TCRA1101全站儀在隧道斷面測(cè)量中的應(yīng)用與分析

劉國(guó)強(qiáng)

摘 要：隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)隧道斷面測(cè)量技術(shù)不斷成熟，開始積極應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備。其中，徠卡TCRA1101全站儀因?yàn)榫哂幸幌盗袃?yōu)勢(shì)，如今得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文簡(jiǎn)要分析了隧道斷面測(cè)量中徠卡TCRA1101全站儀的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見。

關(guān)鍵詞：隧道斷面測(cè)量 徠卡TCRA1101全站儀 應(yīng)用

在具體的隧道施工中，關(guān)于斷面的超欠挖問題一向是施工的難點(diǎn)所在，其施工也必須在嚴(yán)格的控制之下進(jìn)行。這就要求在確定爆破方案和開挖技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合斷面測(cè)量并分析得到的數(shù)據(jù)，適當(dāng)調(diào)整所需的爆破參數(shù)，從而達(dá)到預(yù)期的爆破效果。在不同階段內(nèi)進(jìn)行的斷面測(cè)量分析，可以提取出圍巖的收斂數(shù)據(jù)，能夠判斷圍巖的穩(wěn)定程度。進(jìn)而根據(jù)實(shí)踐數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，使得支護(hù)參數(shù)得到科學(xué)準(zhǔn)確的調(diào)整。在某工程中，我們借助徠卡TCRA1101全站儀和TPSPRO斷面測(cè)量系統(tǒng)，成功的測(cè)量控制了隧道斷面，將爆破斷面數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確的提供出來(lái)，取得了不錯(cuò)的效果。

1.工程概述

本工程位于廣東省清遠(yuǎn)市陽(yáng)山縣太平鎮(zhèn)白蓮片區(qū)，該區(qū)中間盤地比較低，周圍山體比較高，雨水不容易外排。受2014年5月特大暴雨影響，白蓮片區(qū)受災(zāi)比較嚴(yán)重。為配合陽(yáng)山縣白蓮片區(qū)排洪（應(yīng)急）工程規(guī)劃設(shè)計(jì)工作，為工程建筑物及施工營(yíng)造布置、工程量、水文計(jì)算和征地拆遷等提供基礎(chǔ)資料。該項(xiàng)工程測(cè)量任務(wù)是以隧道進(jìn)口為起點(diǎn)，隧道出口為終點(diǎn)，全長(zhǎng)約3000米，測(cè)量寬度約800米。施工地區(qū)的交通條件良好，縣級(jí)公路已經(jīng)覆蓋到了該地區(qū)；山地、石灰?guī)r溶洞等地質(zhì)基本代表了該區(qū)位的地質(zhì)環(huán)境，相比較其他地區(qū)，該區(qū)地形較為復(fù)雜，高差大；雜樹及灌木林生長(zhǎng)較為茂密，在一定程度上增加了外業(yè)測(cè)量的難度。

2.徠卡TCRA1101全站儀斷面測(cè)量的原理

2.1徠卡TCRA1101全站儀功能概述

就使用方面而言，徠卡TCRA1101全站儀無(wú)論是在智能化程度方面還是在測(cè)量精度方面都處于較高的水平。通過多種高科技自動(dòng)化性能的使用與搭載，諸如電子計(jì)算功能、馬達(dá)驅(qū)動(dòng)功能、目標(biāo)自動(dòng)識(shí)別照準(zhǔn)以及跟蹤功能等等，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)測(cè)量功能。另外，它還可以將數(shù)據(jù)直接傳輸給計(jì)算機(jī)，借助于數(shù)據(jù)分析處理軟件來(lái)綜合處理數(shù)據(jù)，這樣就可以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，并且輸出各種圖形和報(bào)表數(shù)據(jù)，作為一種智能多功能測(cè)量系統(tǒng)，可以全自動(dòng)化的輸出采集到的成果，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字一體化。

2.2隧道斷面測(cè)量系統(tǒng)組成及運(yùn)作原理

斷面測(cè)量程序已經(jīng)內(nèi)置于徠卡TCRA1101全站儀內(nèi)，將儀器安置于所測(cè)斷面內(nèi)的任一位置，建站之后，對(duì)儀器的三維坐標(biāo)進(jìn)行確定，并設(shè)置方向，然后將斷面測(cè)量程序啟動(dòng)，結(jié)合具體情況，設(shè)置相關(guān)參數(shù)。通過馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)作用，儀器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)布設(shè)于隧道軸線法線的豎直平面的精準(zhǔn)定位，并在此基礎(chǔ)之上實(shí)現(xiàn)一周旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，通過設(shè)置間距，并對(duì)儀器到各個(gè)測(cè)點(diǎn)的距離和角度進(jìn)行測(cè)量，通過將采集的信息實(shí)時(shí)的存儲(chǔ)于內(nèi)置的PC卡上，進(jìn)而得到一個(gè)全面準(zhǔn)確的斷面數(shù)據(jù)。內(nèi)業(yè)僅僅需要將存儲(chǔ)于PC卡上的全站儀采集數(shù)據(jù)向計(jì)算機(jī)中輸入即可，數(shù)據(jù)的分析處理工作則由TPSPRO斷面測(cè)量系統(tǒng)來(lái)完成，這樣就可以得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，輸出相關(guān)的圖形和報(bào)表數(shù)據(jù)。

2.3構(gòu)建隧道數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)中包括諸多的工程數(shù)據(jù)，使用人員需要輸入工程名稱、施工單位等參數(shù)。除此之外，其他工程數(shù)據(jù)也是儀器記錄的對(duì)象。通過綜合借鑒對(duì)比工程數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工程數(shù)據(jù)的有效管理。

