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，而且常與現場施工 相互干擾。如隧道采用拱部留核心土環形開挖時，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據讀取，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，監測結果不能真實完整地反應隧道頂部變形情況。同樣， 現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，傳統的水準儀接觸量測方法已經無 法滿足現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場測量依據，提 高測量精度。 三、

【發明內容】
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[0003] 為了解決上述【背景技術】中的不足之處，本發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] 為實現上述目的，本發明的技術方案為：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，將監測點埋設在監測斷面拱頂位置，并進行保護，避免監測點在隧道施工中 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 變形穩定襯砌壁面上，在滿足以上條件情況下，若現場條件允許，盡量使后視基準點埋設位 置遠離監測斷面，埋設完成后，與監測點相同，對其進行保護。
[0007] 然后，根據埋設的后視基準點與監測點之間的水平距離，選擇全站儀的架設位 置：
[0008] 當后視點與監測點水平距離在50m~IOOm時，將全站儀架設在距監測斷面30m之 后；
[0009] 當后視點與監測點水平距離為100~120m時，將全站儀架設在距監測斷面40m之 后；
[0010] 當后視點與監測點水平距離為120m~150m時，將全站儀架設在距監測斷面50m 之后，且全站儀架設位置均在后視點與監測斷面之間。
[0011] 最后，利用全站儀對邊測量功能完成量測數據讀取，并在每一次量測完成后恢復 監測點與后視點的保護，如此，根據施工不同階段的量測數據，分別將其與初始測量值相 減，計算得到監測斷面相對于初始量測值的拱頂下沉結果。
[0012] 與現有技術相比，本發明具有的優點和效果如下：本發明相對于其它提高隧道拱 頂下沉量測精度方法的優勢為：該方法主要從后視點埋設位置以及全站儀布設位置出發， 對最優位置參數進行了量化，結果直觀，易執行；針對兩車道、三車道、四車道公路隧道分別 給出了相應的最優位置參數，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斷面拱頂下沉時態曲線；
[0020] 圖8為LK26+239斷面拱頂下沉時態曲線；
[0021] 圖9為LK26+245斷面拱頂下沉時態曲線。 五、
【具體實施方式】：
[0022] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明進行詳細說明：
[0023] 首先，進行監測點的埋設和保護。
[0024] 在隧道拱頂下沉量測時，需在監測斷面拱頂位置處布設一監測點，即圖1所示的A 點。監測點埋設時，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 混凝土作業完成后，解開保護物件，立即進行初始讀數的讀取。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 數據的準確性。另外，在整個監測過程中，應加強與相關部門的協調工作，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，
ka為測角精度影響系數
為全站儀對邊測量高差中誤差。
[0036] 以此為基礎，結合現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。