一種提高對邊測量隧道拱頂下沉精度的方法
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種提高隧道拱頂下沉量測精度的方法，具體涉及一種提高對邊測量 隧道拱頂下沉精度的方法。 二、
【背景技術】：
[0002] 拱頂下沉是隧道監(jiān)控量測的必測項目，其重要性不言而喻。目前公路隧道拱頂下 沉主要采用精密水準儀進行量測，但是該量測方法勞動強度大、效率低，而且常與現(xiàn)場施工 相互干擾。如隧道采用拱部留核心土環(huán)形開挖時，在核心土未開挖前，由于核心土的阻擋， 無法利用水準儀和鋼尺進行有效地數(shù)據(jù)讀取，造成初測值的滯后，從而丟失一部分甚至是 一大部分前期隧道圍巖變形信息，監(jiān)測結果不能真實完整地反應隧道頂部變形情況。同樣， 現(xiàn)場水準儀接觸量測地進行對隧道施工的正常開展也存在一定的妨礙，影響隧道施工進 度。隨著目前大斷面長隧道的日益增多，施工方法多變，傳統(tǒng)的水準儀接觸量測方法已經(jīng)無 法滿足現(xiàn)代長大隧道快速安全的施工要求。因此，一種快速、簡便、受隧道施工影響小的非 接觸量測方法一一全站儀對邊測量法，已被逐漸引入到隧道拱頂下沉監(jiān)控量測中。但是，目 前關于該測量方法的量測精度研究相對較少，沒有具體定量的結論作為現(xiàn)場測量依據(jù)，提 高測量精度。 三、

【發(fā)明內容】
：
[0003] 為了解決上述【背景技術】中的不足之處，本發(fā)明提供一種提高對邊測量隧道拱頂下 沉精度的方法，其采用全站儀對邊量測法，基于現(xiàn)場隧道拱頂下沉量測實際情況，通過選擇 合理的后視點及全站儀布設位置，提高測量精度。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：一種提高對邊測量隧道拱頂下沉精度的 方法，其特征在于：所述的方法步驟為：
[0005] 首先，將監(jiān)測點埋設在監(jiān)測斷面拱頂位置，并進行保護，避免監(jiān)測點在隧道施工中 被影響破壞。
[0006] 其次，選擇合理位置埋設后視基準點：兩車道、三車道和四車道公路隧道一致，將 后視基準點埋設在監(jiān)測斷面后方50~150m，距隧道路面垂直高度1. 2~I. 5m范圍之內的 變形穩(wěn)定襯砌壁面上，在滿足以上條件情況下，若現(xiàn)場條件允許，盡量使后視基準點埋設位 置遠離監(jiān)測斷面，埋設完成后，與監(jiān)測點相同，對其進行保護。
[0007] 然后，根據(jù)埋設的后視基準點與監(jiān)測點之間的水平距離，選擇全站儀的架設位 置：
[0008] 當后視點與監(jiān)測點水平距離在50m~IOOm時，將全站儀架設在距監(jiān)測斷面30m之 后；
[0009] 當后視點與監(jiān)測點水平距離為100~120m時，將全站儀架設在距監(jiān)測斷面40m之 后；
[0010] 當后視點與監(jiān)測點水平距離為120m~150m時，將全站儀架設在距監(jiān)測斷面50m 之后，且全站儀架設位置均在后視點與監(jiān)測斷面之間。
[0011] 最后，利用全站儀對邊測量功能完成量測數(shù)據(jù)讀取，并在每一次量測完成后恢復 監(jiān)測點與后視點的保護，如此，根據(jù)施工不同階段的量測數(shù)據(jù)，分別將其與初始測量值相 減，計算得到監(jiān)測斷面相對于初始量測值的拱頂下沉結果。
