地下工程測(cè)量技術(shù)探討

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)地下工程測(cè)量技術(shù)探討作者：周奎來(lái)源：建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)2015年第07期【摘要】隨著地下工程測(cè)量要求的不斷提高，研究其相關(guān)技術(shù)問(wèn)題凸顯出重要意義。本文首先對(duì)地下工程測(cè)量做了概述，介紹了地下工程測(cè)量理論方法的發(fā)展。在探討三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展及其在地下工程測(cè)量中應(yīng)用的基礎(chǔ)上，研究了地下工程測(cè)量的展望。【關(guān)鍵詞】地下工程；測(cè)量技術(shù)；探討一、前言作為地下工程方面的一項(xiàng)重要技術(shù)，其測(cè)量技術(shù)在近期得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步。該項(xiàng)課題的研究，將會(huì)更好地提升其測(cè)量技術(shù)的實(shí)踐效果，從而有效

2、優(yōu)化地下工程測(cè)量的水平。本文從概述相關(guān)內(nèi)容著手本課題的研究。二、地下工程測(cè)量概述1.地下工程測(cè)量特點(diǎn)（一）地下工程工程浩大、投資大、工期長(zhǎng)，一個(gè)城市地鐵建設(shè)要根據(jù)近期、遠(yuǎn)期客流量先作總體規(guī)劃，分期建設(shè)。測(cè)量工作不僅要考慮全局，也要顧及局部，既要沿每條線路獨(dú)立布設(shè)控制網(wǎng)，又要在線路交叉處有一定數(shù)量控制點(diǎn)重合，以保證各相關(guān)線路準(zhǔn)確銜接。（二）地鐵工程有嚴(yán)格限界規(guī)定，為降低工程成本，施工誤差裕量已很小，設(shè)計(jì)采用三維坐標(biāo)解析法，所以對(duì)施工測(cè)量精度有較高的要求。（三）測(cè)量?jī)?nèi)容多，與地面既有建筑結(jié)合緊密。各測(cè)量體和線路聯(lián)接密切，地上、地下測(cè)量工作要保證萬(wàn)無(wú)一失，除了要進(jìn)行施工放樣，貫通測(cè)量以外，還要進(jìn)行變

3、形監(jiān)測(cè)等項(xiàng)工作。2.地下工程測(cè)量工作地下工程測(cè)量的主要工作如下：地面、地下平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量；地鐵線路帶狀地形測(cè)量和管線調(diào)查；地鐵線路地面定線測(cè)量；地鐵車輛段測(cè)量；地面、地下聯(lián)系測(cè)量；隧道和高架線路施工測(cè)量；鋪軌測(cè)量；設(shè)備安裝測(cè)量；竣工測(cè)量；環(huán)境、線路、結(jié)構(gòu)變形測(cè)量。三、地下工程測(cè)量理論方法的發(fā)展1.控制網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法有解析法和模擬法兩種。解析法是基于優(yōu)化設(shè)計(jì)理論構(gòu)造目標(biāo)函數(shù)和約束條件，解求目標(biāo)函數(shù)的極大值或極小值。一般將網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件。網(wǎng)的質(zhì)量指標(biāo)主要有精度、可靠性和建網(wǎng)費(fèi)用，對(duì)于變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)還包括網(wǎng)的靈敏度或可區(qū)分性。對(duì)于網(wǎng)的平差模型而言，按固定參

