全站儀在隧道變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究

1、同濟(jì)大學(xué) 碩士學(xué)位論文全站儀在隧道變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用研究 姓名：晏成 申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士 專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程 指導(dǎo)教師：夏才初 20050301 摘要 摘要 本文結(jié)合工程實(shí)踐，對(duì)全站儀在隧道變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用及其實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析研究工作，主要如下： 根據(jù)隧道變形監(jiān)測(cè)的要求，對(duì)全站儀在隧道洞室變形與外部變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)中的實(shí)施方法與測(cè)量精度進(jìn)行了分析研究；用統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的方法來(lái)判斷基準(zhǔn)點(diǎn)位的穩(wěn)定性；對(duì)變形觀測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，測(cè)站點(diǎn)穩(wěn)定條件下，采用系統(tǒng)差分方法；測(cè)站點(diǎn)不穩(wěn)定時(shí)，采用空問(wèn)直角最小二乘坐標(biāo)轉(zhuǎn)換進(jìn)行處理；龍山隧道變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析表明，采用仕”、（）級(jí)全站儀進(jìn)行隧道洞室三維變形監(jiān)測(cè)能夠達(dá)到

2、內(nèi)的精度，外部變形自動(dòng)監(jiān)測(cè)變形點(diǎn)的三維坐標(biāo)位移量中誤差在內(nèi)，滿足了隧道變形監(jiān)測(cè)的需要。關(guān)鍵詞：隧道工程，全站儀，變形監(jiān)測(cè)，自由設(shè)站，數(shù)據(jù)處理，精度分析 ， ： ， 洌椋恚澹睿螅椋錚睿幔? ， ， 【”、（）】 ， ： ， ， ， ， ， 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本人完全了解同濟(jì)大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意如下各項(xiàng)內(nèi)容：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的屆本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并采用影印、縮印、掃描、數(shù)字化或其它手段保存論文；學(xué)校有權(quán)提供目錄檢索以及提供本學(xué)位論文全文或者部分的閱覽服務(wù)；學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國(guó)家有關(guān)部門或者機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版；在不以

3、贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢赃m當(dāng)復(fù)制論文的部分或全部?jī)?nèi)容用于學(xué)術(shù)活動(dòng)。 學(xué)位論文作者簽名霧裝 眸弓月如日 經(jīng)指導(dǎo)教師同意，本學(xué)位論文屬于保密，在 年解密后適用本授權(quán)書(shū)。 指導(dǎo)教師簽名： 學(xué)位論文作者簽名： 年 月 同 年 月 同濟(jì)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本學(xué)位論文的研究成果不包含任何他人創(chuàng)作的、已公開(kāi)發(fā)表或者沒(méi)有公開(kāi)發(fā)表的作品的內(nèi)容。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 簽名：澎玻 齒年月二。日 第一章前言

4、第一章前言課題的來(lái)源和研究意義課題產(chǎn)生的社會(huì)背景 二十世紀(jì)八十年代以來(lái)，隨著我國(guó)改革開(kāi)放不斷深化，國(guó)民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，公路隧道的發(fā)展逐漸加快。我國(guó)是一個(gè)多山的國(guó)家，左右的國(guó)土是山地或重丘，高速公路建設(shè)由于技術(shù)上的需要，必須建設(shè)很多穿越崇山峻嶺的山嶺隧道，尤其是隨著西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，在西部高原山區(qū)修建大量的高速公路，為縮短公路里程、改善線形和交通運(yùn)輸條件及環(huán)境保護(hù)，以保障行車的安全性、舒適性和快捷性，修建公路隧道的數(shù)量日益增多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到年底，我國(guó)已建成的隧道約公里，隧道長(zhǎng)度占線路總里程的比例越來(lái)越高，如云南元磨高速公路有隧道座，隧道約占總里程的貴州崇遵高速公路共有隧道座，隧道約占總里程

