工程测量技术毕业论文-全站仪在隧道围岩收敛非接触监测的应用

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1、清华大学工程测量技术专业毕业设计清华大学毕业设计全站仪在隧道围岩收敛非接触监测的应用学生姓名***系（部）勘测工程系专业工程测量技术指导教师***I清华大学工程测量技术专业毕业设计二零一二年五月八日摘要近年来，特长隧道、大跨度隧道日益增多，施工方法多变，这给隧道周边位移量测带来了不同程度的困难，并对位移量测方法和精度提出更高的要求。传统的接触量测主要是以相对位移指标进行控制，其对大跨隧道量测的精度、难度加大，同时其量测数据无法正确反映隧道的偏压变形、整体下沉的状态。为了克服隧道传统接触式量测方法的缺点，文章通过六武高速公路安徽段隧道工程监控量测的实例，详细介绍了全站仪非接触量测

2、的应用方法。关键词隧道工程；非接触量测；全站仪；监控量测；拱顶沉降；自由测站；净空水平收敛I清华大学工程测量技术专业毕业设计目录第一章概论1第二章测点布设及埋设3第三章全站仪自由测站非接触监测原理4第一节三角高程法沉降测量原理4第二节全站仪自由测站原理5第四章全站仪非接触量测精度试验研究7第一节观测误差来源7第二节观测试验及其精度情况9第三节与常规接触量测的对比分析试验9结语13感谢语14参考文献15I清华大学工程测量技术专业毕业设计第一章概论随着我国轨道交通的迅猛发展，隧道工程施工越来越普遍。在隧道开挖完成初期，洞体周边围岩不可避免地会产生变形，且其变形量的大小和速率对施工进

3、度、效率和安全有直接影响。工程监测的首要目的是掌握工程变形体的实际形状，为判断其是否安全提供必要的信息，这是因为保证工程建设项目安全是一个十分重要且很现实的一个问题。对于上述专业的测量仪器或工具对围岩的变形进行监测是重中之重隧道监控测量，其主要的监测项目是拱顶下沉和净空变化。为确保隧道施工的安全和确定合理的二衬施工时间，拱顶下沉和净空变化的变形监测工作是各类隧道施工中的必测项目。传统的隧道监控量测方法，周边位移一般采用钢尺式收敛计进行观测，拱顶下沉一般采用水准仪、水平仪、钢尺或测杆进行观测。虽然该方法具有成本低、操作简单和适应恶劣施工环境的优点，但在隧道现场实施过程中存在以下问

4、题：(1)监控量测工作难度大，由于隧道高度大，拱脚部位的收敛往往无法量测，拱顶挂尺也非常困难；，接触量测几乎不可能，即使勉强能够实施，量测精度也差，而这些段落往往是施工最危险段落。(2)量测时间长，施工干扰大，虽然监控量测已作为一道工序被安排在施工组织设计中，但还是希望时间越短越好；(3)隧道进入中间段后，通风问题、照明问题、洞内不平整及积水问题往往成为制约监控量测工作的重要因素。(4)对于大断面隧道，如紧急停车带随着人类社会的进步和经济建设的迅速发展，加快了工程建设的进程。我国轨道交通也迅猛发展起来，隧道工程施工越来越普遍。(5)一般无法进行三维观测，当要了解隧道周边点的三维

5、变化时，上述传统方法显有不足之处。三角高程法测量隧道拱顶及地表的沉降,该方法的精度满足施工监测的要求。应用表明该方法具有快速、效、靠的优点。测得的结果能较好地反映出施工过程中围岩及土体的基本变形趋势以及受施工等因素影响而产生的异常变化,可以为现场施工安排及支护结构的稳定性评价提供可靠的依据。15清华大学工程测量技术专业毕业设计科学、准确、及时的分析和预报工程建筑物的变形状况，对工程项目的施工和运营管理都极为重要，这一工作也属于变形监测的范畴。变形监测出了作为判断其安全与否而外，还是验证设计检验施工安全的重要手段，它为工程主体的安全性诊断提供必要的信息，以便及时发现并采取补救措施

6、，最终保障工程项目的安全实施。重庆轨道交通六号线天生站为了解决常规监控量测中存在的问题，笔者在隧道的监控量测中，应用研究了全站仪自由设站的非接触量测技术方法。获得了相应的施压数据和研究结论，并认为这是一种切实可行的隧道围岩收敛变形监测新办法。15清华大学工程测量技术专业毕业设计第二章测点布设及埋设根据有关规范和施工要求，按照围岩级别、开挖方法等的不同，先确定隧道监控量测断面的位置及其间距，以及每个监测断面的测点布设形式。如图1所示，图中A、B、C、E、F、G为净空水平收敛测点，D为拱顶下沉测点。拱顶下沉测点及净空水平收敛测点应布设在同一断面，测点应尽量对称布设，即“同面等高”，

7、以便真实全面地反映断面收敛的变形情况及监测数据的相互验证。在测点布设处，可采用锚杆焊接小钢板，再在其表面粘贴反射膜片，以此作为测点标靶。将测点标靶埋入围岩，使贴有反射膜片一面的小钢板朝向隧道出口，并尽量使其面向隧道中线，以保证测量时全站仪能够精确照准反射膜片和接收到最强的反射信号。图1某监测断面的测点布设示意图15清华大学工程测量技术专业毕业设计第三章全站仪自由测站非接触监测原理由于隧道开挖，破坏了周边围岩的应力分布、整体力学形态及其稳定状态，造成洞体不可避免地发生变形，且变形是多方位、动态