断面收敛测量在隧道中的应用

断面收敛测量在隧道中的应用一、工程概况

王福根地铁隧道在建成、运营以后，由于线路四周建设引起的地面加系统地测量，为地铁隧道的监护供给牢靠的数据。二、测点布设：由于地铁二号线断面收敛变形测量每年一次，每次测量各测点必需全都，因此在第一次测量时已经将各测点布好，2023年地铁二号线全线隧道断面收敛变形测量连续承受原来所布设的测点。三、测量方法利用徕卡马达驱动无合作目标测距TCRA1101器集电子计算、马达驱动、激光无棱镜测距、自动跟踪目标、自动采动采集的TPS1100系列全站仪使用机载断面数据采集软件进展。它通过PCMCIA卡存储数据文件直接与计算机接口，实现隧道断面收敛面收敛变形测量工作的自动化、数字化、计算机化、保证观测成果的准确性、高效率性，并减轻了劳动强度。断面收敛变形测量外业数据采集承受Profiler断面收敛变形测量PCMCIA果存储到全站仪PCMCIA存储卡的文件中，完成测量以后，该数据文到断面收敛变形测量成果及图表。地铁隧道断面收敛变形测量使用的是TCRA1101型隧道断面收储，实时显示于一体，测量精度测距为±3mm，断面扫描旋转角距为0.03º。在隧道作业中严格依据设计书的要求对地铁二均使用同一点〔即环号点号全都〕。四、数学模型首先我们对坐标系进展假定，将所测的数据在假定的坐标系进展点，在仪器望远镜所扫过的平面内建立直角坐标系，如以以下图：利用断面收敛变形测量设备，测量出的是隧道横断面上每个测点的相对测量原点的x、y坐标，利用x、y坐标，可以画出隧道的横断会导致隧道各横断面图一外形发生变化。然而在我的测量数据反映的都是目前隧道的横断面准参照。我们选择以建设时的设计外形为参照基准，即圆形。5.5m的标准圆，为测量相对变化量，在对测量的数据进展处理时，必需把测量的各相对测量基准点的x、y一步是首先得到断面中心坐标，即找中心〔圆心〕。找中心〔圆心〕我们承受以下方法：x、y，所谓的中心点坐标。由平面几何可以知道在一个圆上，由任何两条弦可以确定出圆心的3°45°～325°，至少可以测9090组数据计算出很多个圆心点坐标，由于断小二乘法计算出该横断面的最终圆心。找出圆心后，测量的数据可以转化到以圆心为圆点的极坐标系成以后到目前为止的变化量。然后将变形量成图，成图方法为，以实标，以相对各角度的径向变化量为纵坐标绘制出断面收敛变化曲线。五、试验为了验证断面收敛变形测量系统的精度和牢靠性，我们在地铁M8线淮海路车站北风井底部进展旋喷加固，旋喷桩底部与地铁一号50cm7：7TCRA1101全站仪架设在加值见下表〔单位：mm〕工况表L1L1－钻杆下放L2－钻杆下放L3－钻杆下放、喷浆L4－钻杆下放、喷浆L5－最底部停留、喷浆L6－钻杆提升、喷浆L8－钻杆提升L9－钻杆提升M8线淮海路北风井旋喷施工隧道断面收敛变形测量数据表数据省略8：8从曲线图与施工记录比照还可看出，在旋喷桩机钻杆向下压，但没喷浆时，隧道根本无变形，在＋1mm～－1mm之间为仪器误差范大值，隧道顶部收敛极其显著，到达约－9mm；而随着钻杆上提、喷浆完毕，隧道断面收敛变形有所恢复，约－4mm；施工完毕后，隧的精度和牢靠性。六、精度分析分析以上测量方法，误差来源有以下几种：1、仪器的测距误差m1；2、仪高的测量误差m2；3、仪器的测角所引起的误差m3；4、仪器的对中误差m4；5、照准误差m5；6轴线垂直的圆面，而是与隧道有确定夹角的椭园，该误差设为m6；依据地铁隧道构造保护的要求，地铁隧道直径变形的限差为±64mm，半径变形的限差为±32mm1/3做为该横断面测量的限差，取其限差为±10mm。该横断面测量的中1/2，那么要想满足地铁隧道构造的精度要求，该横断面测量的中误差不得大于±5.0mm。在以上误差来源中1、仪器的测距误差m1为±3mm；2、仪高的测量误差m2为±3mm；3、仪器的测角误差为±1.5“,隧道半径按3m计算，测角所引起的误0.022mm;0.1m1.5m时，我们取对中误差为±0.8mm；5、照准误差按±0.2mm；6、由隧道的设计资料可知，隧道轴线的坡度最大为千分之二十多，我们现在取隧道的坡度为千分之三十，隧道的半径为3m计算，断面与隧道轴线不垂直造成的误差为±1.35mm；M=±4.52mm，±4.52mm，小于±5.0mm，因此，该方法可以满足地铁隧道构造变形要求的精度。七、测量精度评定我公司承受在同一测量条件下对全线进展样本抽查的方法来评定本70987环的7.09下表单位为mm。误差统计表长半轴 差值 短半轴 差值点号