5、的。 在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，由于受當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的制約和隧道設(shè)計(jì)、施工技術(shù)上認(rèn)識(shí)的局限性，隧道施工期變形監(jiān)測(cè)未受到充分重視。近年來(lái)，隨著我國(guó)公路隧道建設(shè)的迅速發(fā)展，隧道新奧法施工技術(shù)得到推廣應(yīng)用，在公路隧道建設(shè)中取得了較好的成績(jī)，而監(jiān)控量測(cè)是新奧法施工的核心【”，是監(jiān)視圍巖穩(wěn)定性，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)與施工是否正確合理及安全的重要手段。我國(guó)隧道建設(shè)發(fā)展速度很快，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)技術(shù)越來(lái)越難以滿足現(xiàn)代隧道快速、大跨、安全施工的要求。課題研究的意義 隧道工程建設(shè)處理的對(duì)象是經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代而生成的地質(zhì)體，其具有工程的隱蔽性、地質(zhì)條件的復(fù)雜多變性和巖土體性質(zhì)把握的不準(zhǔn)確性，因此，常被稱為“隱蔽工程”和“灰色系統(tǒng)

6、”。一般的：程測(cè)試相比，隧道工程中的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)具有特殊重要的作用。而對(duì)這一點(diǎn)并小是所有的人都認(rèn)以到了，著 第一章前言名巖石力學(xué)專家米勒（）說(shuō)， “在巖土工程，特別是在隧道工程中變形量測(cè)的重要性尚未被很多人所認(rèn)識(shí)。有些人把很重要的監(jiān)測(cè)過(guò)程看成是僅僅為了滿足科研奢望而使用一下的時(shí)髦。同這種觀點(diǎn)相反，對(duì)巖土結(jié)構(gòu)特別是對(duì)隧道的形態(tài)所進(jìn)行的量測(cè)己被證明，其重要性猶如對(duì)鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)所進(jìn)行的靜力計(jì)算一樣?！?在隧道施工中，支護(hù)系統(tǒng)與圍巖之間呈現(xiàn)著錯(cuò)綜復(fù)雜的關(guān)系，并不總是能用“荷載一結(jié)構(gòu)物”模型加以概括；特別是在采用與圍巖緊密結(jié)合的錨噴支護(hù)、按新奧法原則修建隧道的情下況下， “荷載一結(jié)構(gòu)物”模型顯然不能正

7、確地描述圍巖和支護(hù)系統(tǒng)之間的相互關(guān)系。因此，隧道旋工過(guò)程中，尤其采用新奧法施工時(shí)，對(duì)圍巖應(yīng)力調(diào)整過(guò)程和圍巖變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)是必要的。許多隧道開(kāi)挖的經(jīng)驗(yàn)表明，在施工過(guò)程中所進(jìn)行的現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)是獲得關(guān)于圍巖穩(wěn)定性和支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)變化動(dòng)態(tài)的信息，確定隧道的開(kāi)挖方法、合理的二次支護(hù)施作時(shí)間和進(jìn)行信息化施工決策防止隧道坍塌的重要手段。 以施作及時(shí)、同圍巖結(jié)合緊密并具有一定柔性的錨桿一噴射混凝土支護(hù)的使用為技術(shù)背景所發(fā)展起來(lái)的“隧道工程新奧地利法”），以其具有較大的靈活性、適應(yīng)于任意尺寸隧道斷面以及較大范圍的地質(zhì)條件和多變的巖石參數(shù)等特點(diǎn)，在現(xiàn)代隧道施工中被普遍采用?！靶聤W法”的原則是：隧道施工過(guò)程中安全條

8、件的獲得和隧道使用過(guò)程中安全度和工程質(zhì)量的保證，主要依靠圍巖自身通過(guò)應(yīng)力調(diào)整所建立的平衡。因此采用新奧法施工時(shí)，施工中對(duì)圍巖應(yīng)力調(diào)整過(guò)程和圍巖變形情況監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋圍巖一支護(hù)復(fù)合體的力學(xué)動(dòng)態(tài)及其變化是非常必要的。 隧道周邊的位移是圍巖與支護(hù)系統(tǒng)力學(xué)形態(tài)變化最直接最明顯的反應(yīng)，易于建立一些準(zhǔn)則，來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果的反饋。在隧道工程中，位移監(jiān)測(cè)作為掌握圍巖動(dòng)態(tài)的有效手段已引起工程界的廣泛重視。目前已經(jīng)廣泛推廣使用的隧道等地工程中的信息化技術(shù)【】要求在施工中設(shè)置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以獲得在隧道丌挖及設(shè)置支護(hù)過(guò)程中圍巖穩(wěn)定性及支護(hù)工作狀態(tài)的信息，而位移量測(cè)【】【】【是施工期監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容。位移監(jiān)測(cè)的重要性決定了

