激光隧道断面仪在现代隧道施工中的应用

1、.激光隧道断面仪在现代隧道施工中的应用摘要：在秦岭号隧道施工中用激光隧道断面仪对开挖断面、初期支护断面、隧道净空验收进行检测，为提高隧道施工质量提供可靠依据，同时通过超、欠挖控制节约了隧道施工成本。关键词：断面仪     隧道        施工       应用一、工程概况    西汉高速公路秦岭号特长隧道，是陕西省“米”字型公路网骨架户县涝峪口至筒车湾段高速公路的咽喉工程，是我国国道

2、主干线（GZ40）二连浩特至河口穿越陕西境内最艰巨的工程地段。该工程跨越我国南北分界的秦岭山脉，地质构造复杂、工程施工难度大。秦岭号特长隧道为上下行线分离式隧道，下行线单洞长度为4930m。我单位承建下行线进口段2160m，施工里程为XK76+660XK74+500。    秦岭号隧道下行线进口施工过程中为了提高施工质量和控制成本，在施工中首次采用激光隧道断面仪对全过程进行检测，取得了良好的效果。现将如何利用激光断面仪扫描断面图和分析断面扫描图加以论述，在今后隧道施工中以供参考。二、检测方法   （一）、仪器介绍  

3、0; BJSD2B型激光隧道断面仪是建立在无合作目标激光测距技术和精密数字测角技术之上的。极坐标测量法和计算机技术紧密相结合，加上专门设计的图象处理软件，能迅速得到隧道断面图与设计图进行对比，以至可以快速给出检测报告文件。其主要技术指标：测距精度优于±1mm；测角精度优于0.1 。   （二）、外业测量    外业测量主要是选定要检测的隧道横断面，用断面仪扫描断面并贮存数据为内业数据处理提供有力的数据保障。外业测量是整个检测工作的关键，在外业测量中要注意所检测断面必须垂直于行车道中线（隧道中线）。在测量中主要有以下几个关键工序：

4、60;   1、横断面的确定    为了能够精确、真实而客观地反映出所要检测的隧道断面特征，首先用全站仪在隧道开挖隧底上确定行车道中线标志点，和在隧道侧壁上确定同断面标记点，并记录行车道中线标志点里程和标高。标志点一般选在特征断面处，这样更有分析价值，标志点属临时点，勿用红油漆标记，因为红色对仪器有感应影响检测结果。以秦岭号隧道下行线进口XK76+450+440段为例，测出该段行车道中线标志点里程为：XK76+446.72；标高为：H标志点=1596.071。    2、扫描和数据贮存  

5、60; 确定了标志点后，把断面仪架设在隧道行车道中线标志点XK76+446.72处，打开电源，在测量控制器上选择“测量”，同时检测头主机出现激光器亮点，利用激光对中整平原理进行对中整平。松开检测头主机方位锁紧螺旋，将测量头的激光束通过选择测量控制器上的“手动测量”方式调整到隧道侧壁上已放好的标志点处，琐紧水平锁紧螺旋，此时仪器已处于垂直于隧道轴线的位置。BJSD2B型激光隧道断面仪检测方式有手动检测、定点检测和连续检测，在隧道断面检测中以定点检测为主，定点检测方式能准确检测出每点相对于仪器的机械轴心的距离和角度。定点检测主要参数设定为检测起始角度最小为30°，检测终止角度为330&#

6、176;，检测点总数为 2150个，根据测设需要设置合理的参数。在秦岭号隧道下行线进口隧道断面检测过程中定点检测参数为：起始角30°、终止角330°、检测点总数50个。定点检测第一个点为行车道中线标志点，第二个点为起始角度点处，最后点为终止角度点处。断面仪扫描方向即可是顺时针也可是逆时针，但有横坡的隧道检测方向必须为逆时针，因为制作标准断面时角度以垂直向下为“0”度角，逆时针方向增加。秦岭号隧道下行线进口由于路面为2%横坡，设计隧道中线垂直于路面，致使隧道整体产生1°845的倾角，所以检测时以逆时针为主。当断面仪扫描完毕后选择测量控制器上“贮存数据”这样该断面的测

