免棱镜反射型全站仪在隧道断面测绘中的应用

　　【摘要】简要介绍了免棱镜型全站仪（徕卡TCR402型），在隧道断面轮廓测量中的工作原理及工作方法。
　　【关键词】免棱镜反射型全站仪，隧道断面测量，AutoCAD绘图软件
　　1前言
　　在隧道工程施工中，保证隧道净空满足设计要求是隧道施工的重中之重。在初期支护时，隧道断面轮廓的超、欠挖，直接关系到初喷砼料的厚度及初喷断面轮廓是否满足设计要求。在二次衬砌施工中，隧道成形后的净空断面是否侵限，更直接影响到隧道的使用价值。所以隧道施工中，对于隧道断面轮廓的控制是首当其冲的。当今国内市场上虽然有专门用于隧道断面测量的仪器――隧道断面测绘仪，但由于它功能单一，且价格昂贵，所以一般施工单位都不愿购买。在工作中，本人总结出一套利用免棱镜型全站仪配合计算机，测绘隧道断面轮廓的技术方法，不但节省了购买断面测绘仪的经费,而且能及时测绘出隧道断面图，达到了形象直观的指导施工的目的。
　　2免棱镜反射型全站仪测量隧道断面技术的工作原理
　　在欲测断面的中桩或断面中桩左右的任意桩点上架设全站仪,根据仪器中心与所测点的水平距离及相对高差,在计算机上利用AutoCAD软件,绘出实测断面图,与预先绘制好的设计断面图合并后进行比较,从而直观的看出施工断面的超欠情况,以指导施工修整处理。
　　3免棱镜反射型全站仪测量隧道断面技术系统的组成及工作方法
　　3.1免棱镜反射型全站仪测量隧道断面技术系统包括:免棱镜反射型全站仪,计算机,打印机，AutoCAD绘图软件.
　　3.2仪器技术指标：
　　1）测距方式：短距离无反射棱镜激光测距模式（RL-SHORT）
　　2）检测半径：1.5～80米
　　3）测距精度：3mm+2ppm
　　4）测距时间：3秒（+1秒/10m>30m）
　　5）一次充电测距使用时间：电池GEB121>10000次
　　3.3工作方法：
　　3.3.1施放欲测断面中桩，测出桩顶高程并记录在表1中（若中桩无法施放时，可在断面线上中桩左右且距隧道边界（洞壁）大于1.5米的任意点放桩）。
　　3.3.2数据采集
　　1）在上一步施放的桩点上设站，架设好全站仪，后视控制点，输入后视方位角。
　　2）测站设置：仪器高（量出h后记录在表1）输0，X0/N0输入0，Y0/E0输入0，H0输入0。
　　3）打开常用功能，先将IR/RL转换为RL，再翻页选取F2激光指示。此时仪器指示灯开启，镜头发出红色可见激光束。仪器进入待测状态。
　　4）定向，测量：
　　在直线隧道中，镜头右转到垂直于线路中心线的方向上。在曲线隧道中，镜头应右转到过该中点的法线方向上。定向后，一般规定在隧道前进方向的左下角起测，纵转仪器，测量顺序为：左下→拱顶→右下。每间隔1米左右测量一点。间隔越小，反映断面轮廓越精细。
　　4）记录：按下测距键，只把屏幕显示的Y/E值与高差（⊿┃）按顺序记在下表即可
　　表1

　　第一行填写所测断面的桩号、立镜点桩顶高程、仪器高等已知数据。第二行填写全站仪显示屏显示的Y值（立镜点至测点的水平距离.中线左侧数值为负，中线右侧数值为正），在AutoCAD绘图模型中定为X。第四行填写全站仪显示屏显示的测点的高差（⊿┃），在AutoCAD绘图模型中为Y。考虑到隧道设计断面是以厘米为单位，为方便绘图,故把表中的第二行和第四行的数值乘以100，转换为厘米，分别填在第三行和第五行里。见上表1。
　　3.3.3计算机绘图
　　打开AutoCAD，在系统默认的世界坐标系（WCS）中，模型状态下，根据外业采集的数据进行绘图
　　命令：Pline（在命令行输入多段线命令Pline）
　　指定起点：0，0（设立镜点仪器视准轴中心坐标为0，0）
　　指定下一点：-551,-175（输入所测的左下角起第一个点的坐标）
　　指定下一点：-559,-92（输入所测的左下角起第二个点的坐标）
　　指定下一点：-561,-11（输入所测的左下角起第三个点的坐标）
　　指定下一点：-559,53（输入所测的左下角起第四个点的坐标）
　　---------------------------------------------------------
　　指定下一点：536,-175（输入所测的右下角最后一个点的坐标）
　　指定下一点：〔圆弧（A）/闭合（C）-------〕C(输入C闭合多段线)
　　数据输入完毕，实测断面图显示如下：
　　
　　在AutoCAD中，打开预先绘制好的设计断面图，把实测的断面图平移到设计断面图上，与之合并，具体作法如下：
　　○1.首先确定设计断面上的基点（插入点）。视线高程A－本断面立镜点处路面设计高程B＝设计路面线的立镜点处上返的距离H(转化为厘米)。根据H定出基点位置。
　　立镜点为中桩时作法：
　　命令：Line
　　指定第一点：选取设计路面线中点，单击左键。
　　指定下一点：@0，H
　　单击右键确认。则线段最后的端点即为插入点。
　　〔若立镜点不是中桩，则应先算出此点偏移中线左右的距离P（左－，右＋），以及此点比中点高或低的数值G（高+，低－）后,再选取中点，@P,G@0，H定出插入点。〕
　　○2.利用平移命令将实测断面与设计断面合并。
　　命令：move
　　选择对象：选中实测断面图
　　选择对象：点右键确认
　　指定基点位移：选中实测断面图的基点（0，0），平移到设计断面图中定出的插入点上，确认即可。合并完毕，还可详细的标出具体的超欠差值（超挖为正值，欠挖或侵限为负值）。最后打印出对比图，直观的反映出隧道开挖或衬砌断面的超欠情况。
　　4结束语：
　　此项技术的开发既节省了购买断面测绘仪的开支，又保证了隧道施工中，能够方便、快捷、准确、形象的反映开挖、初支、二次衬砌的断面情况，及时指导施工。在信息共享的今天，我把这项简捷实用的技术成果推荐给
　　随着交通工程建设的蓬勃发展，隧道工程在高山丘陵地区高等级公路建设中，已成为一道靓丽的风景线

　　内容摘要
　　
　　在隧道施工中，开挖、初支、二次衬砌的断面轮廓能否完全满足设计要求，是隧道施工控制的重中之重。本文介绍了免棱镜型全占仪配合计算机，测绘隧道断面轮廓的工作原理和具体操作方法。
　　此项技术简捷实用，既达到了及时测绘出隧道施工断面以指导施工的目的，又节省了购置隧道专用断面测绘仪器的开支。在这里我把它推荐给测量同仁，以供大家在隧道施工中参考应用。
　　测量同仁，以供大家在隧道工程中参考应用。

《免棱镜反射型全站仪在隧道断面测绘中的应用》

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文章名称： 免棱镜反射型全站仪在隧道断面测绘中的应用

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