《JJG(交通) 209-2024 隧道激光断面仪》

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JJG—

目录

Ⅱ

引言……………

11

范围…………………………

21

引用文件……………………

31

术语…………………………

41

概述…………………………

52

计量性能要求………………

5.12

竖直角示值误差…………

5.22

激光测距示值误差………………………

5.32

最大欠挖值测量误差……………………

62

通用技术要求………………

72

计量器具控制………………

7.12

检定条件…………………

7.23

检定项目…………………

7.33

检定方法…………………

7.45

检定结果处理……………

7.55

检定周期…………………

A6

附录最大欠挖值计算方法………………

B7

附录隧道激光断面仪检定记录表格式……………………

C8

附录隧道激光断面仪检定证书内页格式…………………

D10

附录隧道激光断面仪检定结果通知书内页格式………

Ⅰ

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隧道激光断面仪检定规程

1范围

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。

2引用文件

本规程引用下列文件：

JJG100

全站型电子速测仪

凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程；凡是不注日期的引用文件，

其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规程。

3术语

下列术语和定义适用于本规程。

3.1

standardtunnelmodel

标准隧道模型

为开展隧道激光断面仪检定试验，在特定场地设计、建造或选用的内轮廓断面在检定

试验过程中始终保持稳定的结构模型。

3.2

referenceprofiler

参考断面仪

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。

4概述

隧道激光断面仪（简称断面仪）通过获取每个角度方向上的距离，采用极坐标法计算

隧道内部轮廓曲线数据，与设计轮廓曲线匹配后，可输出各测点与相应设计断面轮廓线之

1

间的超欠挖值。其测量原理示意图如图所示。

1

图断面仪测量原理示意图

1234

——隧道断面；——断面仪测量光路；——断面仪；——三角架

断面仪主要由激光测距单元、角度调节装置、水准指示器、显示屏、测量主机、三角基

2

座等构成。其结构示意图如图所示。

1

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2

图断面仪结构示意图

123

——激光测距单元；——角度调节装置（竖直角）；——水准指示器（长水平泡）；

456

——角度调节装置（水平角）；——显示屏；——测量主机；

78

——水准指示器（圆水平泡）；——三角基座

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形状的测量

和分析。

5计量性能要求

5.1

竖直角示值误差

±0.5°

断面仪竖直角示值误差不应超过。

5.2

激光测距示值误差

010m±2mm

断面仪激光测距单元在（～）测量范围内的示值误差不应超过。

5.3

最大欠挖值测量误差

±5mm

断面仪最大欠挖值测量误差不应超过。

6通用技术要求

6.1

断面仪应有清晰的厂名或商标、型号、出厂编号、出厂日期等标志。

6.2

断面仪外观应光洁，无损伤、锈蚀等现象；各部件应正确安装，密封良好。

6.3

断面仪各运动机构转动灵活，不应有松动、卡滞和影响操作的现象，锁紧机构应稳固可靠。

6.4

水准指示器安装应牢固，气泡移动应灵活。

6.5

激光测距单元应能在竖直方向上自由旋转一周。

6.6

通电自检，各功能应正常，显示屏显示内容应清晰、完整。

7计量器具控制

7.1

检定条件

7.1.1

检定环境条件

检定环境条件要求如下：

2

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a-1040℃