复测

△ △△

原测

△△△mm〔m〕 mm

〔m〕

〔m〕LSU12

26.611

2.7641 0.4

0.16

2.7230

2.7168

6.2

38.44LSU14

26.570

2.7663

2.7647 1.6

2.56

2.7233 3.7

13.69LSU16

26.508

2.7646 1.2

1.44

2.7281LSU1826.460LSU1826.4602.76792.76651.41.962.7189 2.3 5.296LSU2226.3662.77692.77591.01.002.7122.7140 1.4 1.966LSU2426.3162.76252.76170.80.642.72752.7325.328.098DDU222.0132.76292.76220.70.492.72642.7260.50.2529DDU221.9652.76692.76600.90.812.72412.7204.419.3645DDU221.9092.77142.77170.30.092.71392.7184.419.3663DDU221.8532.77052.77000.50.252.72742.7243.310.8981DLU321.2652.75802.75720.80.642.73782.7391.41.96

3.7

13.69长半轴 差值 短半轴 差值点号

复测

△ △△

原测

△△△mm〔m〕 mm 〔m〕 〔m〕2DLU621.195DLU621.1952.75852.75810.40.162.7382DLU921.1122.76162.75952.14.412.7350DLU1121.0712.76242.76111.31.692.7208DLU1321.0212.76272.76180.90.812.7337DLU1520.9702.76332.76360.30.092.7186DLU1720.9202.76232.76190.40.162.7231DLU2120.8202.76742.76611.31.692.7056LHU418.4192.76462.76420.40.162.7268LHU618.4702.76152.76070.80.642.7357LHU818.5192.75682.75610.70.492.7363LHU1018.5692.75852.75760.90.812.7335LHU1218.6452.75472.75371.01.002.7366LHU1418.6952.75592.75461.31.692.743562.7265

1.48.3

1.9668.8927243 3.5 12.252.73082.72112.72392.70432.72752.73112.73402.73322.73372.7358

2.92.50.81.30.74.62.30.32.97.7

8.416.250.641.690.4921.165.290.098.4159.29长半轴 差值 短半轴 差值〔m〕 mm 〔m〕LHU1618.7442.75892.75810.80.642.7339HRU318.0702.77462.77430.30.092.7305HRU518.0212.76772.76680.90.812.7330HRU717.9712.76612.76550.60.362.7367HRU9HRU1179202.76462.76410.50.252.731617.86912.77422.77231.93.612.7146HRU117.8202.77892.76929.794.072.71363HRU117.77252.77732.77861.31.692.7184HRU117.7202.76902.76810.90.812.72477HRU117.67192.77132.77011.21.442.7250DDU122.2652.77312.7717.41.962.71832DDU122.21542.76682.76551.31.692.7315DDU122.1692.77022.76604.217.642.72316