[0012] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點和效果如下：本發(fā)明相對于其它提高隧道拱 頂下沉量測精度方法的優(yōu)勢為：該方法主要從后視點埋設位置以及全站儀布設位置出發(fā)， 對最優(yōu)位置參數(shù)進行了量化，結果直觀，易執(zhí)行；針對兩車道、三車道、四車道公路隧道分別 給出了相應的最優(yōu)位置參數(shù)，結果全面，更有利于成果推廣；該方法嚴格依照對邊測量原理 及誤差傳播定律，同時結合現(xiàn)場隧道拱頂下沉量測實際情況，可靠度高。 四、
【附圖說明】：
[0013] 圖1為對邊測量隧道拱頂下沉示意圖；
[0014] 圖2為量測平面投影計算示意圖；
[0015] 圖3為反射膜片粘貼；
[0016] 圖4為測點保護；
[0017] 圖5為不同豎直角的測距精度影響系數(shù)ks;
[0018] 圖6為三車道公路隧道叫隨X值變化情況；
[0019] 圖7為LK26+233斷面拱頂下沉時態(tài)曲線；
[0020] 圖8為LK26+239斷面拱頂下沉時態(tài)曲線；
[0021] 圖9為LK26+245斷面拱頂下沉時態(tài)曲線。 五、
【具體實施方式】：
[0022] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明：
[0023] 首先，進行監(jiān)測點的埋設和保護。
[0024] 在隧道拱頂下沉量測時，需在監(jiān)測斷面拱頂位置處布設一監(jiān)測點，即圖1所示的A 點。監(jiān)測點埋設時，首先將預先加工好的鋼板作為反射膜片底座，焊接在靠近掌子面第一榀 型鋼拱架上的拱頂位置。然后，將反射膜片粘貼在固定完成的鋼板上。在噴射混凝土施工 前，須將塑料袋或土工布等物件纏繞在測點上加以保護，避免反射膜片被污染、破壞。噴射 混凝土作業(yè)完成后，解開保護物件，立即進行初始讀數(shù)的讀取。在初始測量以及之后的每一 次測量完成后，均須及時恢復測點保護，以免隧道施工期間反射膜片表面被污染，影響測量 數(shù)據(jù)的準確性。另外，在整個監(jiān)測過程中，應加強與相關部門的協(xié)調工作，避免因隧道施工 造成測點的位置偏移或破壞。
[0025] 然后，建立全站儀對邊測量隧道拱頂下沉精度計算模型，并進行分析。
[0026] -般測量精度由測量中誤差進行評價。由圖1可得，P、A兩點間高差hPA的計算公 式為：
[0027] hPA= h p~hA= S Psin a p-SAsin α A (I)
[0028] 其中，SP、別為0P、OA斜距，α p、α ,分別為〇P、OA測量豎直角。
[0029] 不考慮地球曲率和大氣折光的影響，對式（1)進行全微分，并依據(jù)誤差傳播定律， 得到隧道拱頂下沉中誤差計算公式： CN 105180897 A 說明書 3/5 頁
[0031] 其中，P = 206265"，爾印、》%、：辦、Wiai4分別為 SP、SA、αρ、a A的測量中誤 差。
[0032] 假定全站儀測距精度ms與測角精度ma均相等，即
[0035] 其中，1為測距精度影響系數(shù)，
ka為測角精度影響系數(shù)
為全站儀對邊測量高差中誤差。
[0036] 以此為基礎，結合現(xiàn)場拱頂下沉量測實際情況，分析不同跨度隧道后視基準點和 全站儀不同布設位置對拱頂下沉測量精度的影響。
[0037] 其次，完成后視基準點的埋設及全站儀架設。
[0038] 根據(jù)不同跨度隧道對邊測量隧道拱頂下沉精度分析結果，確定后視基準點和全站 儀合理布設位置。兩車道、三車道和四車道公路隧道一致，后視基準點應埋設在距隧道路面 垂直高度1.2~1.5m處，使其與全站儀架設高度相近，保證測量豎直角aP在0°~5°之 間。