）环境温度：（～）；

b

）场地条件：无影响测量的振动。

7.1.2

检定用器具

检定用器具包括：

a10mMPE±0.03+0.03mm

）标准钢卷尺：量程D不小于，最大允许误差不超过（D）；

bJJG100Ⅱ

）全站仪：符合中级要求；

c±1mm/10m0.01°

）参考断面仪：距离测量误差优于，角度分辨力优于，角度测量误差

±0.3°

优于；

d

）辅助装置，包括：

1L100mm10mm

）形试件：水平面与垂直面的边长均为，厚，表面粗糙度Ra不大于

0.8μm

；

25m

）标准隧道模型：断面最大半径不小于，内侧表面平整，断面结构稳定；

3560±2mm45°

）隧道断面调整块：长度L为（），横截面为等腰梯形，底角为，底部宽度a为

560±2mm45~80mm1mm

（），厚度H的可选范围为（），单件调整块厚度的极差不大于，调整

7.2×10/℃3

块材料的线膨胀系数不超过-5，其结构如图所示；

3

图隧道断面调整块结构尺寸示意图

L——调整块长度；H——调整块厚度；a——调整块底部宽度；b——调整块顶部宽度

410m0.03mm/m

）检验平台：总长度不小于，表面直线度优于；

5

）升降台：可手动或自动调节实现上升或下降。

7.2

检定项目

1B

断面仪的检定项目见表，检定记录表格式见附录。

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

++-

竖直角示值误差

+++

激光测距示值误差

++-

最大欠挖值测量误差

+-

注：“”表示需要检定，“”表示无须检定。

7.3

检定方法

7.3.1

外观检查

通过目测和触摸方式对断面仪外观及各部件功能进行检查。

3

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7.3.2

竖直角示值误差

检定步骤如下：

a9

）在标准隧道模型中间位置布置一个升降台，并分别在隧道模型及下方地面上安装

0°60°90°120°150°180°210°

个靶标，其竖直角度（激光测距单元垂直向下为）分别为、、、、、、

240°270°300°4

、、，如图所示；

4

图断面仪角度测量检定布置图

1234

——标准隧道模型；——靶标；——升降台；——全站仪或断面仪

b90°

）将全站仪锁紧固定在升降台上并调平，调整全站仪竖直角度到位置并调节升降

90°

台高度，使激光点与竖直角度为的靶标中心重合，锁紧升降旋钮；

c60°300°9

）将全站仪激光点依次对准～的各个靶标中心，分别读出个靶标中心处对

[(=1,2,⋯,9]

应测点位置的竖直角度值，作为各靶标处的竖直角度标准值αi）；

dbc2si2

）将断面仪按照）～）的步骤测量次，取每个靶标中心处次读数的平均值作为断

[(=1,2,⋯,9]1[Δ(=

面仪在各个靶标处的竖直角度测量值αi），按公式（）计算测量误差αi

1,2,⋯,9]ii

）；

Δ=-1

ααα（）

iisi

式中：

(=1,2,⋯,9°

α——第i个靶标处的竖直角度标准值i），；

si(=1,2,⋯,9°

α——第i个靶标处的竖直角度测量值i），；

Δi(=1,2,⋯,9°

α——第i个靶标处的竖直角测量误差i），。

eiΔ

）取α中绝对值最大者作为竖直角示值误差。

7.3.3i

激光测距示值误差

检定步骤如下：

a

）调节检验平台水平，沿检验平台方向布设标准钢卷尺，起始端固定，末端悬挂砝码，

5

如图所示；

5

图仪器安装布置示意图

123L456

——升降台；——断面仪；——形试件；——标准钢卷尺；——检验平台；——砝码

4

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b

）将断面仪放在升降台上，断面仪中心对准标准钢卷尺零刻度线，安装固定并调平；

c90°

）打开激光，调整激光测距单元竖直角至，调节升降台高度和断面仪水平角，使激

L

光线与检验平台轴线平行，激光点对准形试件中心；

dL2m4m6m8m10m

）将形试件依次放置在标准钢卷尺、、、、位置处，记录标准钢卷

[(=1,2,⋯,5]5

尺的示值di），在相应的每个位置取次激光测距示值的平均值作为该处的距

si[ˉ(=1,2,⋯,5]2[Δ(=1,2,⋯,5]