复测 △ △△

原测 复测〔m〕

△△△mm2.73542.7276

1.5 2.252.9 8.412.72892.73152.73032.72262.72152.72342.72112.72702.71342.73192.7188

4.15.21.38.07.95.03.62.04.90.44.3

16.8127.041.6964.0062.4125.0012.964.0024.010.1618.49长半轴 差值 短半轴 差值点号

复测

△ △△

原测

△△△mm〔m〕 mm 〔m〕 〔m〕DDU1

2.71822.117822.11782.76542.76470.70492.7228DDU222.06602.76392.76330.60.362.7237RSU516.7792.76612.76580.30.092.7240RSU716.7272.76722.76630.90.812.72582.72252.71652.7241

4.11.27.51.7

16.811.4456.252.89RSU9RSU1

16.676

2.7722 0.1

0.01

2.713016.625116.62512.76642.76560.80.642.7354RSU116.5762.76282.76220.60.362.72903RSU116.53052.76302.76270.30.092.7265SJU4 15.5802.77102.77060.40.162.7199SJU615.5312.76122.76090.30.092.7371SJU815.4812.75852.75840.10.012.7296SJU1015.4312.77092.77070.20.042.7128SJU1215.3812.76382.7628002.721222.72682.72092.71942.73612.72952.70912.7196

9.05.22.26.40.51.00.13.71.6

81.0027.044.8440.960.251.000.0113.692.56长半轴 差值 短半轴 差值点号

复测

△ △△

原测

△△△mm〔m〕 mm

〔m〕

〔m〕SJU1415.321SJU1415.3212.76692.76660.30.092.7193SJU1615.2812.76382.76290.90.812.7242SJU1815.2322.76282.76240.40.162.7222JJU314.1202.76712.76323.915.212.7263JJU514.0702.77112.77190.80.642.7172JJU714.0212.77072.76990.80.642.7198JJU913.9712.77142.76843.09.002.7154JJU1113.9212.76352.76310.40.162.7280JJU1313.8722.76432.76321.11.212.7279JJU1513.8202.76412.76753.411.562.7278JSU1212.4692.76682.76610.70.492.7219JSU1412.4172.76682.76590.90.812.730522.7329

3.1 9.618.7 75.692.72022.72292.71362.71502.71622.72532.72292.71682.72032.7279

2.03.43.64.80.82.75.011.01.62.6

4.0011.5612.9623.040.647.2925.00121.002.566.76JZU16

12.371

2.7690

2.7668 2.2

4.84

2.7156

1.6

2.56长半轴差值短半轴差值点号 里程 复测△△△原测 复测△△〔m〕〔m〕mm〔m〕 〔m〕△mm2.730JZD1812.3212.76002.75841.62.562.7244 5.6 0JZD2212.2172.76622.76590.30.092.7192.7203 0.6 0.3672.723JZD2412.1692.76672.75927.556.252.7273 4.2 1JZD2612.1192.76852.76820.30.092.7112.7140 2.4 5.7662.709JZD28 12.07 2.7709 2.7705 0.4 0.16 2.71146M²=∑ΔiΔi/n；Δi=xi样本-xi原测；n=1～70

1.8 3.24将表格数据代入公式中计算可得长半轴和短半轴中误差M中=±4.25mmm,精度高于设计精度±5mm，因此可以说本次测量精度满足设计要求。八、 测量成果分析各区间的测量结果说明，隧道横断面现均为扁椭圆形。其特点为沿垂直方向为压缩椭圆的短轴方向，水平方向直径拉长的椭圆长轴方180º90º方向的拉长变形量进展简洁分析现取龙阳路至世纪公园这一段进展分析，该段里程起至K26+880到K26+096,784m.k26+366线影响相对该环断面变形测量来说比较小。度单位：mm99180º变形量为-36mm,90°270°分别为26.6mm27.2mm,从而可以了解到隧道顶部相对标准正圆向下变形36mm26.6mm27.2mm，形成一180º位置已变形了但理，其他角度的变形量也是