等间距隧道截面的测量方法
等间距隧道截面的测量方法
摘要：在隧道施工过的程中，对隧道断面进行适时和定期的检测，是保证施工安全和事故发生重要手段，也是衡量工程质量的重要指标。全站仪无棱镜测距技术通过辐射测量极坐标的方法，配合隧道断面测量软件，能够准确，快速地，完成断面测量工作。等间距隧道截面测量可以为隧道断面的监测和分析提供基础数据。
关键词：隧道断面测量 全站仪无棱镜测距技术 隧道断面超欠挖 0、引言
随着全站仪免棱镜技术的出现和隧道断面测量软件的发展，全站仪被广泛应用与隧道施工测量中。配备有断面测量软件的全站仪能够快速的完成隧道掘进放样、断面测量及围岩净空等测量工作。在隧道的施工过程中，要求定期对隧道断面进行超欠挖的检测，以保证施工的质量和安全，避免事故的发生。用全站仪无棱镜模式对隧道每隔单位距离进行测量，获得断面上左右腰线及中线上的底点和顶点的三维坐标，有利于及时了解隧道断面超欠挖的情况，从而保证施工的质量和安全。
1、断面顶点三维坐标的测定
1.1 测定隧道中线起点和终点并计算测量辅助数据
根据隧道外控制点测定隧道中线的起点与终点的三维坐标。由隧道中线的起点与终点计算出与隧道的走向（方位角及其竖直角）和长度。将隧道中线投影于水平面，得到起点与终点的水平距离截面水平间距。根据已知数据（一起高度、隧道高度、腰线高度和截面间里程间距）计算截面里程、腰线点的方位角、腰线点竖直角、顶点竖直角、底点竖直角。
1.2 断面顶点的测定与里程检核
根据上面的计算数据测定左右腰线点、顶点和底点的三维坐标。在测定和顶点坐标时需要对所测数据进行检核，通过测得的三维坐标反算截面里程，并与设计里程进行对比，若在限差范围内，则继续下一点的测量，若超出限差，则利用该差值计算仪器需要转动的角度。重复上述步骤，逐渐靠近直到在限差以内。
2、超欠挖时断面顶点的测量设计
2.1 隧道顶部欠挖测量设计
图1为一隧道欠挖处，仪器架于KA点，KA、A所在线为隧道底面中线，B1、B2、B为欠挖曲面上的点，C点为A里程所对应的隧道截面理论顶点，我们需要测出里程点A所对应的实际顶点。由于此处欠挖，因此实际需要测量的应该是B点。
按照初始设计的竖直角进行观测，只能观测到B1点，但此时B1所对应的里程点为A1并非A，因此仪器竖直角需要继续旋转。此问题处理步骤如下：
首先根据仪器测到的B1点，换算出里程A1，计算出A1到A的距离。设计D点，使B1_D平行于A1_A，并且B1_D距离与A1_A相等。这样可以根据B1点坐标确定D点坐标。
MA1为A1的里程，MKA为KA点里程，SO-B1为观测点O到B1点距离，αA1-A为A1与A连线的方位角，VA0-B1为O点与B1点连线竖直角。HD为D点高程，hA1-A为A1与A的高差，H1为仪器高（垂距）。
根据D点坐标，利用三角函数计算出从仪器观测点到D点连线的竖直角。