一種用于機(jī)場(chǎng)的全自動(dòng)高頻率地表沉降監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機(jī)場(chǎng)下方開(kāi)挖隧道的施工領(lǐng)域，特別涉及一種用于機(jī)場(chǎng)的全自動(dòng)高頻 率地表沉降監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在需要建設(shè)穿過(guò)已建機(jī)場(chǎng)的通道時(shí)，只能通過(guò)在機(jī)場(chǎng)下方設(shè)置隧道，而在地下設(shè) 置隧道時(shí)，需要隨時(shí)監(jiān)測(cè)施工處上方的地表沉降狀況，以保障機(jī)場(chǎng)的正常使用；
[0003] 機(jī)場(chǎng)內(nèi)滑行道及飛機(jī)跑道屬禁區(qū)，施工監(jiān)測(cè)須滿(mǎn)足飛機(jī)的起降限制要求，又需確 保監(jiān)測(cè)的覆蓋面、監(jiān)測(cè)的頻率和精度，現(xiàn)有的人工監(jiān)測(cè)受機(jī)場(chǎng)運(yùn)行限制而無(wú)法實(shí)施；機(jī)場(chǎng)滑 行道、停機(jī)坪結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，常規(guī)監(jiān)測(cè)方法不能真實(shí)的反映地層和地表沉降情況，無(wú)法為下穿盾 構(gòu)機(jī)掘進(jìn)提供真實(shí)、可靠的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種在機(jī)場(chǎng)下方隧道 施工時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)場(chǎng)地表沉降情況的檢測(cè)方法，使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更能反映實(shí)際情況、同時(shí)使監(jiān)測(cè)過(guò) 程滿(mǎn)足飛機(jī)的起降限制要求，節(jié)約監(jiān)測(cè)成本。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案：
[0006] 一種用于機(jī)場(chǎng)的全自動(dòng)高頻率地表沉降監(jiān)測(cè)方法，其步驟為：
[0007] A、在監(jiān)測(cè)區(qū)域旁設(shè)置自動(dòng)檢測(cè)高臺(tái)，在自動(dòng)檢測(cè)高臺(tái)上安裝全站儀；
[0008] B、在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)陣列設(shè)置若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)；
[0009] C、采用跳點(diǎn)法進(jìn)行三角高程測(cè)量所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)高度變化。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)中，是通過(guò)人工檢測(cè)完成，在人工檢測(cè)時(shí)，通過(guò)幾何水準(zhǔn)方式進(jìn)行監(jiān)測(cè)， 需要事先利用雷達(dá)波定期對(duì)停機(jī)坪、滑行道進(jìn)行掃描，確保穿越道面的絕對(duì)安全，而機(jī)場(chǎng)在 使用狀態(tài)中，人工檢測(cè)只能一天監(jiān)測(cè)幾次，因?yàn)榇蟛糠謺r(shí)間有飛機(jī)使用，這樣就存在監(jiān)測(cè)的 間隙，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不能真實(shí)反映實(shí)際情況，容易形成監(jiān)測(cè)的盲區(qū)，造成安全隱患，同時(shí)在環(huán)境 惡劣時(shí)，人工檢測(cè)也存在一定危險(xiǎn)，成本高也是另外一個(gè)問(wèn)題；
[0011] 相對(duì)于常規(guī)的人工監(jiān)測(cè)，本方法可以做到實(shí)時(shí)/按設(shè)計(jì)時(shí)間監(jiān)測(cè)機(jī)場(chǎng)監(jiān)測(cè)區(qū)域地 表沉降情況，使用時(shí)不再需要事先利用雷達(dá)波定期對(duì)停機(jī)坪、滑行道進(jìn)行掃描，不用擔(dān)心人 工檢測(cè)中穿越道面的安全問(wèn)題，在各項(xiàng)苛刻條件下可進(jìn)行監(jiān)測(cè)施工，較一般監(jiān)測(cè)方法而言， 更具優(yōu)越性，不受天氣、環(huán)境等因素制約，同時(shí)減少了工程在人工方面的資金投入。
