[發明專利]一種狹長型隧道變形監測方法

有效

• 申請號: 201810562772.2
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108931230B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: 張傲;林澤耿;李淦泉;陳航;黃僑文
• 申請（專利權）人: 廣州建設工程質量安全檢測中心有限公司;廣州市建筑科學研究院有限公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 李德魁

本發明公開了一種狹長型隧道變形監測方法，適用于對狹長型的隧道進行變形監測，相對于現有的隧道監測方法，本發明通過在測量機器人間設置搭接點組，以兩端的基準點組的已知坐標為起算數據，借助搭接點組對所有測量機器人及搭接點組的坐標進行推算，并對推算出的近似坐標利用間接平差原理進行平差，在一些特定的隧道地形中，比如隧道長度過長或隧道彎曲度過大的情況下，仍然能夠實現基準點組坐標的獲取以及隧道內所有未知坐標點的坐標確定，同時對監測點坐標進行準確獲取，從而實現對隧道變形情況更為精確的監測。

技術領域

本發明屬于工程監測領域，主要涉及一種在狹長型隧道內的多搭接點后方交會導線測量 及三角高程高差測量方法。

背景技術

隧道通常埋于地下或是橫穿山體，受地質、水文條件的影響大，在外界因素作用下，隧 道可能出現下沉、收斂等變形，影響隧道的正常使用。為了獲取隧道變形情況，需對隧道結 構進行變形監測。目前隧道監測工程中，主要采用導線測量和三角高程測量的方式傳遞坐標 和高差，而導線測量精度及三角高程測量精度不足會影響隧道結構變形監測的準確性。

導線測量及三角高程測量的精度主要取決于方向觀測值誤差、斜距觀測值誤差、天頂距 觀測值誤差、儀器對中誤差及大氣折光誤差。狹長型隧道工程通常為扁平狀的建(構)筑物， 橫斷面窄，或隧道長度長，兩端基準點雖能直接通視，但由于布設導線距離過長，受大氣折 光誤差影響，測量精度難以提高；或隧道出現曲線，兩端基準點無法直接通視，且布設導線 距離較短，受儀器對中誤差影響，測量精度難以提高。此時，利用現有的監測方法不能準確 獲取狹長型隧道變形情況。

發明內容

本發明目的在于針對現有技術的缺陷，提供一種狹長型隧道變形監測方法，通過本發明 中的技術方案，可以借助測量機器人間的搭接點組傳遞基準點組的坐標，相對于現有的隧道 監測方法，在一些特定的隧道地形中，比如隧道長度過長或隧道彎曲度過大的情況下，仍然 能夠實現對監測點三維坐標的準確獲取，對監測點進行監測。

本發明采用以下技術方案：

一種狹長型隧道變形監測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1、在隧道兩端非變形區域分別設置第一基準點組和第二基準點組；

在隧道兩端之間均勻設置兩個或兩個以上的測量機器人；最接近隧道兩端的兩個所述測 量機器人可直接觀測到與其鄰近的所述第一基準點組或第二基準點組；

在相鄰的所述測量機器人間設置搭接點組；所述搭接點組可以被兩側相鄰的所述測量機 器人直接觀測到；

在隧道變形區域設置監測點；所述第一基準點組和第二基準點組的三維坐標已知；

S2、所有所述測量機器人對其相鄰的所述基準點組，所述搭接點組及所述監測點進行測 量得到方向值、天頂距值和斜距值，并對所述方向值、天頂距值和斜距值進行粗差檢驗；

S3、分別以所述第一基準點組和所述第二基準點組的已知三維坐標為起算數據，根據S2 中得到的所述方向值、天頂距值和斜距值，以所述搭接點組作為坐標的換算中介，以后方交 會方法及三角高程測量方法推算出所有所述測量機器人和所述搭接點組各自的兩組近似三維 坐標；利用間接平差原理對每個測量機器人及每個搭接點組的兩組近似三維坐標進行平差， 得到所有所述測量機器人和所述搭接點組的準確三維坐標；

S4、所述監測點附近的所述測量機器人以自身的準確三維坐標為起算數據，根據對所述 監測點測量得到的所述方向值、天頂距值和斜距值，以極坐標方式推算出監測點的三維坐標， 從而實現對監測點的監測。

進一步的，所述步驟S3的具體步驟包括：