3.隧道斷面測(cè)量過程

3.1徠卡TCRA1101全站儀數(shù)據(jù)采集過程

開機(jī)之后，對(duì)PROG功能鍵進(jìn)行選擇，也就是將應(yīng)用程序菜單給顯示出來(lái)，然后對(duì)文件管理選項(xiàng)進(jìn)行選擇；進(jìn)而對(duì)平面以及縱坡參數(shù)重新進(jìn)行定義，并進(jìn)行科學(xué)的合理的相關(guān)設(shè)置；最后通過啟動(dòng)File Manager，文件管理界面就可以呈現(xiàn)在用戶面前了。在采集隧道橫斷面數(shù)據(jù)的過程中，Profiler Survey是一個(gè)專用的機(jī)載軟件，它借助于File Manager機(jī)載軟件，交點(diǎn)計(jì)算生成平縱面參數(shù)文件，并且科學(xué)設(shè)置測(cè)站點(diǎn)，自動(dòng)采集隧道斷面數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)保存在全站儀的PC卡上。

設(shè)置Setup測(cè)站，對(duì)測(cè)站點(diǎn)的坐標(biāo)和測(cè)站所處的里程進(jìn)行確定，并且對(duì)水平度盤進(jìn)行設(shè)置，促使路線坐標(biāo)系統(tǒng)中存在全站儀。

在Profiler斷面測(cè)量方面，測(cè)量前，需要對(duì)開始角和結(jié)束角進(jìn)行定義，用以確定所測(cè)斷面采集數(shù)據(jù)的區(qū)域，同時(shí)還需要對(duì)兩個(gè)相鄰點(diǎn)間的距離進(jìn)行定義，也就是我們俗稱的步長(zhǎng)。完成了各項(xiàng)準(zhǔn)備工作之后，按STAR，就可以自動(dòng)采集隧道斷面數(shù)據(jù)。

3.2TPSPRO斷面測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理過程

因?yàn)楸竟こ痰膰鷰r有著較大變化，因此在開挖的過程中，需要結(jié)合上次爆破斷面數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整爆破斷面參數(shù)。

通過在已經(jīng)開挖的斷面上進(jìn)行斷面布置，埋設(shè)觀測(cè)點(diǎn)，進(jìn)而將觀測(cè)膜片貼于觀測(cè)點(diǎn)之上。觀測(cè)膜片在施工過程中的變形程度，就可以對(duì)隧道圍巖收斂數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以便對(duì)支護(hù)參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整。

首先，將工程屬性輸入系統(tǒng)之中。結(jié)合相關(guān)要求，將一系列的工程信息輸入系統(tǒng)，如工程名稱、施工單位等，以便于管理；其次是數(shù)據(jù)導(dǎo)入。連接徠卡TCRA1101全站儀和計(jì)算機(jī)，在軟件的主界面上對(duì)數(shù)據(jù)管理中的數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能進(jìn)行選擇；然后，對(duì)工程名稱進(jìn)行選擇，打開選擇文件中的全站儀數(shù)據(jù)文件，點(diǎn)擊導(dǎo)入，就可以向系統(tǒng)中導(dǎo)入文件。通過理論斷面的設(shè)置工作，在綜合考慮工程設(shè)計(jì)尺寸標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，繼而設(shè)置開挖斷面的理論數(shù)據(jù)，并在此過程中與實(shí)測(cè)斷面實(shí)現(xiàn)綜合對(duì)比；最后，實(shí)現(xiàn)科學(xué)的數(shù)據(jù)分析，控制條件和圖形區(qū)都可以在主程序中找到，其位置分別位于屏幕左右兩邊，通過分析與選擇理論斷面并導(dǎo)入實(shí)測(cè)斷面，右側(cè)圖像區(qū)域就會(huì)自動(dòng)生成分析的相關(guān)結(jié)果。然后在選擇報(bào)表，相關(guān)的分析報(bào)表就會(huì)生成，并顯示出各個(gè)測(cè)點(diǎn)的實(shí)際具體情況。

3.3信息化處理

將爆破強(qiáng)度和爆破光面效果的分析建立在生成的圖形報(bào)表之上，通過繼續(xù)的科學(xué)操作進(jìn)行指引，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)科學(xué)的調(diào)整相關(guān)具體參數(shù)。在施工過程中，合理采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將所采集數(shù)據(jù)的指導(dǎo)作用充分發(fā)揮出來(lái)，促使施工流程實(shí)現(xiàn)信息化。在本工程中，通過研究得到的隧道開挖斷面數(shù)據(jù)，有效控制了開挖斷面的尺寸，且并未發(fā)現(xiàn)大面積的超欠挖現(xiàn)象，從而說明了本隧道不需要對(duì)超挖部分進(jìn)行回填。

通過本工程實(shí)踐我們可以得知，TPSPRO斷面測(cè)量系統(tǒng)和徠卡TCRA1101全站儀在隧道斷面測(cè)量中具有更加快速和準(zhǔn)確等一系列優(yōu)勢(shì)。

4.結(jié)語(yǔ)

通過上文的敘述分析我們可以得知，在隧道工程斷面測(cè)量中，可以充分應(yīng)用TPSPRO斷面測(cè)量系統(tǒng)和徠卡TCRA1101全站儀，它能更加快速準(zhǔn)確的獲得數(shù)據(jù)，有效指導(dǎo)工程的施工。將TPSPRO斷面測(cè)量系統(tǒng)和徠卡TCRA1101全站儀綜合應(yīng)用起來(lái)，工程開挖的自動(dòng)化和智能化程度得到了顯著提升，對(duì)于數(shù)據(jù)采集和分析工作能夠更加準(zhǔn)確和及時(shí)，從而實(shí)現(xiàn)了施工的信息化。

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