所以 角越 小 , 测量 精度越 低 , 且不 易得到 测量数据 ; 角处于 45 ~ 90 之间 , 测量精度 高 , 也 易得到观 测数据 ; 特别在基本垂直于反射面时 , 精度最高。
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பைடு நூலகம்
一、 工作原理及工作方法
全站仪净空水平收敛监测技术的原理 , 就 是通过精确测 定监测点的坐标 再通 过计 算便 能够 间 接测 量出 水平 收 敛。 每对收敛基线点的布设基本布置在同一高度 , 所以收敛点的 距离可以如下计算 : L= [ ( XA - XB ) 2 + ( YA - Y B ) 2 ] 1/ 2 工作方法 1) 布点。对于收敛监测点的布设 , 按设计图纸及 有关规 范规定的布置选好点位。尽 量保证 一条测 线上的 两个 收敛 点在同一里程和同一高 度 , 将 反光片 牢固粘 贴在监 测点 上。 测站固定点应布置在隧道中线附近 , 后视固定 点宜布设在较 远的稳定位置 , 这样可以减小后视方位的影响 。 2) 测量并计算原始数 据。第一次 测量 时要多 测量 几组 原始数据求其平均值作 为初始 值便于 以后计 算时所 用。根 据工作原理 , 计算出初始测线长。 3) 按监控量测频率监 测后计 算水平 收敛 求收敛 值。可 在 EXCEL 中编成公式 , 每次只要输入 测量坐标 就可以 自动 计算。 4) 图表分析变化趋势。对于水平收敛是通过在 EXCEL 中计算表格中插入累计收 敛和本 次收敛 以及收 敛速度 与时 间关系的函数图象来形象反映变化趋势。
三、 技术要求
在布置水平收敛监测点时 , 保证同一条测线的两点基本 处于同一断面里程同一高程面 , 测站点与监测点距离在 50m 内 , 且 测量视线和反光片夹 角应 满足 处于 45 ~ 90 之间 , 同 时可以适当增 加角 度测 回数 , 这 样可 以提 高收 敛 监测 的精 度。
四、 数据实例
二、 误差分析
众所周知 , 误差不是错误 , 无论观测条件如何 , 观 测结果 都含有误差。由全站仪所测 水平收 敛误差 的产生 主要 由以 下几点组成 1) 对点误差。对点误差对 后视方 向的 影响在 后视 距离
作者简介 : 李大为 , ( 1982- ) , 大专 , 助理 工程师 , 研究方向 : 高铁隧道监控量测。