基于自由测站的隧道围岩收敛非接触监测的新方法研究

为了满足长大隧道快速、安全施工的需求,通过分析隧道周边围岩的变形规律,提出了一种基于全站仪自由测站的隧道围岩收敛非接触监测的新方法。研究表明,利用所述的新方法,能够快速、准确地完成隧道施工期间的拱顶下沉和净空变化量测工作。与传统的监控量测手段相比,新方法不仅能适应恶劣的洞内测量环境,达到及时反馈围岩收敛变形信息的目的,而且能够满足相关规范的精度要求,为隧道监控量测开辟了新的途径。     

光电测量方法在盾构隧道收敛监测中的可行性研究

针对盾构隧道收敛监测常见的3种光电测量方法开展可行性研究,并进行对比分析。三维激光扫描技术采用静态架站式数据采集,针对获取的圆形盾构隧道点云数据利用激光雷达隧道测量检测软件进行隧道轴线输入、迭代式断面中心拟合与噪点过滤、断面提取、椭圆拟合、生成断面测点图和椭圆拟合曲线图等处理来获取隧道收敛值;TS60全站仪利用免棱镜测距功能获取收敛值,徕卡D2手持测距仪利用直接测量获取收敛值;通过对3种光电测量方法获取的盾构隧道管环横径值进行数据分析。研究表明：3种测量方法均可以满足地铁隧道收敛变形监测指标要求;针对测量误差在±3 mm内,三维激光扫描和测距仪直接测量的横径值差异较小,且分布区间较为集中;三维激光扫描与全站仪免棱镜测量的横径值差异较为分散;全站仪免棱镜与测距仪测量的横径值差异较小,分布区间较为集中。综合可知,针对隧道横径值测量,三维激光扫描和测距仪测量的效率与效果优于全站仪免棱镜测量;三维激光扫描和手持测距仪两种隧道横径测量方法在技术与精度上是完全可行并且可靠的。     

基于机器视觉及结构光的隧道围岩结构变形测量方法及系统应用

隧道结构和支护体系的稳定性和安全性对隧道施工十分关键,为确保施工质量和安全,避免意外情况发生,需要对隧道施工过程进行监控,以及时采取应对措施。研究基于机器视觉及结构光的隧道围岩结构变形测量方法,采用测量相机实时采集隧道截面的线结构光图像,进行结构光中心提取,形成检测线,通过将检测线与历史检测线（基准线）进行对比分析,同时结合参考结构光源发出的基准轮廓结构光,校正主站自身位移,得到隧道全断面的变形测量结果。基于上述测量技术研制的系统在我国西南地区某隧道进行实测验证,其输出的拱顶沉降、周边收敛等测量值与全站仪测量的变形趋势吻合,测量精度及测量实时性满足要求,可进一步推广应用到更多的建设期隧道中,进行自动实时围岩结构变形监控量测,及时发现结构变形风险,保障隧道施工安全。     

隧道围岩收敛监测方法及其特点

为了保障隧道的安全施工,在介绍传统的收敛计(仪)隧道围岩收敛监测方法的基础上,说明了相对三维位移观测法、绝对三维位移观测法收敛监测的原理.收敛量计(仪)测量法精度可靠,但时于大断面隧道需要在平台车上工作,操作相对不便;相对三维位移观测法和绝对三维位移观测法可迅速测出相对收敛值和绝对收敛值,前者可以自由设站,后者可在控制点上设站,但不能实时连续观测;隧道收敛变形自动监测系统无论巴赛特收敛系统、全站仪动态监测系统或者断面仪动态监测系统,均可实现全天候无人值守,连续监测隧道收敛变形.     