7、量数据已贮存在测量控制器内。按同样的方法进行下一点的检测。   （三）、标准断面的编辑    为了能让外业扫描的断面与设计断面加以比较，在已装入BJSD2B型激光隧道断面仪专用软件的PC上编辑标准断面，标准断面的编辑是整个检测工作内业的关键。编辑标准断面首先要确定两维坐标的圆点，两维坐标的圆点一般选定为轨面或设计零面的中心，秦岭号隧道下行线进口以隧道行车道中线和隧道中线的交点为标准设计断面的两维坐标圆点，垂直向上为垂直坐标“Z”的正值，水平向右为水平坐标“X”的正值。标准断面有若干段“弧”组成，每段“弧”所需设置的参数为：圆心位置（米），左负、

8、右正；半径（米）；起始角度（度）垂直向下为“0”度角，逆时针方向增加；终止角度（度）和方向。直线与直线相连接只需表示出端点位置，点的表示只表示出点的坐标数据（左负、右正、上正、下负），半径、起始角和终止角为“0”。秦岭号隧道下行线进口类围岩设计开挖断面图（见图一）的标准断面编辑方法为：    1、“弧一”参数的设定：    圆心：   X=            Z=    半

9、径：    0      起始角度：0°    终止角度：0°    方向：    逆时针    2、“弧二”参数的设定：    圆心：    X=            Z=&#

10、160;   半径：    6.13    起始角度： 84.259°    终止角度： 273.449°    方向：     逆时针    3、“弧三”参数的设定：    圆心：    X=        

11、      Z=    半径：    0      起始角度：0°    终止角度：0°   方向：    逆时针   标准断面起始坐标“Z”值设为0，一般对于编辑带有标高的标准断面则设定起始坐标“Z”值，否则为0。则得到类围岩开挖标准断面图为（见图二）：   

12、;                           图  二   （四）数据和图象处理    1、传输测量数据    用专用电缆将测量控制器与装有软件的PC“打印接口”相连接，选择测量控制器上的“传输数据”和PC上的“接收测量

13、数据”，这样将外业测量数据传输到PC上并保存，以便进行数据处理。    2、导入测量断面    在装有软件的PC上打开已编辑好的标准断面，在标准断面内选择“导入测量断面”，选择需要编辑的外业测量断面。    3、编辑当前断面    在装有软件的PC上选择“编辑当前断面”，对已选择的断面进行编辑。打开当前断面将会显示垂直坐标“Z1”、“水平坐标“X1”，该坐标是测头主机机械轴心在以外业测量标志点为两维坐标圆点的坐标系统中的坐标值，Z1、X1将换算成在标准断面坐标系统内的坐标值Z

14、、X。秦岭号隧道下行线进口XK76+446.72处当前断面坐标值Z1=1.567、X1=0，该处标准断面两维坐标圆点设计标高：H圆点=1596.310，则其换算值如下：Z=Z1+（H标志点H圆点）=1.567+(1596.0711596.310)=1.328X= X1+0=0注：当在确定隧道行车道中线标志点遇到障碍物时，可以让标志点偏移行车道中线X2（左负、右正），这样在编辑当前断面时X= X1+ X2。则得到XK76+446.72处开挖断面扫描图为（见图三）：    （五）综合分析    对开挖断面扫描图（见图三）进行综合研究和分析

15、，可以得到秦岭号隧道下行线进口XK76+450+440段隧道开挖情况如下：    1、隧道除右侧边墙有欠挖外其余地方均无欠挖，建议对右侧边墙欠挖部分及时进行处理。    2、隧道开挖断面整体向左有少许偏移，施工技术人员要及时对线路中线点进行复核，并在放开挖中线点时加以注意。    3、隧道光面爆破效果良好，超挖都在规范允许标准内，这与断面仪在隧道施工全程监测有密切关系。    4、隧道开挖标高符合设计要求。    5、由“图三”结合设计图纸计算得

16、XK76+450+440段超挖量约为22m3，为规范允许值范围之内。若隧道每个断面超挖均超过规范值5，则仅这5引起整条隧道超挖量约为2632m3，这将对隧道施工进度和施工成本造成重大影响。    6、假如“图三”标准断面为隧道设计净空断面，扫描初期支护断面，可以得到该断面二衬砼厚度，对衬砌厚度不符合设计要求的要加以处理。秦岭号隧道下行线进口在二衬施工中用断面仪检测二衬厚度，使已施工的二衬砼质量优良率为100%。    7、如果“图三”标准断面为隧道设计净空，扫描隧道净空断面，可以得出隧道净空是否符合设计要求，对不满足设计要求的在施工中