9、及時(shí)地、高質(zhì)量地?cái)?shù)據(jù)采集是絕對(duì)必要的，另一方面，測(cè)量過(guò)程對(duì)施工的干擾又必須減少到最小，即測(cè)量工作必須快速進(jìn)行。 傳統(tǒng)勺隧道變形峪測(cè)，一般采用鋼尺式收斂計(jì)、掛鋼尺抄平、水準(zhǔn)測(cè)量等接觸方式進(jìn)行，該方法具有成本低、操作簡(jiǎn)單和適應(yīng)惡劣施一環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。這 ， 第一章前言種接觸方式監(jiān)測(cè)的缺點(diǎn)是費(fèi)用昂貴且現(xiàn)場(chǎng)安裝難度大，通常只能布置一個(gè)斷面，并且監(jiān)測(cè)速度慢，無(wú)法及時(shí)反映隧道全線的穩(wěn)定情況；同時(shí)，接觸方式一般無(wú)法進(jìn)行三維觀測(cè)，當(dāng)要了解隧道三維變形時(shí)，上述傳統(tǒng)方法顯得無(wú)能為力。隨著我國(guó)西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，西部山區(qū)將有越來(lái)越多的大跨度、多斷面、圍巖越來(lái)越復(fù)雜隧道的修建，傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法具有明顯的局限性，如現(xiàn)場(chǎng)操作

10、困難、對(duì)施工干擾大、測(cè)量精度下降等問(wèn)題。隨著現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，特別是快速、高精度、自動(dòng)化的電子全站儀的出現(xiàn)，使得這類儀器應(yīng)用于隧道變形監(jiān)測(cè)成為可能。以全站儀為主要設(shè)備的非接觸隧道變形監(jiān)測(cè)方法，越來(lái)越得到廣泛的應(yīng)用，成為發(fā)展的主要方向；與傳統(tǒng)接觸式量測(cè)方法相比，該方法能獲取測(cè)點(diǎn)更全面的三維位移數(shù)據(jù)，而且可以克服傳統(tǒng)圍巖監(jiān)測(cè)斷面過(guò)少、獲得的信息不豐富、監(jiān)測(cè)過(guò)程復(fù)雜等特點(diǎn)，有利于結(jié)合現(xiàn)行的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)信息的反饋工作，且具有快速省力、數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化程度高和無(wú)須接近測(cè)點(diǎn)等特點(diǎn)，而且還能將數(shù)據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來(lái)，進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)控量測(cè)，對(duì)隧道的施工和養(yǎng)護(hù)都具有重要的意義。隧道變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展概況 隧

11、道變形監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展 自年在瑞士蘇黎士首次召丌巖石力學(xué)現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)的國(guó)際會(huì)議后，人們才開(kāi)始重視了現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)技術(shù)。在隧道工程施工中，對(duì)隧道圍巖變形監(jiān)測(cè)是眾多測(cè)試參數(shù)中重要參數(shù)之一，是保證工程設(shè)計(jì)、旋工科學(xué)合理和安全生產(chǎn)的重要措施。傳統(tǒng)隧道變形監(jiān)測(cè)技術(shù)采用鋼尺式收斂計(jì)、掛鋼尺抄平等接觸方式進(jìn)行，但越來(lái)越難以滿足現(xiàn)代隧道快速、大跨、安全施工的技術(shù)要求。年代以來(lái)，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子全站儀的問(wèn)世為隧道變形監(jiān)測(cè)開(kāi)辟了一條新的途徑；工程實(shí)踐表明，全站儀監(jiān)測(cè)精度可達(dá)到皿毫米級(jí)。近幾年發(fā)展起來(lái)的數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量和實(shí)時(shí)攝影測(cè)量為攝影測(cè)量技術(shù)在隧道變形監(jiān)測(cè)中的深入應(yīng)用開(kāi)拓了非常廣泛的前景，其精度已能達(dá)到毫米級(jí)水平。光、

