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市域鐵路工程測量規(guī)范范文第1篇

關(guān)鍵詞：自由設(shè)站；后方交會；前方交會；自動照準(zhǔn)；彎管目鏡

中圖分類號：U456 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0186-02

沈丹客專TJ-2標(biāo)項(xiàng)目部為了掌握無砟軌道鋪設(shè)前隧道拱頂是否存在變形，確保鐵路無砟軌道結(jié)構(gòu)鋪設(shè)質(zhì)量，施工期間按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行了系統(tǒng)的沉降變形動態(tài)觀測，保證隧道工程達(dá)到規(guī)定的變形控制要求，分析推算出最終沉降量和工后沉降，合理確定無砟軌道鋪設(shè)時(shí)間，特要求對隧道拱頂區(qū)域開展三維變形觀測，并要求能夠反映隧道拱頂沉降監(jiān)測點(diǎn)和側(cè)壁收斂監(jiān)測點(diǎn)毫米級的變形量。

道扎子隧道變形觀測為應(yīng)用對象，該隧道為單洞雙線隧道。位于本溪市南芬區(qū)下馬塘境內(nèi)，進(jìn)口里程為DK99+350，出口里程為DK99+461.67，全長為111.67m，圍巖級別Ⅴ級，考慮到隧道內(nèi)條件有限，為了保障隧道施工正常進(jìn)行，不影響施工進(jìn)度安排和工序銜接，本隧道通過多種監(jiān)測方案比選，最終選擇自由設(shè)站測量方法配合反射片完成本項(xiàng)目監(jiān)測實(shí)施方案。本項(xiàng)目監(jiān)測方案實(shí)施的整體思路為：

（1）首先對反射片的觀測精度進(jìn)行驗(yàn)證：通過查閱相關(guān)資料，我們所使用Leica公司生成的尺寸40mm*40mm的反射片在距離儀器9米測量時(shí)誤差穩(wěn)定，標(biāo)準(zhǔn)差為0.14mm，內(nèi)符合精度較高[1]。在距離反射片9米時(shí)，我們利用Leica TCA1201+全站儀對反射片中心從入射角分別為-60°、-30°、-0°、-30°、-60°進(jìn)行連續(xù)20次的三維坐標(biāo)觀測，通過三維坐標(biāo)差計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)差為0.54mm。說明在利用全站儀對反射片進(jìn)行觀測時(shí)，在9m左右距離的內(nèi)符合精度較高。但從不同視線入射角度測量時(shí)，測量的距離有所差別。且通過試驗(yàn)觀測發(fā)現(xiàn)，雖然儀器有反射片測量模式，由于反射片的反射能力有限，儀器自身的自動搜索功能無法找到反射片中心并獲取坐標(biāo)，只能通過人工照準(zhǔn)的方式瞄準(zhǔn)反射片中心進(jìn)行測量。為了在隧道內(nèi)觀測隧道頂二襯的監(jiān)測點(diǎn)，我們專門配置了彎管目鏡用于瞄準(zhǔn)目標(biāo)。

（2）建立監(jiān)測基準(zhǔn)，以保證監(jiān)測點(diǎn)的測量有穩(wěn)定可靠的起算基準(zhǔn)。因隧道內(nèi)現(xiàn)場條件有限，各影響因素較多，須在較短時(shí)間內(nèi)完成監(jiān)測，通過方案比選、研究，我們在隧道內(nèi)監(jiān)測區(qū)域外穩(wěn)定的地方建立了平面高程基準(zhǔn)網(wǎng)，基準(zhǔn)網(wǎng)形見圖1。平面網(wǎng)采用自由設(shè)站邊角交會的方式建立，高程采用二等水準(zhǔn)測量方法建立，每個基準(zhǔn)點(diǎn)都有平面和高程值。

（3）自由設(shè)站邊角交會。每次自由設(shè)站時(shí)，儀器架設(shè)在固定位置，通過三維后方交會獲得儀器中心的三維坐標(biāo)并進(jìn)行設(shè)站。因每次的設(shè)站位置和后視基準(zhǔn)點(diǎn)相同，設(shè)站精度控制指標(biāo)為X、Y、Z均≤0.7mm，定向精度≤2″。