17、加以调整，这样为将来隧道净空验收提供有力的质量保障。    8、对隧道开挖断面扫描图、初期支护断面扫描图、隧道净空断面扫描图进行对比，综合研究分析，可以得出隧道实际开挖方量、喷射砼厚度、衬砌厚度，为隧道每道工序施工质量提供依据，并是隧道成本分析一手最真实的资料。    三、体会    激光隧道断面仪在施工过程中能够快速而直接地反映隧道开挖断面和支护断面，真实体现隧道超、欠挖情况，并分析其原因，在施工中及时加以处理。熟练掌握和利用激光隧道断面仪可以节约施工成本和提高施工质量，是现代隧道施工中重要的

18、检测工具，值得推广。【唯美句子】 走累的时候，我就到升国旗哪里的一角台阶坐下，双手抚膝，再闭眼，让心灵受到阳光的洗涤。懒洋洋的幸福。顶 3 收藏 2【唯美句子】 一个人踮着脚尖，在窄窄的跑道白线上走，走到很远的地方又走回来。阳光很好，温暖，柔和。漫天的安静。顶 7 收藏 7【唯美句子】 清风飘然，秋水缓淌。一丝云起，一片叶落，剔透生命的空灵。轻轻用手触摸，就点碎了河面的脸。落叶舞步婀娜不肯去，是眷恋，是装点？瞬间回眸，点亮了生命精彩。顶 11 收藏 9【唯美句子】 几只从南方归来的燕子，轻盈的飞来飞去，“几处早莺争暖树，谁家新燕啄春泥，”其乐融融的山林气息，与世无争的世外桃源，让人心旷神怡。顶

19、 0 收藏 2【唯美句子】 流年清浅，岁月轮转，或许是冬天太过漫长，当一夜春风吹开万里柳时，心情也似乎开朗了许多，在一个风轻云淡的早晨，踏着初春的阳光，漫步在碧柳垂青的小河边，看小河的流水因为解开了冰冻而欢快的流淌， 清澈见底的的河水，可以数得清河底的鹅软石，偶尔掠过水面的水鸟，让小河荡起一层层的涟漪。河岸换上绿色的新装，刚刚睡醒的各种各样的花花草草，悄悄的露出了嫩芽，这儿一丛，那儿一簇，好像是交头接耳的议论着些什么，又好象是在偷偷地说着悄悄话。顶 3 收藏 4【唯美句子】 喜欢海子写的面朝大海春暖花开，不仅仅是因为我喜欢看海，还喜欢诗人笔下的意境，每当夜深人静时，放一曲纯音乐，品一盏茶，在脑

20、海中搜寻诗中的恬淡闲适。在春暖花开时，身着一身素衣，站在清风拂柳，蝶舞翩跹的百花丛中，轻吹一叶竖笛，放眼碧波万里，海鸥，沙滩，还有扬帆在落日下的古船，在心旷神怡中，做一帘红尘的幽梦。顶 0 收藏 2【唯美句子】 繁华如三千东流水，你只在乎闲云野鹤般的采菊东篱、身心自由，置身置灵魂于旷野，高声吟唱着属于自己的歌，悠悠然永远地成为一个真真正正的淡泊名利、鄙弃功名利禄的隐者。顶 1 收藏 3【唯美句子】 世俗名利和青山绿水之间，你选择了淡泊明志，持竿垂钓碧泉绿潭；权力富贵和草舍茅庐之间，你选择了宁静致远，晓梦翩跹姹紫嫣红。顶 2 收藏 3【唯美句子】 那是一株清香的无名花，我看到了它在春风夏雨中风姿

21、绰约的模样，可突如其来的秋雨，无情的打落了它美丽的花瓣，看着它在空谷中独自凋零，我莫名其妙的心痛，像针椎一样的痛。秋雨，你为何如此残忍，为何不懂得怜香惜玉，我伸出颤抖的双手，将散落在泥土里的花瓣捧在手心。顶 4 收藏 5【唯美句子】 滴答滴答，疏疏落落的秋雨，赶着时间的脚步，哗啦啦的下起来。听着雨水轻轻地敲击着微薄的玻璃窗，不知不觉，我像是被催眠了一样，渐渐的进入了梦乡。顶 3 收藏 5【唯美句子】 在这极致的悲伤里，我看到了世间最美的爱，可谁又能明白，此刻的我是悲伤还是欢喜，也许只有那拨动我心弦的秋季，才知道潜藏在我心中的眼泪。顶 4 收藏 3【唯美句子】 看着此情此景，我细细地聆听。像是听

