免棱鏡反射型全站儀在隧道斷面測(cè)繪中的應(yīng)用電子工程論文發(fā)表

　　隨著交通工程建設(shè)的蓬勃發(fā)展，隧道工程在高山丘陵地區(qū)高等級(jí)公路建設(shè)中，已成為一道靚麗的風(fēng)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(shè)計(jì)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(jì)算機(jī)，測(cè)繪隧道斷面輪廓的工作原理和具體操作方法。簡(jiǎn)要介紹了免棱鏡型全站儀(徠卡TCR402型)，在隧道斷面輪廓測(cè)量中的工作原理及工作方法。

　　《電子世界》雜志由中國(guó)電子學(xué)會(huì)主辦，創(chuàng)刊于1979年，讀者遍及全國(guó)30個(gè)省、市、自治區(qū)。本刊全方位推崇E時(shí)代大眾電子科學(xué)意識(shí)，傳播電子與信息領(lǐng)域的新知識(shí)、新技術(shù)，發(fā)表最新科研成果和展示技術(shù)進(jìn)展?fàn)顩r，始終注重扶持學(xué)術(shù)新人，尤其關(guān)注廣大青年科技工作者，優(yōu)先發(fā)表理工科青年教師和研究生中的優(yōu)秀學(xué)術(shù)稿件。

　　在隧道工程施工中，保證隧道凈空滿足設(shè)計(jì)要求是隧道施工的重中之重。在初期支護(hù)時(shí)，隧道斷面輪廓的超、欠挖，直接關(guān)系到初噴砼料的厚度及初噴斷面輪廓是否滿足設(shè)計(jì)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(jià)值。所以隧道施工中，對(duì)于隧道斷面輪廓的控制是首當(dāng)其沖的。當(dāng)今國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上雖然有專門用于隧道斷面測(cè)量的儀器――隧道斷面測(cè)繪儀，但由于它功能單一，且價(jià)格昂貴，所以一般施工單位都不愿購(gòu)買。在工作中，本人總結(jié)出一套利用免棱鏡型全站儀配合計(jì)算機(jī)，測(cè)繪隧道斷面輪廓的技術(shù)方法，不但節(jié)省了購(gòu)買斷面測(cè)繪儀的經(jīng)費(fèi),而且能及時(shí)測(cè)繪出隧道斷面圖，達(dá)到了形象直觀的指導(dǎo)施工的目的。

　　2免棱鏡反射型全站儀測(cè)量隧道斷面技術(shù)的工作原理

　　在欲測(cè)斷面的中樁或斷面中樁左右的任意樁點(diǎn)上架設(shè)全站儀,根據(jù)儀器中心與所測(cè)點(diǎn)的水平距離及相對(duì)高差,在計(jì)算機(jī)上利用AutoCAD軟件,繪出實(shí)測(cè)斷面圖,與預(yù)先繪制好的設(shè)計(jì)斷面圖合并后進(jìn)行比較,從而直觀的看出施工斷面的超欠情況,以指導(dǎo)施工修整處理。

　　3免棱鏡反射型全站儀測(cè)量隧道斷面技術(shù)系統(tǒng)的組成及工作方法

　　3.1免棱鏡反射型全站儀測(cè)量隧道斷面技術(shù)系統(tǒng)包括:免棱鏡反射型全站儀,計(jì)算機(jī),打印機(jī)，AutoCAD繪圖軟件.

　　3.2儀器技術(shù)指標(biāo)：

　　1)測(cè)距方式：短距離無(wú)反射棱鏡激光測(cè)距模式(RL-SHORT)

　　2)檢測(cè)半徑：1.5～80米

　　3)測(cè)距精度：3mm+2ppm

　　4)測(cè)距時(shí)間：3秒(+1秒/10m>30m)

　　5)一次充電測(cè)距使用時(shí)間：電池GEB121>10000次

　　3.3工作方法：

　　3.3.1施放欲測(cè)斷面中樁，測(cè)出樁頂高程并記錄在表1中(若中樁無(wú)法施放時(shí)，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(diǎn)放樁)。

　　3.3.2數(shù)據(jù)采集

　　1)在上一步施放的樁點(diǎn)上設(shè)站，架設(shè)好全站儀，后視控制點(diǎn)，輸入后視方位角。

　　2)測(cè)站設(shè)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(zhuǎn)換為RL，再翻頁(yè)選取F2激光指示。此時(shí)儀器指示燈開啟，鏡頭發(fā)出紅色可見激光束。儀器進(jìn)入待測(cè)狀態(tài)。

　　4)定向，測(cè)量：

　　在直線隧道中，鏡頭右轉(zhuǎn)到垂直于線路中心線的方向上。在曲線隧道中，鏡頭應(yīng)右轉(zhuǎn)到過該中點(diǎn)的法線方向上。定向后，一般規(guī)定在隧道前進(jìn)方向的左下角起測(cè)，縱轉(zhuǎn)儀器，測(cè)量順序?yàn)椋鹤笙?rarr;拱頂→右下。每間隔1米左右測(cè)量一點(diǎn)。間隔越小，反映斷面輪廓越精細(xì)。

