地铁隧道结构断面测量方法及对比分析-论文.pdf

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1、84·北京测绘·2O14年第4期地铁隧道结构断面测量方法及对比分析廖胤齐(重庆市勘测院，重庆402260)[摘要]地铁隧道结构断面测量的目的是准确的测出隧道开挖的实际轮廓线，并与设计进行对比从而计算超欠挖量。断面测量根据使用的仪器不同主要有断面仪法、全站仪法(机载程序或PDA控制)和三维激光扫描仪法，本文对这三种方法的数学模型、工作效率及测量精度等情况进行了对比分析，并得出了一些有益的结论。[关键词]隧道断面三维扫描断面仪全站仪[中图分类号]P258[文献标识码]B[文章编号]1007—3000(2014)04—4地铁隧道开挖

2、是隧道施工的重要工序，超挖道断面的起始、终止测量角度及所测点数后，软过多，不仅因出渣量和衬砌量增多而提高工程造件控制测头以某物理方向(如水平方向)为起算价，而且由于局部超挖会产生应力集中问题，影方向，按一定问距(角度或距离)依次一一测定仪响围岩稳定性；而欠挖则直接影响到衬砌厚度，器旋转中心与实际开挖轮廓线的交点之间的矢对隧道质量及后期运营产生安全隐患。因此超径(距离)及该矢径与水平方向的夹角，将这些矢欠挖控制是地铁隧道施工质量评定的重要内容径端点依次相连即可获得实际开挖的轮廓线。之一，进行超欠挖控制的方法是使用测量仪器观通过洞

3、内的施工控制导线可以获得断面仪的定测隧道断面若干个点，形成实际的开挖轮廓线，并点定向数据，在计算软件的帮助下自动完成实际在同一坐标系中与设计轮廓线进行比较，从而获取开挖轮廓线与设计开挖轮廓线的j维配，最后断面的超欠挖量和部位，及时指导下一步施工。形成超欠挖输出图形。目前对地铁隧道进行断面测量大都使用测断面仪法的优点是仪器价格便宜，操作简量仪器进行自动观测，并使用后处理软件进行自单，对作业人员要求低，缺点是架站时需要放样出动处理生成超欠挖报告，根据使用仪器类型的不线路中线点，测量断面个数多时效率低。断面仪法同主要分为断面仪法、全

4、站仪法(机载程序或是目前地铁隧道断面测量最常用的方法之一。PDA控制)以及三维激光扫描仪法jl。2全站仪机载程序法l断面仪法全站仪机载程序法是在测量机器人上进行激光断面仪是建立在无合作目标可见光激二次开发，通过机载软件控制仪器自动采集数光测距技术和精密数字测角技术之上，采用极坐据，该方法对仪器设备及操作人员要求较高，但标测量法与计算机技术紧密相结合的光机电一使用的全站仪不仅仅可以用来测断面，也可以用体化产品，加上专门设计的外业掌上电脑控制软于其它测量工作，且采集少量断面时速度快、精度件及微机图像后处理软件，能迅速得到隧道断面高

5、，因此该方法越来越多的应用于隧道工程中。实际测量曲线图并与标准设计图进行对比可以2．1作业流程快速给出超欠挖等参数的检测报告，断面仪测量(1)输入设计要素：在后处理软件中新建工程，方法以操作简单、准确率高、图像直观在近年来填写工程属性，输入设计曲线要素，包括平曲线要的隧道断面测量中得到了广泛的应用。素、竖曲线要素和设计断面类型及起始里程，保存断面仪法进行隧道断面测量时，首先将激光工程后把文件保存在CF卡中并装入全站仪。断面仪定位于隧道的轴线点上，调试仪器使得测(2)外业现场测量：在隧道内合适位置设站定量头处于垂直于隧道轴线处的

6、位置。设置好隧向，运行断面测量软件，进行相关配置，如测量起始[收稿日期]2013—12—2l[作者简介]廖胤齐(1984一)，男，汉放，重庆江津人，助理工程师，从事测绘生产工作。2014年第4期·北京测绘·85角度、断面类型、步进长度及方式、搜索范围、测量(2)精确里程判断限查等，然后输入待测断面里程进行测量。由于架站点在设计轴线上的投影点不可能(3)内业数据处理：在后处理软件中打开设正好与已经有坐标的放样点重合，所以需要在架计文件，并导人外业实测数据，进行超欠挖计算，站点粗略里程的基础上进一步推算架站点的精并输出相关图形报表

7、。确里程。所以需要判定架站点与其邻近的设计2．2里程计算线路的关系，这样才能确定P是位于s。的前方全站仪机载程序法中最主要的数学模型的还是后方。由于设计线路放样间距相对于曲率是里程的计算，如仪器设站定向后软件就需根据半径很小，此时S。S之间的曲线段可看成为直设站点的三维坐标计算出当前架站点的里程，本线。P相对于S。的位置的判断可以抽象为以下文讨论采用两步法获取架站点的精确里程：第一模型：判定一个点位于一条有向线段的前进区域步获取其粗略位置，第二步通过计算修正值获取还是后退区域。其精确位置。如图2所示，已知有向线段AB的起点和终

8、(1)粗略里程判断点平面坐标，独立点C的平面坐标，方位角aAB表架站点粗略里程判断的目的是寻找离架站示点A到点B的方位角，直线AD是AB的垂点最近的点，其判别方法可以采用距离法。距离线。平面被直线AD分为两个区域，分别命名为法可以抽象为以下模型：寻找这样一个点，该点工，n。判