22、到了落叶的呢喃，秋风的柔软，在这极短的瞬间，他们一起诉说着最美的爱恋，演绎着永恒的痴缠。当落叶安详的躺在大地，露出幸福的模样，你看，它多像一个进入梦乡的孩子。突然发现，秋风并非是想象中的刽子手，原来它只是在叶子生命的最后一刻，让它体会到爱的缠绵，飞翔的滋味。顶 1 收藏 1【唯美句子】 很感谢那些耐心回答我的人，公交上那个姐姐，还有那位大叔，我不知道他们是不是本地人，但我们遇到的一个交警协管，一位头发花白的大姐，她是上海本地人，很和善，并不像有些人说的上海人很排外。事实上，什么都不是绝对的。顶 2 收藏 0【唯美句子】 我嗅到浓郁的香奈尔，却也被那种陌生呛了一鼻。也许，我却不知道，那时的感受了

23、。那里没有那么美好，没有安全感，归属感。我想要的自由呢，不完全地体验到了。顶 2 收藏 1【唯美句子】 那些繁华的都市，车水马龙，灯红酒绿，流光溢彩，却充斥着一种悲哀，浮夸。我看到各种奢华，却也看到各种卑微，我看到友善亲和，也看到暴躁粗鲁，我看到金光熠【优美语句】 踏过一片海，用博识的学问激起片片微澜；采过一丛花，正在聪慧的碰碰外送来缕缕清喷鼻；无过一个梦，决定从那里启程。顶 0 收藏 0【优美语句】 人生如一本书，应该多一些精彩的细节，少一些乏味的字眼；人生如一支歌，应该多一些昂扬的旋律，少一些忧伤的音符；人生如一幅画，应该多一些亮丽的色彩，少一些灰暗的色调。 顶 0 收藏 0【优美语句】

24、母爱是一滴甘露，亲吻干涸的泥土，它用细雨的温情，用钻石的坚毅，期待着闪着碎光的泥土的肥沃；母爱不是人生中的一个凝固点，而是一条流动的河，这条河造就了我们生命中美丽的情感之景。 顶 0 收藏 0【优美语句】 生活如海，宽容作舟，泛舟于海，方知海之宽阔；生活如山，宽容为径，循径登山，方知山之高大；生活如歌，宽容是曲，和曲而歌，方知歌之动听。 顶 0 收藏 0【优美语句】 母爱就是一幅山水画，洗去铅华雕饰，留下清新自然；母爱就象一首深情的歌，婉转悠扬，轻吟浅唱；母爱就是一阵和煦的风，吹去朔雪纷飞，带来春光无限。 顶 0 收藏 0【优美语句】 努力奋斗，天空依旧美丽，梦想仍然纯真，放飞自我，勇敢地飞翔

25、于梦想的天空，相信自己一定做得更好。 顶 0 收藏 0【优美语句】 品味生活，完善人性。存在就是机会，思考才能提高。人需要不断打碎自己，更应该重新组装自己。顶 0 收藏 0【优美语句】 母爱是一缕阳光，让你的心灵即使在寒冷的冬天也能感到温暖如春；母爱是一泓清泉，让你的情感即使蒙上岁月的风尘依然纯洁明净。 顶 0 收藏 0【优美语句】 母爱是温暖心灵的太阳；母爱是滋润心灵的雨露；母爱是灌溉心灵的沃土；母爱是美化心灵的彩虹。 顶 0 收藏 0【优美语句】 一轮金色的光圈印在海面，夕阳将最后的辉煌撒向了大海，海平面波光潋滟，金光闪闪，夕阳下的海水让最后一丝蓝也带着感动。温和的海水轻轻地拍打着我的脚踝

26、，我张开双臂拥抱最温馨的时刻我爱大海宽广的胸怀，无论多大的风浪，她都可以揽入怀中；无论多少风雨，都无法将她击垮；无论多少河流，她都可以容纳；我愿做一只填海的燕，填平她的波涛翻滚，填平她的汹涌愤怒，只留下平静、柔和的海面。【唯美句子】 走累的时候，我就到升国旗哪里的一角台阶坐下，双手抚膝，再闭眼，让心灵受到阳光的洗涤。懒洋洋的幸福。顶 3 收藏 2【唯美句子】 一个人踮着脚尖，在窄窄的跑道白线上走，走到很远的地方又走回来。阳光很好，温暖，柔和。漫天的安静。顶 7 收藏 7【唯美句子】 清风飘然，秋水缓淌。一丝云起，一片叶落，剔透生命的空灵。轻轻用手触摸，就点碎了河面的脸。落叶舞步婀娜不肯去，是眷