12、機(jī)、電技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了無(wú)線遙測(cè)技術(shù)、光纖傳感技術(shù)的進(jìn)步為隧道變形監(jiān)測(cè)提供了精確、可靠、便捷的方法，具有很大的發(fā)展?jié)摿徒?jīng)濟(jì)效益。盡管如此，隧道變形監(jiān)測(cè)技術(shù)在實(shí) 第一章前言踐過(guò)程中還存在很多還不確定的因素，需要進(jìn)一步研究和完善?，F(xiàn)有隧道變形監(jiān)測(cè)的方法 公路隧道變形監(jiān)測(cè)的核心是要及時(shí)、有效地獲得隧道施工過(guò)程中圍巖和支護(hù)的力學(xué)動(dòng)態(tài)及穩(wěn)定狀況完整、可靠的數(shù)據(jù)，為評(píng)價(jià)和修改初期支護(hù)參數(shù)、力學(xué)分析及二次襯砌施作時(shí)間提供信息依據(jù)；通過(guò)信息反饋及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)來(lái)優(yōu)化施工組織設(shè)計(jì)，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工，確保隧道施工的安全與質(zhì)量和工程項(xiàng)目的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。目前，隧道變形監(jiān)測(cè)主要有以下幾種方法： 、傳統(tǒng)位移監(jiān)測(cè)方法 隧道

13、位移監(jiān)測(cè)的傳統(tǒng)項(xiàng)目是拱項(xiàng)下沉和周邊收斂。采用收斂計(jì)對(duì)隧道周邊進(jìn)行收斂測(cè)量，盡管收斂計(jì)本身的讀數(shù)精度很高，但在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，受到設(shè)備安置等各種因素的影響，實(shí)際重復(fù)精度只能達(dá)到”左右。同時(shí)，這種方法有明顯的局限性，因?yàn)檫@種方法受限于隧道周邊上各點(diǎn)之間的相對(duì)距離，且只能求得一點(diǎn)相對(duì)于另一點(diǎn)的位移。在某些情況下，從量測(cè)讀數(shù)中很難甚至不可能獲得明晰的隧道變形特點(diǎn)圖。例如圖卜所示，隧道不對(duì)稱變形和縱向位移，采用傳統(tǒng)的方法就測(cè)不出來(lái)。 不對(duì)稱變形 樅向變形 圖采用傳統(tǒng)位移監(jiān)測(cè)方法無(wú)法發(fā)現(xiàn)的變形 盡管可以監(jiān)測(cè)邊布置成如圖卜所示的網(wǎng)狀，利用桿 式伸長(zhǎng)計(jì)加測(cè)部分點(diǎn)的絕對(duì)位移，用數(shù)學(xué)方法來(lái)確定其他 點(diǎn)的絕對(duì)位移，但這

14、種方法有以下缺陷：伸長(zhǎng)計(jì)必須在隧 道開(kāi)挖噴混凝土后埋設(shè)，從埋設(shè)到可供使用需要較長(zhǎng)時(shí) 自，而這段時(shí)聞恰恰是隧道刷邊變形最快的時(shí)段：另外， 圖 伸長(zhǎng)計(jì)不可能完全錨固于隧道丌挖松散區(qū)之外，加上數(shù)學(xué) 第一章前言模型的近似性，用這種方法求得的絕對(duì)位移實(shí)際上并不精確，不能真實(shí)反映隧道的實(shí)際變形。 采用傳統(tǒng)水準(zhǔn)測(cè)量的方法來(lái)監(jiān)測(cè)隧道拱頂下沉，可以達(dá)的精度，但當(dāng)測(cè)量邊墻的點(diǎn)時(shí)，則很難進(jìn)行測(cè)量，因而也不甚精確。 進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量和獲取收斂讀數(shù)因需要投入一定的人力和時(shí)間來(lái)收集數(shù)據(jù)，從而在一定程度上干擾了施工進(jìn)程。此外，由于施工通風(fēng)、旋工機(jī)械和設(shè)備及其它障礙物的影響，采用傳統(tǒng)方法經(jīng)常不能獲得連續(xù)的變形信息。 、全站儀自由

