TCRA1101全站仪在隧道断面测量中的应用与分析

刘国强

摘 要：随着时代的进步和社会经济的发展，我国隧道断面测量技术不断成熟，开始积极应用先进技术和设备。其中，徕卡TCRA1101全站仪因为具有一系列优势，如今得到了较为广泛的应用。本文简要分析了隧道断面测量中徕卡TCRA1101全站仪的应用，希望可以提供一些有价值的参考意见。

关键词：隧道断面测量 徕卡TCRA1101全站仪 应用

在具体的隧道施工中，关于断面的超欠挖问题一向是施工的难点所在，其施工也必须在严格的控制之下进行。这就要求在确定爆破方案和开挖技术的基础上，结合断面测量并分析得到的数据，适当调整所需的爆破参数，从而达到预期的爆破效果。在不同阶段内进行的断面测量分析，可以提取出围岩的收敛数据，能够判断围岩的稳定程度。进而根据实践数据基础，使得支护参数得到科学准确的调整。在某工程中，我们借助徕卡TCRA1101全站仪和TPSPRO断面测量系统，成功的测量控制了隧道断面，将爆破断面数据及时准确的提供出来，取得了不错的效果。

1.工程概述

本工程位于广东省清远市阳山县太平镇白莲片区，该区中间盘地比较低，周围山体比较高，雨水不容易外排。受2014年5月特大暴雨影响，白莲片区受灾比较严重。为配合阳山县白莲片区排洪（应急）工程规划设计工作，为工程建筑物及施工营造布置、工程量、水文计算和征地拆迁等提供基础资料。该项工程测量任务是以隧道进口为起点，隧道出口为终点，全长约3000米，测量宽度约800米。施工地区的交通条件良好，县级公路已经覆盖到了该地区；山地、石灰岩溶洞等地质基本代表了该区位的地质环境，相比较其他地区，该区地形较为复杂，高差大；杂树及灌木林生长较为茂密，在一定程度上增加了外业测量的难度。

2.徕卡TCRA1101全站仪断面测量的原理

2.1徕卡TCRA1101全站仪功能概述

就使用方面而言，徕卡TCRA1101全站仪无论是在智能化程度方面还是在测量精度方面都处于较高的水平。通过多种高科技自动化性能的使用与搭载，诸如电子计算功能、马达驱动功能、目标自动识别照准以及跟踪功能等等，已经实现了自动测量功能。另外，它还可以将数据直接传输给计算机，借助于数据分析处理软件来综合处理数据，这样就可以获得准确的结果，并且输出各种图形和报表数据，作为一种智能多功能测量系统，可以全自动化的输出采集到的成果，实现了数字一体化。

2.2隧道断面测量系统组成及运作原理

断面测量程序已经内置于徕卡TCRA1101全站仪内，将仪器安置于所测断面内的任一位置，建站之后，对仪器的三维坐标进行确定，并设置方向，然后将断面测量程序启动，结合具体情况，设置相关参数。通过马达的驱动作用，仪器可以实现对布设于隧道轴线法线的竖直平面的精准定位，并在此基础之上实现一周旋转，与此同时，通过设置间距，并对仪器到各个测点的距离和角度进行测量，通过将采集的信息实时的存储于内置的PC卡上，进而得到一个全面准确的断面数据。内业仅仅需要将存储于PC卡上的全站仪采集数据向计算机中输入即可，数据的分析处理工作则由TPSPRO断面测量系统来完成，这样就可以得到准确的数据，输出相关的图形和报表数据。

2.3构建隧道数据库

数据库中包括诸多的工程数据，使用人员需要输入工程名称、施工单位等参数。除此之外，其他工程数据也是仪器记录的对象。通过综合借鉴对比工程数据库的内容，从而实现对工程数据的有效管理。

3.隧道断面测量过程

3.1徕卡TCRA1101全站仪数据采集过程

开机之后，对PROG功能键进行选择，也就是将应用程序菜单给显示出来，然后对文件管理选项进行选择；进而对平面以及纵坡参数重新进行定义，并进行科学的合理的相关设置；最后通过启动File Manager，文件管理界面就可以呈现在用户面前了。在采集隧道横断面数据的过程中，Profiler Survey是一个专用的机载软件，它借助于File Manager机载软件，交点计算生成平纵面参数文件，并且科学设置测站点，自动采集隧道断面数据，将数据保存在全站仪的PC卡上。

设置Setup测站，对测站点的坐标和测站所处的里程进行确定，并且对水平度盘进行设置，促使路线坐标系统中存在全站仪。

在Profiler断面测量方面，测量前，需要对开始角和结束角进行定义，用以确定所测断面采集数据的区域，同时还需要对两个相邻点间的距离进行定义，也就是我们俗称的步长。完成了各项准备工作之后，按STAR，就可以自动采集隧道断面数据。

3.2TPSPRO断面测量系统数据处理过程

因为本工程的围岩有着较大变化，因此在开挖的过程中，需要结合上次爆破断面数据来调整爆破断面参数。

通过在已经开挖的断面上进行断面布置，埋设观测点，进而将观测膜片贴于观测点之上。观测膜片在施工过程中的变形程度，就可以对隧道围岩收敛数据进行采集，以便对支护参数进行合理调整。

首先，将工程属性输入系统之中。结合相关要求，将一系列的工程信息输入系统，如工程名称、施工单位等，以便于管理；其次是数据导入。连接徕卡TCRA1101全站仪和计算机，在软件的主界面上对数据管理中的数据导入功能进行选择；然后，对工程名称进行选择，打开选择文件中的全站仪数据文件，点击导入，就可以向系统中导入文件。通过理论断面的设置工作，在综合考虑工程设计尺寸标准的基础之上，继而设置开挖断面的理论数据，并在此过程中与实测断面实现综合对比；最后，实现科学的数据分析，控制条件和图形区都可以在主程序中找到，其位置分别位于屏幕左右两边，通过分析与选择理论断面并导入实测断面，右侧图像区域就会自动生成分析的相关结果。然后在选择报表，相关的分析报表就会生成，并显示出各个测点的实际具体情况。

3.3信息化处理

将爆破强度和爆破光面效果的分析建立在生成的图形报表之上，通过继续的科学操作进行指引，进而实现科学的调整相关具体参数。在施工过程中，合理采集相应的数据，并将所采集数据的指导作用充分发挥出来，促使施工流程实现信息化。在本工程中，通过研究得到的隧道开挖断面数据，有效控制了开挖断面的尺寸，且并未发现大面积的超欠挖现象，从而说明了本隧道不需要对超挖部分进行回填。

通过本工程实践我们可以得知，TPSPRO断面测量系统和徕卡TCRA1101全站仪在隧道断面测量中具有更加快速和准确等一系列优势。

4.结语

通过上文的叙述分析我们可以得知，在隧道工程断面测量中，可以充分应用TPSPRO断面测量系统和徕卡TCRA1101全站仪，它能更加快速准确的获得数据，有效指导工程的施工。将TPSPRO断面测量系统和徕卡TCRA1101全站仪综合应用起来，工程开挖的自动化和智能化程度得到了显著提升，对于数据采集和分析工作能够更加准确和及时，从而实现了施工的信息化。

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