[发明专利]一种基于全站仪自由设站的城市隧道水平位移测量方法

说明书

本发明属于全站仪测量技术领域，特别涉及一种基于全站仪自由设站的城市隧道水平位移测量方法，包括以下步骤：1)建立隧道水平位移观测网，S1布置观测点：在待检测的隧道内间隔一段距离成对布设水平位移观测点；S2布置自由测站：沿着隧道方向设置在水平位移观测点之间设置若干自由测站，所述自由测站数量少于所述隧道水平位移观测点，所述自由测站测量其前后若干水平位移观测点；2)测量，S3将全站仪放置在自由测站，用全圆方向观测法进行观测；3)数据处理，S4计算各隧道水平位移观测点的相对坐标；S5将相对坐标转换至隧道变形观测坐标系；S6观测网平差与精度评定；本发明能有效克服隧道狭长、作业时间受限等不利因素，提高观测速度和精度。

技术领域

本发明属于全站仪测量技术领域，特别涉及一种基于全站仪自由设站的城市隧道水平位移测量方法。

背景技术

我国已经成为世界上隧道工程数量最多的国家。隧道投入使用后，随着运营年限的不断增长，在地下复杂的工程地质条件(不良地层、地下水等)、突发灾害(地震、洪水等)、人为破坏(爆炸、撞击等)等多重因素影响下，会产生渗漏水、劣损、变形等各种病害，这些病害会威胁行车安全并导致隧道寿命缩短。为保证隧道结构和运营安全，应对隧道结构进行变形观测。隧道水平位移观测是一种很重要的隧道变形观测手段。在隧道水平位移观测中，水平位移观测常用的方法主要有极坐标法、小角法、视准线法等。极坐标法精度相对较低；小角法和视准线法只能用于观测水平位移观测点某一特定方向的位移；极坐标法、小角法、视准线法都需要在隧道内布设相对稳定的基准点，并要求基准点与水平位移观测保持通视才能进行水平位移观测；普通的自由设站法的监测精度与测设图形有关，为保证监测精度需要架设较多的设站，作业效率不高。上述水平位移观测方法运用在隧道中有一定的局限性。

发明内容

本发明为了克服传统水平位移测量方法运用在隧道中的局限性，提出了一种新的基于全站仪自由设站的城市隧道水平位移测量方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于全站仪自由设站的城市隧道水平位移测量方法，包括以下步骤：

1)建立隧道水平位移观测网，包括以下步骤：

S1布置观测点：在待检测的隧道内间隔一段距离成对布设水平位移观测点；

S2布置自由测站：沿着隧道方向设置在水平位移观测点之间设置若干自由测站，所述自由测站数量少于所述隧道水平位移观测点，所述自由测站测量其前后若干水平位移观测点；

2)测量，包括以下步骤：

S3将全站仪放置在自由测站，采用全圆方向观测法进行观测；

3)数据处理，包括以下步骤：

S4计算各隧道水平位移观测点的相对坐标；

S5将相对坐标转换至隧道变形观测坐标系；

S6观测网平差与精度评定。

进一步的，上述一种基于全站仪自由设站的城市隧道水平位移测量方法，所述步骤S1中，所述隧道的矩形段的水平位移观测点布设于隧道变形缝两侧；所述隧道的盾构段每隔50-60m布设，埋设于隧道防撞墙或隧道边墙；上述观测点布设高度大致等高，并高于隧道路面0.5m以上。

进一步的，上述一种基于全站仪自由设站的城市隧道水平位移测量方法，所述步骤S2中自由测站的布置，是从每个自由测站，以前后各3对隧道水平位移观测点为测量目标，每个水平位移观测点至少从3个测站上分别联测。

进一步的，上述一种基于全站仪自由设站的城市隧道水平位移测量方法，所述步骤S2中自由测站的布置，所述自由测站间距为120m，自由测站到隧道水平位移观测点的最远观测距离不大于180m；每个观测点至少应保证有三个自由测站的方向和距离观测量。