离测量结果，记为di），按式（）计算距离测量误差di）；

iΔ=ˉ-i2

ddd（）

iisi

式中：

(=1,2,⋯,5m

d——第i个位置的标准钢卷尺示值i），；

ˉsi(=1,2,⋯,5m

d——第i个位置的激光测距示值的平均值i），；

Δi(=1,2,⋯,5m

d——第i个位置的距离测量误差i），。

eiΔ

）取d中绝对值最大者作为激光测距示值误差。

7.3.4i

最大欠挖值测量误差

检定步骤如下：

a

）将参考断面仪架设在标准隧道模型的地面中线上，完成安装调试；

b60°0.5°300°

）设置为起始角度，以等间隔进行距离采样，直至采集到为止，记录每个

角度对应的距离值，得到标准隧道模型内部轮廓曲线；

c90°135°180°225°270°

）在标准隧道模型的、、、、位置放置隧道断面调整块以模拟欠挖

隧道断面，采用参考断面仪测量欠挖隧道内部轮廓曲线，计算最大欠挖值h0，最大欠挖值

A

计算方法见附录；

d31

）用待检断面仪对欠挖隧道内部轮廓进行次测量，第次将待检设备架设在隧道中

21m31m3

线处，第次架设在中线偏左约处，第次架设在中线偏右约处，保存断面仪次测

量数据，将标准隧道模型断面曲线输入待检断面仪，通过其数据分析软件计算最大欠挖值

[(=1,2,3]3[Δ(=1,2,3]

hi），按式（）计算测量误差hi）；

iΔi=-3

hhh0（）

ii

式中：

mm

h0——参考断面仪测量并计算得到的最大欠挖值，；

(=1,2,3mm

h——待检断面仪第i次测量并计算得到的最大欠挖值i），；

Δi(=1,2,3mm

h——待检断面仪第i次测得的最大欠挖值测量误差i），。

eiΔ

）取h中绝对值最大者作为最大欠挖值测量误差。

7.4i

检定结果处理

C

检定合格的断面仪出具检定证书，检定证书内页格式见附录。检定不合格的断面仪

D

出具检定结果通知书，并注明检定结果不合格项，检定结果通知书内页格式见附录。

7.5

检定周期

12

断面仪的检定周期一般不超过个月。

5

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附录A

最大欠挖值计算方法

最大欠挖值的计算方法如下：

aA.1

）将实际隧道断面曲线和设计的标准隧道断面曲线合并在同一坐标系中，如图

所示；

A.1

图隧道断面曲线示意图

ABA

——标准隧道断面上的点；——点处法线与实际隧道断面的交点

b

）在欠挖区内，以标准隧道断面上各点为起点，沿标准隧道断面曲线的法线向实际隧

A.1AB

道断面曲线引直线段，如图中的；

cb

）取）中直线段长度的最大值作为隧道断面的最大欠挖值。

6

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附录B

隧道激光断面仪检定记录表格式

记录编号：第页共页

样品名称样品编号

型号规格出厂编号

制造单位检定依据

检定时间检定地点

检定前样品情况检定后样品情况

℃

环境条件温度：；其他：

/

不确定度

准确度证书证书使用前使用后

/名称测量范围/

所用的计量标准等级最大编号有效期至情况情况

主要仪器设备允许误差

检定项目

序号检定项目技术要求检定结果

1通用技术

符合规程

要求

12345

号位号位号位号位号位

全站仪

2竖直角示值±0.5°断面仪

6789Δ

误差号位号位号位号位α最大值

i

全站仪

断面仪

12345

距离第次第次第次第次第次均值

2m

4m

3激光测距±2mm6m

示值误差8m

10m

Δ

d最大值

iΔ

h0h1h2h3h最大值

4最大欠挖值±5mmi

测量误差

检定：核验：日期：

7

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附录C

隧道激光断面仪检定证书内页格式

2

检定证书第页

××××××‑××××

证书编号

检定机构授权说明

检定依据

检定环境条件及地点：

℃

温度地点

其他

/

检定使用的计量标准装置主要仪器

/

不确定度

/

名称测量范围准确度等级证书编号有效期至

最大允许误差

23

第页共页

8

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3

检定证书第页

××××××‑××××

证书编号

检定结果

序号检定项目检定结果结论

1

通用技术要求

2

竖直角示值误差

3

激光测距示值误差

4

最大欠挖值测量误差

注：

1

本报告检定结果仅对该计量器具有效；

2

本证书未加盖“检定专用章”无效；

3

下次检定时请携带（出示）此证书。

未经授权，不得部分复印本证书。

以下空白

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