（4）由于布設(shè)的反射片監(jiān)測點(diǎn)均位于隧道二襯頂部，每次儀器設(shè)站后，只有利用管目鏡人為照準(zhǔn)反射片中心進(jìn)行觀測。為了保證觀測精度，每次觀測均正倒鏡觀測兩個測回，取其平均值坐標(biāo)單期觀測成果。隧道內(nèi)監(jiān)測反射片布設(shè)位置如圖2所示。

綜合考慮時(shí)效性和精度指標(biāo)，選取2013年2月23日至2013年10月30日9期觀測數(shù)據(jù)，通過對各監(jiān)測點(diǎn)高程累計(jì)變形情況和邊墻監(jiān)測點(diǎn)三維坐標(biāo)差計(jì)算的累計(jì)距離變化情況（即收斂量）的分析，看是否存在明顯的變形趨勢。統(tǒng)計(jì)出各期監(jiān)測點(diǎn)的累計(jì)沉降量見表1，隧道邊墻左右兩側(cè)監(jiān)測點(diǎn)三維坐標(biāo)差計(jì)算的收斂量統(tǒng)計(jì)見表2。

從統(tǒng)計(jì)的斷面監(jiān)測點(diǎn)累計(jì)沉降量數(shù)據(jù)看，監(jiān)測點(diǎn)相鄰周期變形量最大為2mm，各期累計(jì)沉降變形量最大為1.6mm，累計(jì)沉降變形曲線如圖3所示。從統(tǒng)計(jì)的斷面監(jiān)測點(diǎn)累計(jì)沉降量數(shù)據(jù)看，監(jiān)測點(diǎn)相鄰周期變形量最大為2mm，各期累計(jì)沉降變形量最大為1.6mm。累計(jì)收斂曲線如圖4所示。

由于各監(jiān)測點(diǎn)的沉降量及收斂量都很小，從變形過程曲線及擬合曲線看也沒有發(fā)現(xiàn)明顯的變形趨勢。假設(shè)所有監(jiān)測點(diǎn)均沒有變形或變形量很小可忽略不計(jì)，則監(jiān)測數(shù)據(jù)表現(xiàn)出的波動可認(rèn)為全部來自測量誤差。則可通過各期變化量計(jì)算儀器自由設(shè)站誤差和觀測誤差的累加測量精度，由監(jiān)測點(diǎn)沉降測量誤差計(jì)算的高程測量標(biāo)準(zhǔn)差為0.88mm，由監(jiān)測點(diǎn)三維坐標(biāo)差反算的收斂標(biāo)準(zhǔn)差為0.26mm。所以，利用全站儀自由設(shè)站配合彎管目鏡進(jìn)行人工瞄準(zhǔn)目標(biāo)反射片進(jìn)行變形觀測的方法，能夠反映超過1.76mm的變形。

在現(xiàn)場監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)不受其他條件限制的情況下，可以利用照準(zhǔn)精度更高、能夠?qū)崿F(xiàn)自動化觀測的精密棱鏡代替反射片進(jìn)行觀測，自由設(shè)站時(shí)已知點(diǎn)和監(jiān)測點(diǎn)間可全自動觀測，能夠完成監(jiān)測精度要求更高的測量任務(wù)。

通過文章的分析，可以得到如下結(jié)論：（1）通過自由設(shè)站并利用彎管目鏡配合全站儀觀測反射片的監(jiān)測方法，能夠在鐵路建設(shè)期間實(shí)現(xiàn)變形觀測任務(wù)。（2）通過監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，在假設(shè)沒有變形的前提下，通過此種方式獲取的收斂變形觀測數(shù)據(jù)和沉降觀測數(shù)據(jù)的觀測標(biāo)準(zhǔn)差均能達(dá)到1mm。（3）以后類似的監(jiān)測項(xiàng)目，在條件允許的條件下可以將反射片用棱鏡代替，實(shí)現(xiàn)更高精度全自動變形監(jiān)測。

參考文獻(xiàn)：

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