隧道位移非接触量测及分析系统

隧道位移非接触量测及分析系统主要由全站仪(无反射棱镜型)、台式PC电脑或便携式计算机、打印机、机载软件、后处理软件、反射膜片等组成。利用TCRA类型全站仪的自动寻找的功能，通过规定的设站方法和测量程序，在专门研制开发的机载软件和少量指令控制下，自动完成围岩变形监测数据的采集和存储。测量数     

自动全站仪隧道围岩变形非接触监测及分析预报系统研究

论述用自动全站仪结合计算机组成隧道围岩变形量测及分析系统的原理、功能及其开发应用,提出全站仪双站自由设站三维坐标非接触量测、单站独立坐标测线、双站独立坐标测线法等围岩变形量测的理论和方法,并建立相应的数学平差模型,使围岩变形非接触监测具有更好的可靠性和精度。简述全站仪机载软件、数据后处理软件的设计和开发,在机载软件控制下,无需进行对中、量仪高,全站仪可自动完成对目标点的监测,由计算机进行所有的数据处理、回归分析和预报,为隧道施工提供及时的信息反馈。     

用全站仪进行隧道收敛量测的误差分析

本文在全站仪自由设站基础上，推导了空间Ｐ、Ｑ两点距离的测试误差计算公式，并编制了相应的计算程度，通过对铁路隧道收敛测试误差计算分析认为：（１）ＰＱ之间距离的测试误差ｍｙ不但与斜距测试误差、天顶距测试误差、水平向量测试误差有关，而且和全站仪与试点Ｐ、Ｑ之间的空间关系有关；（２）用全站仪可以进行铁路隧道的收敛监测，但如果隧道变形较小，尤其是运营隧道，仍然使用收敛计比较合适。     

磁悬浮陀螺全站仪在高速铁路隧道定向测量中的应用

广深港高速铁路,对于改善深港交通状态、促进地区繁荣具有重要意义.针对广深港高速铁路地下隧道工程贯通距离长、精度要求高等特点,先后在广深港狮子洋隧道、益田路隧道及深港隧道等采用GAT精密磁悬浮陀螺全站仪对测量导线进行检核、修正,取得了良好的定向测量和贯通效果.简述了GAT精密磁悬浮陀螺全站仪原理和技术优势,以深港隧道皇岗公园竖井至米埔竖井段为例,总结了该仪器外业操作、数据采集、成果计算、精度评定等方法要点,分析了数据质量、可靠性指标、作业效率及仪器常数稳定性,给出了GAT磁悬浮陀螺全站仪仪器常数测定中误差为±2.6”、隧道导线边定向中误差为±2.3”,总体定向精度优于3.5”.应用结果表明:GAT精密磁悬浮陀螺全站仪精度高、操作方便、实用性强、稳定性好,应用于高速铁路隧道定向测量(特别是困难条件下竖井间定向测量)能够确保高速铁路隧道的高精度贯通.     

全断面免棱镜超欠挖隧道洞内监控量测技术

以新建云桂铁路(广西段)站前工程YGZQ-4标段和新建成兰铁路CLZQ-5标段所涵盖的复杂地质条件下在建的3座隧道施工实例为依托,采用全断面免棱镜超欠挖测量技术,遵照围岩量测设计理念,结合新奥法围岩自稳的宗旨,并结合现场施工经验总结出了全断面免棱镜超欠挖隧道洞内监控量测的关键技术。该技术通过利用现代全站仪免棱镜测量功能与全断面点位移观测方法、隧道超欠挖测量技术相结合并应用于监控量测工作。通过在隧道内埋设全断面量测点,编制隧道超欠挖测量程序,设定测量标准断面,通过量测,检测点即为量测点,可达到快速测量、数据简洁、操作简单快捷,科学指导隧道施工。     

全站仪配合图像识别系统在隧道监控量测中的应用

传统的接触式量测方法虽然具有成本低、简便可靠、能适应恶劣环境等优点,但对施工干扰大、测量速度慢,难以满足隧道施工测量要求。因此在围岩大变形段落,采用全站仪无尺法及隧道图像识别系统相结合的方法,可以快速、安全、实时地对围岩进行监控,确保施工安全。