4、數(shù)和待定參數(shù)的不同，網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)又分為零類、一類、二類和三類優(yōu)化設(shè)計(jì)，涉及到網(wǎng)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)，網(wǎng)形、觀測(cè)值精度以及觀測(cè)方案的設(shè)計(jì)。在工程測(cè)量中，施工控制網(wǎng)、安裝控制網(wǎng)和變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)都需要作優(yōu)化設(shè)計(jì)。模擬法優(yōu)化設(shè)計(jì)的軟件功能和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟主要是：根據(jù)設(shè)計(jì)資料和地圖資料在圖上選點(diǎn)布網(wǎng)，獲取網(wǎng)點(diǎn)近似坐標(biāo)。模擬觀測(cè)方案，根據(jù)儀器確定觀測(cè)值精度，可進(jìn)一步模擬觀測(cè)值。進(jìn)一步可計(jì)算坐標(biāo)未知數(shù)的協(xié)方差陣或部分點(diǎn)坐標(biāo)的協(xié)方差陣，協(xié)方差陣的主成份計(jì)算，特征值計(jì)算，點(diǎn)位誤差橢圓、置信橢圓的計(jì)算等?？煽啃园總€(gè)觀測(cè)值的多余觀測(cè)分量（內(nèi)部可靠性）和某一觀測(cè)值的粗差界限值對(duì)平差坐標(biāo)的影響。2.變形監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)處理。根據(jù)變

5、形觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制變形過(guò)程曲線是一種最簡(jiǎn)單而有效的數(shù)據(jù)處理方法，由過(guò)程曲線可作趨勢(shì)分析。如果將變形觀測(cè)數(shù)據(jù)與影響因子進(jìn)行多元回歸分析和逐步回歸計(jì)算，可得到變形與顯著性因子間的函數(shù)關(guān)系，除作物理解釋外，也可用于變形預(yù)報(bào)。多元回歸分析需要較長(zhǎng)的一致性好的多組時(shí)間序列數(shù)據(jù)。若僅對(duì)變形觀測(cè)數(shù)據(jù)，可采用灰色系統(tǒng)理論或時(shí)間序列分析理論建模，前者可針對(duì)小數(shù)據(jù)量的時(shí)間序列，對(duì)原始數(shù)列采用累加生成法變?yōu)樯蓴?shù)列，因此有減弱隨機(jī)性、增加規(guī)律性的作用。如果對(duì)一個(gè)變形觀測(cè)量的時(shí)間序列，通過(guò)建立一階或二階灰微分方程提取變形的趨勢(shì)項(xiàng)，然后再采用時(shí)序分析中的自回歸滑動(dòng)平均模型ARMA，這種組合建模的方法，可分性好且具有以下顯著

6、優(yōu)點(diǎn)：將非平穩(wěn)相關(guān)時(shí)序轉(zhuǎn)化為獨(dú)立的平衡時(shí)序；具有同時(shí)進(jìn)行平滑、濾波和推估的作用；模型參數(shù)聚集了系統(tǒng)輸出的特征和狀態(tài)；這種組合模型是基于輸出的等價(jià)系統(tǒng)的理想動(dòng)態(tài)模型。四、三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展及其在地下工程測(cè)量中的應(yīng)用三維工業(yè)測(cè)量技術(shù)，是以電子經(jīng)緯儀、全站儀、近景攝影儀或激光掃描儀等為傳感器，在電子計(jì)算機(jī)和軟件的支持下形成了三維測(cè)量系統(tǒng)。三維工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)分為三大類，以電子經(jīng)緯儀或全站儀為傳感器的工業(yè)大地測(cè)量系統(tǒng)；以近景攝影機(jī)為傳感器的工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)；以激光掃描儀為傳感器的激光掃描測(cè)量系統(tǒng)。工業(yè)攝影測(cè)量系統(tǒng)，通常以近景攝影的方式實(shí)現(xiàn)，其優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)像片提供大量信息，施測(cè)周期短，可在瞬間完成測(cè)量的全

7、過(guò)程，可對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)進(jìn)行測(cè)量，可以多重?cái)z影，有多余觀測(cè)值，精度可靠，最好的相對(duì)精度可達(dá)百萬(wàn)分之一，這對(duì)于復(fù)雜多變的地質(zhì)環(huán)境條件下的地下工程測(cè)量是非常有利的，在短時(shí)間內(nèi)獲取海量的測(cè)量數(shù)據(jù)，不但大大節(jié)省了財(cái)力、人力和物力，還能使測(cè)量的精度大大提高。激光掃描測(cè)量系統(tǒng)，是以激光掃描儀為傳感器的三維工業(yè)測(cè)量系統(tǒng)。激光掃描“點(diǎn)陣”可再現(xiàn)所測(cè)物體的三維立體景觀，可直接用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的量測(cè)，利用擬合軟件，點(diǎn)陣可轉(zhuǎn)換成三維模型、二維平面圖、等高線圖或斷面圖等，也可以同時(shí)用于CAD及相關(guān)應(yīng)用。因激光掃描儀具有掃描范圍大、速度快、分辨率高、建?？?、拼接好的特點(diǎn)，這就為礦山開(kāi)采沉陷的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、開(kāi)采損害的評(píng)價(jià)提供了先進(jìn)的技術(shù)