　　4)記錄：按下測(cè)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(cè)斷面的樁號(hào)、立鏡點(diǎn)樁頂高程、儀器高等已知數(shù)據(jù)。第二行填寫全站儀顯示屏顯示的Y值(立鏡點(diǎn)至測(cè)點(diǎn)的水平距離.中線左側(cè)數(shù)值為負(fù)，中線右側(cè)數(shù)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(cè)點(diǎn)的高差(⊿┃)，在AutoCAD繪圖模型中為Y。考慮到隧道設(shè)計(jì)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(shù)值乘以100，轉(zhuǎn)換為厘米，分別填在第三行和第五行里。見上表1。

　　3.3.3計(jì)算機(jī)繪圖

　　打開AutoCAD，在系統(tǒng)默認(rèn)的世界坐標(biāo)系(WCS)中，模型狀態(tài)下，根據(jù)外業(yè)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖

　　命令：Pline(在命令行輸入多段線命令Pline)

　　指定起點(diǎn)：0，0(設(shè)立鏡點(diǎn)儀器視準(zhǔn)軸中心坐標(biāo)為0，0)

　　指定下一點(diǎn)：-551,-175(輸入所測(cè)的左下角起第一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo))

　　指定下一點(diǎn)：-559,-92(輸入所測(cè)的左下角起第二個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo))

　　指定下一點(diǎn)：-561,-11(輸入所測(cè)的左下角起第三個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo))

　　指定下一點(diǎn)：-559,53(輸入所測(cè)的左下角起第四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo))

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

　　指定下一點(diǎn)：536,-175(輸入所測(cè)的右下角最后一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo))

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

　　數(shù)據(jù)輸入完畢，實(shí)測(cè)斷面圖顯示如下：

　　在AutoCAD中，打開預(yù)先繪制好的設(shè)計(jì)斷面圖，把實(shí)測(cè)的斷面圖平移到設(shè)計(jì)斷面圖上，與之合并，具體作法如下：

　　○1.首先確定設(shè)計(jì)斷面上的基點(diǎn)(插入點(diǎn))。視線高程A-本斷面立鏡點(diǎn)處路面設(shè)計(jì)高程B=設(shè)計(jì)路面線的立鏡點(diǎn)處上返的距離H(轉(zhuǎn)化為厘米)。根據(jù)H定出基點(diǎn)位置。

　　立鏡點(diǎn)為中樁時(shí)作法：

　　命令：Line

　　指定第一點(diǎn)：選取設(shè)計(jì)路面線中點(diǎn)，單擊左鍵。

　　指定下一點(diǎn)：@0，H

　　單擊右鍵確認(rèn)。則線段最后的端點(diǎn)即為插入點(diǎn)。

　　〔若立鏡點(diǎn)不是中樁，則應(yīng)先算出此點(diǎn)偏移中線左右的距離P(左-，右+)，以及此點(diǎn)比中點(diǎn)高或低的數(shù)值G(高+，低-)后,再選取中點(diǎn)，@P,G@0，H定出插入點(diǎn)?！?/p>

　　○2.利用平移命令將實(shí)測(cè)斷面與設(shè)計(jì)斷面合并。

　　命令：move

　　選擇對(duì)象：選中實(shí)測(cè)斷面圖

　　選擇對(duì)象：點(diǎn)右鍵確認(rèn)

　　指定基點(diǎn)位移：選中實(shí)測(cè)斷面圖的基點(diǎn)(0，0)，平移到設(shè)計(jì)斷面圖中定出的插入點(diǎn)上，確認(rèn)即可。合并完畢，還可詳細(xì)的標(biāo)出具體的超欠差值(超挖為正值，欠挖或侵限為負(fù)值)。最后打印出對(duì)比圖，直觀的反映出隧道開挖或襯砌斷面的超欠情況。

　　4結(jié)束語(yǔ)：

　　此項(xiàng)技術(shù)的開發(fā)既節(jié)省了購(gòu)買斷面測(cè)繪儀的開支，又保證了隧道施工中，能夠方便、快捷、準(zhǔn)確、形象的反映開挖、初支、二次襯砌的斷面情況，及時(shí)指導(dǎo)施工。在信息共享的今天，我把這項(xiàng)簡(jiǎn)捷實(shí)用的技術(shù)成果推薦給

　　此項(xiàng)技術(shù)簡(jiǎn)捷實(shí)用，既達(dá)到了及時(shí)測(cè)繪出隧道施工斷面以指導(dǎo)施工的目的，又節(jié)省了購(gòu)置隧道專用斷面測(cè)繪儀器的開支。在這里我把它推薦給測(cè)量同仁，以供大家在隧道施工中參考應(yīng)用。測(cè)量同仁，以供大家在隧道工程中參考應(yīng)用。