27、恋，是装点？瞬间回眸，点亮了生命精彩。顶 11 收藏 9【唯美句子】 几只从南方归来的燕子，轻盈的飞来飞去，“几处早莺争暖树，谁家新燕啄春泥，”其乐融融的山林气息，与世无争的世外桃源，让人心旷神怡。顶 0 收藏 2【唯美句子】 流年清浅，岁月轮转，或许是冬天太过漫长，当一夜春风吹开万里柳时，心情也似乎开朗了许多，在一个风轻云淡的早晨，踏着初春的阳光，漫步在碧柳垂青的小河边，看小河的流水因为解开了冰冻而欢快的流淌， 清澈见底的的河水，可以数得清河底的鹅软石，偶尔掠过水面的水鸟，让小河荡起一层层的涟漪。河岸换上绿色的新装，刚刚睡醒的各种各样的花花草草，悄悄的露出了嫩芽，这儿一丛，那儿一簇，好像是交

28、头接耳的议论着些什么，又好象是在偷偷地说着悄悄话。顶 3 收藏 4【唯美句子】 喜欢海子写的面朝大海春暖花开，不仅仅是因为我喜欢看海，还喜欢诗人笔下的意境，每当夜深人静时，放一曲纯音乐，品一盏茶，在脑海中搜寻诗中的恬淡闲适。在春暖花开时，身着一身素衣，站在清风拂柳，蝶舞翩跹的百花丛中，轻吹一叶竖笛，放眼碧波万里，海鸥，沙滩，还有扬帆在落日下的古船，在心旷神怡中，做一帘红尘的幽梦。顶 0 收藏 2【唯美句子】 繁华如三千东流水，你只在乎闲云野鹤般的采菊东篱、身心自由，置身置灵魂于旷野，高声吟唱着属于自己的歌，悠悠然永远地成为一个真真正正的淡泊名利、鄙弃功名利禄的隐者。顶 1 收藏 3【唯美句子】

29、 世俗名利和青山绿水之间，你选择了淡泊明志，持竿垂钓碧泉绿潭；权力富贵和草舍茅庐之间，你选择了宁静致远，晓梦翩跹姹紫嫣红。顶 2 收藏 3【唯美句子】 那是一株清香的无名花，我看到了它在春风夏雨中风姿绰约的模样，可突如其来的秋雨，无情的打落了它美丽的花瓣，看着它在空谷中独自凋零，我莫名其妙的心痛，像针椎一样的痛。秋雨，你为何如此残忍，为何不懂得怜香惜玉，我伸出颤抖的双手，将散落在泥土里的花瓣捧在手心。顶 4 收藏 5【唯美句子】 滴答滴答，疏疏落落的秋雨，赶着时间的脚步，哗啦啦的下起来。听着雨水轻轻地敲击着微薄的玻璃窗，不知不觉，我像是被催眠了一样，渐渐的进入了梦乡。顶 3 收藏 5【唯美句子

30、】 在这极致的悲伤里，我看到了世间最美的爱，可谁又能明白，此刻的我是悲伤还是欢喜，也许只有那拨动我心弦的秋季，才知道潜藏在我心中的眼泪。顶 4 收藏 3【唯美句子】 看着此情此景，我细细地聆听。像是听到了落叶的呢喃，秋风的柔软，在这极短的瞬间，他们一起诉说着最美的爱恋，演绎着永恒的痴缠。当落叶安详的躺在大地，露出幸福的模样，你看，它多像一个进入梦乡的孩子。突然发现，秋风并非是想象中的刽子手，原来它只是在叶子生命的最后一刻，让它体会到爱的缠绵，飞翔的滋味。顶 1 收藏 1【唯美句子】 很感谢那些耐心回答我的人，公交上那个姐姐，还有那位大叔，我不知道他们是不是本地人，但我们遇到的一个交警协管，一位头发花白的大姐，她是上海本地人，很和善，并不像有些人说的上海人很排外。事实上，什么都不是绝对的。顶 2 收藏 0【唯美句子】 我嗅到浓郁的香奈尔，却也被那种陌生呛了一鼻。也许，我却不知道，那时的感受了。