免棱鏡反射型全站儀在隧道斷面測繪中的應用電子工程論文發表

　　隨著交通工程建設的蓬勃發展，隧道工程在高山丘陵地區高等級公路建設中，已成為一道靚麗的風景線在隧道施工中，開挖、初支、二次襯砌的斷面輪廓能否完全滿足設計要求，是隧道施工控制的重中之重。本文介紹了免棱鏡型全占儀配合計算機，測繪隧道斷面輪廓的工作原理和具體操作方法。簡要介紹了免棱鏡型全站儀(徠卡TCR402型)，在隧道斷面輪廓測量中的工作原理及工作方法。

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　　在隧道工程施工中，保證隧道凈空滿足設計要求是隧道施工的重中之重。在初期支護時，隧道斷面輪廓的超、欠挖，直接關系到初噴砼料的厚度及初噴斷面輪廓是否滿足設計要求。在二次襯砌施工中，隧道成形后的凈空斷面是否侵限，更直接影響到隧道的使用價值。所以隧道施工中，對于隧道斷面輪廓的控制是首當其沖的。當今國內市場上雖然有專門用于隧道斷面測量的儀器――隧道斷面測繪儀，但由于它功能單一，且價格昂貴，所以一般施工單位都不愿購買。在工作中，本人總結出一套利用免棱鏡型全站儀配合計算機，測繪隧道斷面輪廓的技術方法，不但節省了購買斷面測繪儀的經費,而且能及時測繪出隧道斷面圖，達到了形象直觀的指導施工的目的。

　　2免棱鏡反射型全站儀測量隧道斷面技術的工作原理

　　在欲測斷面的中樁或斷面中樁左右的任意樁點上架設全站儀,根據儀器中心與所測點的水平距離及相對高差,在計算機上利用AutoCAD軟件,繪出實測斷面圖,與預先繪制好的設計斷面圖合并后進行比較,從而直觀的看出施工斷面的超欠情況,以指導施工修整處理。

　　3免棱鏡反射型全站儀測量隧道斷面技術系統的組成及工作方法

　　3.1免棱鏡反射型全站儀測量隧道斷面技術系統包括:免棱鏡反射型全站儀,計算機,打印機，AutoCAD繪圖軟件.

　　3.2儀器技術指標：

　　1)測距方式：短距離無反射棱鏡激光測距模式(RL-SHORT)

　　2)檢測半徑：1.5～80米

　　3)測距精度：3mm+2ppm

　　4)測距時間：3秒(+1秒/10m>30m)

　　5)一次充電測距使用時間：電池GEB121>10000次

　　3.3工作方法：

　　3.3.1施放欲測斷面中樁，測出樁頂高程并記錄在表1中(若中樁無法施放時，可在斷面線上中樁左右且距隧道邊界(洞壁)大于1.5米的任意點放樁)。

　　3.3.2數據采集

　　1)在上一步施放的樁點上設站，架設好全站儀，后視控制點，輸入后視方位角。

　　2)測站設置：儀器高(量出h后記錄在表1)輸0，X0/N0輸入0，Y0/E0輸入0，H0輸入0。

　　3)打開常用功能，先將IR/RL轉換為RL，再翻頁選取F2激光指示。此時儀器指示燈開啟，鏡頭發出紅色可見激光束。儀器進入待測狀態。

　　4)定向，測量：

　　在直線隧道中，鏡頭右轉到垂直于線路中心線的方向上。在曲線隧道中，鏡頭應右轉到過該中點的法線方向上。定向后，一般規定在隧道前進方向的左下角起測，縱轉儀器，測量順序為：左下→拱頂→右下。每間隔1米左右測量一點。間隔越小，反映斷面輪廓越精細。

　　4)記錄：按下測距鍵，只把屏幕顯示的Y/E值與高差(⊿┃)按順序記在下表即可

　　表1

　　第一行填寫所測斷面的樁號、立鏡點樁頂高程、儀器高等已知數據。第二行填寫全站儀顯示屏顯示的Y值(立鏡點至測點的水平距離.中線左側數值為負，中線右側數值為正)，在AutoCAD繪圖模型中定為X。第四行填寫全站儀顯示屏顯示的測點的高差(⊿┃)，在AutoCAD繪圖模型中為Y。考慮到隧道設計斷面是以厘米為單位，為方便繪圖,故把表中的第二行和第四行的數值乘以100，轉換為厘米，分別填在第三行和第五行里。見上表1。

　　3.3.3計算機繪圖

　　打開AutoCAD，在系統默認的世界坐標系(WCS)中，模型狀態下，根據外業采集的數據進行繪圖

　　命令：Pline(在命令行輸入多段線命令Pline)

　　指定起點：0，0(設立鏡點儀器視準軸中心坐標為0，0)

　　指定下一點：-551,-175(輸入所測的左下角起第一個點的坐標)

　　指定下一點：-559,-92(輸入所測的左下角起第二個點的坐標)

　　指定下一點：-561,-11(輸入所測的左下角起第三個點的坐標)

　　指定下一點：-559,53(輸入所測的左下角起第四個點的坐標)

　　---------------------------------------------------------

　　指定下一點：536,-175(輸入所測的右下角最后一個點的坐標)

　　指定下一點：〔圓弧(A)/閉合(C)-------〕C(輸入C閉合多段線)

　　數據輸入完畢，實測斷面圖顯示如下：

　　在AutoCAD中，打開預先繪制好的設計斷面圖，把實測的斷面圖平移到設計斷面圖上，與之合并，具體作法如下：

　　○1.首先確定設計斷面上的基點(插入點)。視線高程A-本斷面立鏡點處路面設計高程B=設計路面線的立鏡點處上返的距離H(轉化為厘米)。根據H定出基點位置。

　　立鏡點為中樁時作法：

　　命令：Line

　　指定第一點：選取設計路面線中點，單擊左鍵。

　　指定下一點：@0，H

　　單擊右鍵確認。則線段最后的端點即為插入點。

　　〔若立鏡點不是中樁，則應先算出此點偏移中線左右的距離P(左-，右+)，以及此點比中點高或低的數值G(高+，低-)后,再選取中點，@P,G@0，H定出插入點。〕

　　○2.利用平移命令將實測斷面與設計斷面合并。

　　命令：move

　　選擇對象：選中實測斷面圖

　　選擇對象：點右鍵確認

　　指定基點位移：選中實測斷面圖的基點(0，0)，平移到設計斷面圖中定出的插入點上，確認即可。合并完畢，還可詳細的標出具體的超欠差值(超挖為正值，欠挖或侵限為負值)。最后打印出對比圖，直觀的反映出隧道開挖或襯砌斷面的超欠情況。

　　4結束語：

　　此項技術的開發既節省了購買斷面測繪儀的開支，又保證了隧道施工中，能夠方便、快捷、準確、形象的反映開挖、初支、二次襯砌的斷面情況，及時指導施工。在信息共享的今天，我把這項簡捷實用的技術成果推薦給

　　此項技術簡捷實用，既達到了及時測繪出隧道施工斷面以指導施工的目的，又節省了購置隧道專用斷面測繪儀器的開支。在這里我把它推薦給測量同仁，以供大家在隧道施工中參考應用。測量同仁，以供大家在隧道工程中參考應用。