[0012] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟C中，所述全站儀連接控制終端，通過(guò)無(wú)線(xiàn)連接對(duì)所 述全站儀進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，包括傳輸控制指令、返回測(cè)量結(jié)果，自動(dòng)化控制整個(gè)檢測(cè)過(guò)程，可 以根據(jù)具體工程的需要預(yù)先設(shè)定好監(jiān)測(cè)方案，提高效率。
[0013] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，用于監(jiān)測(cè)機(jī)場(chǎng)下方隧道開(kāi)挖時(shí)機(jī)場(chǎng)的地表沉降，所述步 驟A中，設(shè)置自動(dòng)檢測(cè)高臺(tái)前先確定監(jiān)測(cè)區(qū)域，以平行隧道開(kāi)挖面兩倍盾構(gòu)直徑范圍內(nèi)區(qū) 域?yàn)楸O(jiān)測(cè)區(qū)域。
[0014] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟B中，沿監(jiān)測(cè)區(qū)域中心線(xiàn)、及中心線(xiàn)兩側(cè)布置若干排 監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每排間間距相同，每排上的監(jiān)測(cè)點(diǎn)等間距布置，使監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布更均勻，監(jiān)測(cè)效果更 準(zhǔn)確。
[0015] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟C中，運(yùn)用全站儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，同步定期采用人工幾 何水準(zhǔn)方式進(jìn)行對(duì)比監(jiān)測(cè)，不完全淘汰現(xiàn)有的人工檢測(cè)方式，兩種方式結(jié)合進(jìn)行，使監(jiān)測(cè)結(jié) 果更準(zhǔn)確。
[0016] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述步驟C中，穿越機(jī)場(chǎng)前IOOm范圍內(nèi)，在盾構(gòu)推進(jìn)過(guò)程 中，進(jìn)行對(duì)地表沉降的跟蹤監(jiān)測(cè)，從一開(kāi)始就進(jìn)行監(jiān)測(cè)，擴(kuò)大檢測(cè)范圍，使其對(duì)施工造成的 地表沉降情況更易把控。
[0017] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟B中，設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)，在機(jī)場(chǎng)的停機(jī)坪、滑行道區(qū)域 采用貼片的設(shè)置方式，在綠化帶內(nèi)采用棱鏡的設(shè)置方式，不妨礙飛機(jī)正常使用機(jī)場(chǎng)。
[0018] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟A中，自動(dòng)檢測(cè)高臺(tái)高度在機(jī)場(chǎng)限高范圍內(nèi)，使其不 影響飛機(jī)的正常升降。
[0019] 作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，步驟A中，全站儀通過(guò)強(qiáng)制對(duì)中儀器墩臺(tái)安裝于自動(dòng)檢 測(cè)高臺(tái)上，更精確。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：
[0021] 使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)更能反映實(shí)際情況、同時(shí)使監(jiān)測(cè)過(guò)程滿(mǎn)足飛機(jī)的起降限制要求，節(jié)約 監(jiān)測(cè)成本。
【附圖說(shuō)明】：
[0022] 圖1為本發(fā)明方法示意圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中的人工監(jiān)測(cè)頻率表；
[0024] 圖3為本發(fā)明跳點(diǎn)法進(jìn)行三角高程測(cè)量原理示意圖；
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合實(shí)施例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解 為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本 發(fā)明的范圍。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 本實(shí)施例以南京至高淳城際快速軌道南京南站至祿口機(jī)場(chǎng)段工程TAOl標(biāo)斷的施 工為例，具體步驟如圖1，為：
