[发明专利]一种狭长型隧道变形监测方法

说明书

本发明公开了一种狭长型隧道变形监测方法，适用于对狭长型的隧道进行变形监测，相对于现有的隧道监测方法，本发明通过在测量机器人间设置搭接点组，以两端的基准点组的已知坐标为起算数据，借助搭接点组对所有测量机器人及搭接点组的坐标进行推算，并对推算出的近似坐标利用间接平差原理进行平差，在一些特定的隧道地形中，比如隧道长度过长或隧道弯曲度过大的情况下，仍然能够实现基准点组坐标的获取以及隧道内所有未知坐标点的坐标确定，同时对监测点坐标进行准确获取，从而实现对隧道变形情况更为精确的监测。

技术领域

本发明属于工程监测领域，主要涉及一种在狭长型隧道内的多搭接点后方交会导线测量 及三角高程高差测量方法。

背景技术

隧道通常埋于地下或是横穿山体，受地质、水文条件的影响大，在外界因素作用下，隧 道可能出现下沉、收敛等变形，影响隧道的正常使用。为了获取隧道变形情况，需对隧道结 构进行变形监测。目前隧道监测工程中，主要采用导线测量和三角高程测量的方式传递坐标 和高差，而导线测量精度及三角高程测量精度不足会影响隧道结构变形监测的准确性。

导线测量及三角高程测量的精度主要取决于方向观测值误差、斜距观测值误差、天顶距 观测值误差、仪器对中误差及大气折光误差。狭长型隧道工程通常为扁平状的建(构)筑物， 横断面窄，或隧道长度长，两端基准点虽能直接通视，但由于布设导线距离过长，受大气折 光误差影响，测量精度难以提高；或隧道出现曲线，两端基准点无法直接通视，且布设导线 距离较短，受仪器对中误差影响，测量精度难以提高。此时，利用现有的监测方法不能准确 获取狭长型隧道变形情况。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种狭长型隧道变形监测方法，通过本发明 中的技术方案，可以借助测量机器人间的搭接点组传递基准点组的坐标，相对于现有的隧道 监测方法，在一些特定的隧道地形中，比如隧道长度过长或隧道弯曲度过大的情况下，仍然 能够实现对监测点三维坐标的准确获取，对监测点进行监测。

本发明采用以下技术方案：

一种狭长型隧道变形监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、在隧道两端非变形区域分别设置第一基准点组和第二基准点组；

在隧道两端之间均匀设置两个或两个以上的测量机器人；最接近隧道两端的两个所述测 量机器人可直接观测到与其邻近的所述第一基准点组或第二基准点组；

在相邻的所述测量机器人间设置搭接点组；所述搭接点组可以被两侧相邻的所述测量机 器人直接观测到；

在隧道变形区域设置监测点；所述第一基准点组和第二基准点组的三维坐标已知；

S2、所有所述测量机器人对其相邻的所述基准点组，所述搭接点组及所述监测点进行测 量得到方向值、天顶距值和斜距值，并对所述方向值、天顶距值和斜距值进行粗差检验；

S3、分别以所述第一基准点组和所述第二基准点组的已知三维坐标为起算数据，根据S2 中得到的所述方向值、天顶距值和斜距值，以所述搭接点组作为坐标的换算中介，以后方交 会方法及三角高程测量方法推算出所有所述测量机器人和所述搭接点组各自的两组近似三维 坐标；利用间接平差原理对每个测量机器人及每个搭接点组的两组近似三维坐标进行平差， 得到所有所述测量机器人和所述搭接点组的准确三维坐标；

S4、所述监测点附近的所述测量机器人以自身的准确三维坐标为起算数据，根据对所述 监测点测量得到的所述方向值、天顶距值和斜距值，以极坐标方式推算出监测点的三维坐标， 从而实现对监测点的监测。

进一步的，所述步骤S3的具体步骤包括：