TrimbleS8_S6全站仪隧道断面测试报告.doc

Trimble S8/S6全站仪隧道断面扫描测试报告 姚连璧，许正文，孙良育 同济大学测量与国土信息工程系，上海市四平路1239号，200092） 1 Trimble S8/S6 全站仪及Survey Controller软件简介 如图1所示，Trimble S8型全站仪是必威体育精装版推出的一款适用性广、精度高、测量速度快、操作简便直观的一体化测量仪器，配有Trimble Survey Controller操作软件。 S8型全站仪的基本测量指标为： 测距精度：1mm+1ppm 测角精度：1” 免棱镜作用距离：120m Trimble S6型全站仪是除了测量精度外，其他方面与S8一样。 S6型全站仪的基本测量指标为： 测距精度：3mm+2ppm 测角精度：2” 3” 5” 免棱镜作用距离：120m 高效的MagDriveTM磁驱伺服技术可确保Trimble S8和S6全站仪操作快速静默，使测量或监测目标速度能够在静默状态下比常规电动全站仪快40%。同时，它可快速检测到目标移动，及早发出告警。仪器磨损也可大大减少。智能化的FineLockTM传感器跟踪技术所具备的窄视域可确保Trimble S8全站仪不受周围棱镜干扰而检测到目标，使得棱镜安置的灵活性大大增强，提供了卓越可靠的精度。 Trimble CU手簿配备的Trimble Survey Controller软件提供了与Trimble S8 全站仪的自动连接、常规测量、测量数据质量管理，以及强大的工程测量任务管理等功能[1]。其中测量数据质量管理提供了全面的、可视化的数据质量检查功能，工程测量任务涵盖了表面扫面、道路中心轴线放样、隧道断面扫描等专业的解决方案。具体在隧道测量应用时，高精度的测量指标可以提高采用Trimble S8全站仪布设隧道内导线控制测量时的点位精度，同时保证进行断面扫描过程中所测断面点的点位精度。Trimble Survey Controller提供隧道轴线设计和断面扫描功能，根据预先设定的隧道线型、断面配置进行自动扫描，可以高效、高精度的获取与隧道设计里程对应的隧道断面的三维坐标，并实时地给出所测隧道断面的超欠挖情况。 2隧道工程测试概述 隧道工程中，断面检测一直是衡量工程质量的重要指标之一，需要在隧道建设期间和建成后对断面进行定期的检测，以检测出隧道施工后外部载荷影响下隧道断面的真实形状和变形信息。传统地下工程监测为了量测洞周表面或围岩不同深度的位移，可采用单点位移计 、多点位移计和滑动式位移计等，对地表和拱顶下沉可采用精密水准仪量测。随着全站仪的大量使用和测量精度的提高，开始大量应用于隧道断面的超欠挖测量以及隧道的断面变形检测。 常规钻爆法、新奥法等方法开挖的隧道一般需关注隧道断面的超欠挖信息，对于盾构法开挖的隧道，更关心管片拼砌完成后的变形和相应的隧道轴线方向偏差。对常见的圆形盾构隧道变形而言，这类变形量通常是较小的整体变形，近似可认为均匀变形后是一个离心率很小的椭圆[2]，需要通过测量构件上较多点来拟合出其变形前后的形状参数以便于工程诊断。 上海长兴岛至浦东越江隧道设计为双线、双层、单向两车道，上层汽车下层为轨道交通，设计内径6.85m，一般每个断面以等角度或等间距测40—50个点。断面检测需要高精度的观测数据，才能正确地反映出隧道管片与实际设计时发生的变形信息。长江隧道工程为提高盾构贯通精度，在隧道内布设了高精度的导线点同时每隔两公里采用高精度陀螺仪复测方位角以提高盾构导向精度。这些导线点在隧道内均设有强制对中装置，可以依托这些高精度的导线点进行加密，获取当前断面检测时测站点的较高精度的三维坐标断面扫描仪根据机载软件和提前输入的道路曲线要素自动调整以保证所测断面垂直于当前隧道轴线，同时可以设置一定的限差和测量角度范围以避免扫描到过多的非管片点。 本次实际工程测试于2008年3月14日采用上海长江隧道下行线的实际线型信息和洞内导线点坐标实测，主要目的是验证实际隧道工程扫描的操作便利性、道路线型计算、断面扫描功能以及测量数据的导出、后处理等工作，图2为上海长江隧道实际测量的现场操作，利用Trimble S8全站仪在地面导线点采集了6个断面的数据，其中有1个断面进行了重复测试。 图2 长江隧道实测操作 测试所采用的下行线的平曲线要素信息如下表1： 表1 长江隧道下行线盾构中心线平面曲线要素表 元素编号 偏角(起始方位角) 线型 曲(直)线长度 半径(左偏+,右偏-) 1(起点) 29°03′12.8″ 直线 169.200 ∞ 2 7°03′20″ 圆曲线 492.583 +4000.100 3 —— 直线 2151.045 ∞ 4 8°59′60″ 圆曲线 940.106 +5984.900 5