[0028] A、在監(jiān)測(cè)區(qū)域旁設(shè)置自動(dòng)檢測(cè)高臺(tái)（采用腳手架方式搭設(shè)自動(dòng)檢測(cè)高臺(tái)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn) 單，成本低，方便拆裝），在自動(dòng)檢測(cè)高臺(tái)上安裝全站儀；
[0029] 建立2座儀器高位監(jiān)測(cè)臺(tái)（即自動(dòng)檢測(cè)高臺(tái)），采用徠卡的全站儀（Laica TCRP1201+型儀器，具有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)、自動(dòng)照準(zhǔn)測(cè)量、無(wú)合作目標(biāo)紅外測(cè)距等功能），可設(shè)置在 道面鄰近、與監(jiān)測(cè)范圍通視的高處，通過(guò)編程驅(qū)動(dòng)儀器進(jìn)行預(yù)定位置、按定制的測(cè)量方法實(shí) 施自動(dòng)測(cè)量。控制指令、測(cè)量成果等數(shù)據(jù)可借助無(wú)線(xiàn)連接（包括移動(dòng)通訊）技術(shù)實(shí)時(shí)與儀 器交互傳遞，同步定期采用人工幾何水準(zhǔn)方式進(jìn)行對(duì)比監(jiān)測(cè)，以平行隧道邊線(xiàn)15米范圍內(nèi) 區(qū)域?yàn)楸O(jiān)測(cè)區(qū)，再利用雷達(dá)波定期對(duì)停機(jī)坪、滑行道進(jìn)行掃描，確保穿越道面的絕對(duì)安全。
[0030] 考慮到覆土，以平行隧道開(kāi)挖面2D(D為盾構(gòu)直徑）范圍內(nèi)區(qū)域?yàn)楸O(jiān)測(cè)區(qū)。
[0031] 機(jī)場(chǎng)附近要求儀器臺(tái)高度不能高于機(jī)場(chǎng)對(duì)具體設(shè)備的限高，采用標(biāo)稱(chēng)測(cè)程最長(zhǎng)的 全站儀，監(jiān)測(cè)范圍一般不大于200米。結(jié)合穿越段約為370m左右的范圍，在測(cè)區(qū)設(shè)置兩臺(tái) 臺(tái)儀器；
[0032] 全站儀的設(shè)置應(yīng)滿(mǎn)足：
[0033] a.采用強(qiáng)制對(duì)中儀器墩臺(tái)，儀器運(yùn)行期間穩(wěn)定；
[0034] b.防雨要求，頂部及三側(cè)封閉，監(jiān)測(cè)點(diǎn)側(cè)敞開(kāi)并與監(jiān)測(cè)范圍通視；
[0035] c. 220V電源，滿(mǎn)足儀器運(yùn)營(yíng)和通訊用電需求。
[0036] B、在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)陣列設(shè)置若干監(jiān)測(cè)點(diǎn)；
[0037] 盾構(gòu)穿越祿口機(jī)場(chǎng)范圍的監(jiān)測(cè)區(qū)縱向長(zhǎng)370m(約308環(huán)），監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)沿中心線(xiàn)、 及兩側(cè)6m、12m、18m布置7排監(jiān)測(cè)點(diǎn)，每排按5環(huán)（即6m)間距布置，最終形成方格網(wǎng)狀監(jiān) 測(cè)點(diǎn)；
[0038] C、采用跳點(diǎn)法進(jìn)行三角高程測(cè)量所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)高度變化；
[0039] 跳點(diǎn)法具體為：以常規(guī)三角高程測(cè)量為基礎(chǔ)，借助于高等電子全站儀，從高程控制 點(diǎn)出發(fā)放置覘標(biāo)點(diǎn)作為"后視"，通過(guò)測(cè)站點(diǎn)并以其為"過(guò)渡"，以類(lèi)似于水準(zhǔn)測(cè)量的方式將 高程傳遞到"前視"覘標(biāo)點(diǎn)，故稱(chēng)為"跳點(diǎn)法"電子三角高程測(cè)量。該方法無(wú)須測(cè)量?jī)x器高 和覘標(biāo)高，從而為提高三角程測(cè)量的精度打下了理論上的基礎(chǔ)。
[0040] 其原理如圖3,數(shù)學(xué)模型如下：
[0041] H2= H !+S2 · tga2-S1 · tga^C · (S2 · S2-S1 · S1) (1)
[0042] 由公式⑴可以用三角高程測(cè)量的方法得到（假如H1是高程控制點(diǎn)H的高程）：
[0043] H1= H 儀 +S1 · tgafl-Vi+C · S1 · S1
[0044] 艮P :
[0045] H儀=HrS1 · tga「I+V「C · S1 · S1 (2)
[0046] !12點(diǎn)的高程為：
[0047] H2= H儀 +S2 · tga2+I_V2+C · S2 · S2
[0048] 將（2)式代入上式并假設(shè)V1= V2，得：
[0049] H2= H^S2 · tga^Si ·