隧道激光断面仪检定规程.docx

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范围

隧道激光断面仪检定规程

本规程适用于隧道激光断面仪的首次检定、后续检定和使用中的检查。

术语

下列术语和定义适用于本规程。

隧道激光断面仪tunnellaserprofiler

隧道激光断面仪是采用激光测距技术、精密测角技术和计算机分析技术，配合专业图形处理软件，快速获取隧道封闭空间内部轮廓曲线及超欠挖信息的专用测量仪器。

标准隧道模型standardtunnelmodel

为开展隧道激光断面仪校准试验，在特定场地设计、建造或选用的内轮廓断面在校准试验过程中始终保持稳定的结构模型。

参考断面仪referenceprofiler

经过计量溯源的，可用于测量和描述标准隧道模型内轮廓形状，并生成坐标数据的仪器装置。

概述

隧道激光断面仪（简称断面仪）主要用于隧道开挖断面、初期支护断面和二次衬砌断面的内轮廓的形状测量和分析。该仪器融合了高精度激光测距技术和精密测角技术，通过获取每个角度方向上的距离，解算隧道内部轮廓曲线，经与隧道设计时的内轮廓断面的比较分析，得到包括超欠挖参数的工程测量数据。其测量原理示意图见图1。

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图1 断面仪原理示意图

1——断面仪；2——隧道断面；3——断面仪测量光路

断面仪由激光测距仪、角度调节装置、水准指示器、三脚架、测量主机、显示屏等构成。其结构示意图见图2。

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图2断面仪结构示意图

1——激光测距仪；2——角度调节装置；3——水准指示器；

4——三脚架；5——测量主机；6——显示屏

计量性能要求

检测视角范围

断面仪的检测视角范围为：60°~300°。

激光测距仪示值误差

断面仪所用激光测距仪的示值误差：±2mm。

隧道断面超欠挖指标测量误差

隧道断面超欠挖指标测量误差如下：

超欠挖最大值测量误差：±3mm；

超欠挖面积相对测量误差：±10%。

断面仪测值的复现性

标准偏差系数Cv不大于5%。

通用技术要求

外观

断面仪的外观应光洁，无缺损、无锈蚀；表面应光滑、均匀。

标牌、标志

断面仪应有清晰的标牌、标志，标牌上应有断面仪的名称、型号、出厂编号、制造厂名、出厂日期等。

计量器具控制

环境条件

测试环境温度（0~40）℃，环境相对湿度不大于85%RH，检定场地周围清洁，无影响工作的振动和腐蚀性气体存在，对有效检测视角和激光器测距示值误差进

行检定的路面应相对水平。

检定用器具

检定用器具包括：

钢卷尺：测量范围为（0～5）m，分度值不大于1mm；测量范围为（0～50）m，分度值不大于1mm；

标准量块：5mm、20mm、40mm、80mm，准确度等级2级；

检测平台：L型平台，水平面与垂直面的边长均为150mm，厚10mm，表面粗糙度（Ra）不大于0.8μm，L型平台固定在三脚架上，可手动调整水平；

参考断面仪：距离测量误差不超过±1mm，通过与激光干涉仪的测量比对实现计量溯源；角度测量分辨力不大于0.01°，角度控制误差不超过±0.5°/45°，通过与控制角度与测角仪实测角度的比较实现计量溯源;超欠挖参数计算方法符合附录A；

检定试验辅助装置，包括：

标准隧道模型：断面半径不小于5m，内侧表面平整，断面结构稳定；

a隧道断面调整块：横向长度L=560mm±2mm，宽度a=(500±2)mm，厚度H=45mm～80mm，允许偏差±0.5mm，调整块材料线膨胀系数不超过7.2×10-5/℃。其结构如图3所示。

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图3调整块结构尺寸示意图

检定项目

断面仪的检定项目见表1，检定记录表格式见附录B。

表1检定项目一览表

检定项目

首次检定

后续检定

使用中检查

通用技术要求

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检测视角范围

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激光测距仪示值误差

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隧道断面超欠挖指标测量误差

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断面仪复现性标准偏差系数

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检定方法

外观检查

通过目测、手感进行检查，其结果应符合5.1、5.2的要求。

检测视角范围

断面仪检测视角范围的检定过程如下：

选取一处路面相对平整的道路，将道路中心作为校准点，并在该点路面上沿中心线垂直方向绘制一条直线；

将断面仪架设在校准点正上方，安装并调整好仪器，首先调整仪器的激光点对准道路中心线方向上，然后将断面仪测头在水平方向上旋转90°，激光点应能落在a）中绘制的那一条垂直于中心线的直线上；

将仪器对中归零后（此时激光器方向垂直向下），通过断面仪自动测取或手动采用钢卷尺测量该仪器高度h并记录（仪器高为相对地面的高度）；

在竖直方向上，先逆时针方向调整断面仪测头，使其激光点能刚好避开支架右侧的阻挡区域，用钢卷尺测量并记录激光点至校准点之间的距离l1，

通过式（1）计算仪器的起始视角