8、手段，從而更能客觀、科學(xué)、有效的指導(dǎo)礦山的安全生產(chǎn)。五、地下工程測(cè)量的展望1.地下工程測(cè)量的進(jìn)一步發(fā)展和服務(wù)領(lǐng)域的拓寬科學(xué)家預(yù)言，20世紀(jì)是向空間發(fā)展的世紀(jì)，21世紀(jì)將是向地下空間發(fā)展的世紀(jì)。隨著世界人口的迅速增加，城市化進(jìn)程的加快，城市的工業(yè)廠房、文化娛樂(lè)中心、各類學(xué)校、醫(yī)院、住宅和交通道路等占地猛增，加上環(huán)境的污染等，人類的有效活動(dòng)空間大幅度減小。最典型的是各大中城市人口密集、道路狹窄，堵車現(xiàn)象十分嚴(yán)重，眾多的高架橋、立交橋也無(wú)濟(jì)于事。地下工程的發(fā)展，必然會(huì)促進(jìn)地下工程測(cè)量的發(fā)展和服務(wù)領(lǐng)域的拓寬。從單純地服務(wù)于采礦業(yè)向鐵路、公路、水道等隧道工程和各種地下軍事設(shè)施與掩體等多種地下工程服務(wù)的方

9、向發(fā)展。2.高新技術(shù)在地下工程測(cè)量中的應(yīng)用隨著光電技術(shù)、微電子技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)通訊技術(shù)、GPS技術(shù)、陀螺定向技術(shù)、激光技術(shù)的發(fā)展，推動(dòng)了地下工程測(cè)量新技術(shù)的發(fā)展。相繼出現(xiàn)了光電測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀、全站儀、電子水準(zhǔn)儀、GPS、陀螺經(jīng)緯儀、激光指向儀、激光鉛直儀等先進(jìn)的測(cè)繪儀器，改變了傳統(tǒng)的地下測(cè)量方法，為地下工程測(cè)量向現(xiàn)代化、自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。地下工程測(cè)量是由地面測(cè)量和地下測(cè)量?jī)刹糠纸M成，以地下為主。地面部分主要是指地下工程的地面控制測(cè)量和地下工程竣工后運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的地面變形監(jiān)測(cè)等。這部分工作與常規(guī)的測(cè)量一樣，所以3S技術(shù)將得到廣泛的應(yīng)用。根據(jù)地下工程施工的特點(diǎn)和需要，防震動(dòng)、防潮濕、防干擾的全站儀將在地下導(dǎo)線測(cè)量和施工放樣中得到廣泛應(yīng)用。全站儀可利用電子手簿，通過(guò)人機(jī)交互，可實(shí)現(xiàn)地下測(cè)量數(shù)據(jù)自動(dòng)處理和圖形編輯，還可以把由微機(jī)控制的跟蹤設(shè)備加到全站儀上，能對(duì)地下一系列目標(biāo)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測(cè)量，即所謂測(cè)地機(jī)器人，將為地下工程測(cè)量實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化開(kāi)辟了道路。六、結(jié)束語(yǔ)通過(guò)對(duì)地下工程測(cè)量技術(shù)的相關(guān)研究，我們可以發(fā)現(xiàn)，該項(xiàng)技術(shù)實(shí)施過(guò)程中涉及到諸多方面影響因素，有關(guān)人員應(yīng)該從地下工程測(cè)量的客觀需求出發(fā)，掌握現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)因素，研究制定最為符合實(shí)際的測(cè)量技術(shù)實(shí)施方案。參考