15、三維工作站 全站儀的全稱為全站型電子速測(cè)儀，它由光電測(cè)距儀、電子經(jīng)緯儀和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。一臺(tái)全站儀，除能自動(dòng)測(cè)距、測(cè)角外，還能完成一個(gè)測(cè)站所需完成的工作，包括平距、高差、高程、坐標(biāo)等，它具有多功能、高精度、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)，是其他常規(guī)儀器所無(wú)法比擬的【引。全站儀采用自由設(shè)站三維觀測(cè)原理，指的是從任意測(cè)站觀測(cè)若干己知點(diǎn)的方向和距離，通過(guò)坐標(biāo)變換（或按最小二乘法平差算出該測(cè)站上儀器中心的坐標(biāo)，然后以此測(cè)出其余點(diǎn)的新坐標(biāo)。變形監(jiān)測(cè)的基本思想是通過(guò)對(duì)比測(cè)點(diǎn)在不同時(shí)刻的三維坐標(biāo)（，），得到該測(cè)點(diǎn)在該時(shí)段內(nèi)的位移（相對(duì)某一初始狀態(tài)）。與傳統(tǒng)接觸式量測(cè)方法相比，該方法能夠獲取測(cè)點(diǎn)更全面的三維位移數(shù)據(jù)，有利于結(jié)

16、合現(xiàn)行的數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)信息的反饋工作，同時(shí)具有快速省力、數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化程度高和無(wú)須接近測(cè)點(diǎn)等特點(diǎn)。全站儀自由三維觀測(cè)如圖卜所示。 測(cè)點(diǎn)（反射膜片） 矧全站儀三三維洲站觀測(cè)不意幽 第一章前言 在隧道變形觀測(cè)中，與全站儀配合使用的反射目標(biāo)，目前是采用一種膜片式回復(fù)反射器作為測(cè)點(diǎn)靶標(biāo)以取代價(jià)格昂貴的圓棱鏡反射器?；貜?fù)反射指的是光波順原路返回的現(xiàn)象。具有回復(fù)反射性能的膜片形如塑料膠片，其面由均勻滿布的微型棱鏡及透明塑料薄膜構(gòu)成，反面涂有壓敏不干膠，可以牢固地粘附在結(jié)構(gòu)表面上。這種反射膜片，大小可以任意剪裁，價(jià)格低廉。 目前，在日本、瑞士等發(fā)達(dá)國(guó)家，已將全站儀正式應(yīng)用于隧道及地下工程的凈空位移量測(cè)

17、中。全站儀也逐漸成為世界上許多著名廠商生產(chǎn)的重要測(cè)量?jī)x器之一，其中尤以瑞士徠卡公司和日本索佳公司的全站儀最為著名。 全站儀主要有以下特點(diǎn)：（）采用同軸雙速控制、微動(dòng)結(jié)構(gòu)，使照準(zhǔn)更加快捷、準(zhǔn)確；（）控制面板提供了良好的人機(jī)界面，具有強(qiáng)大的人機(jī)對(duì)話功能，操作簡(jiǎn)便，能有效減少按健時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤，另外也有助于減輕作業(yè)人員的疲勞感：（）設(shè)有雙向傾斜補(bǔ)償器，可以自動(dòng)對(duì)水平和豎直方向進(jìn)行修，以消除豎軸傾斜誤差的影響；（）機(jī)內(nèi)設(shè)有測(cè)量應(yīng)用軟件，可以方便地進(jìn)行三維坐標(biāo)測(cè)量、后方交會(huì)、放樣測(cè)量及其他測(cè)量等工作；（）具有雙路通訊功能，可將量饈荽涓獠考撲慊部山郵芡獠考撲慊鬧噶詈褪蕁?在我國(guó)的工程測(cè)量中也已廣泛使用了全站

18、儀，將全站儀用于隧道位移量測(cè)的技術(shù)也正在研究和探索應(yīng)用。普通的全站儀（測(cè)程可達(dá)）和無(wú)反射全站儀（測(cè)程在范圍內(nèi)）測(cè)距精度均能達(dá)到（）或（。）。量測(cè)儀器以及計(jì)算機(jī)硬件水平的進(jìn)步，為隧道圍巖變形量測(cè)奠定了必要的硬件條件。如果結(jié)合高精度三維測(cè)量方法和合理的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以將測(cè)量精度提高到亞毫米級(jí)，從而實(shí)現(xiàn)全站儀隧道位移量測(cè)的國(guó)產(chǎn)化。 、近景攝影量測(cè) 觀測(cè)隧道變形的近景攝影量測(cè)同地面上的近景攝影量測(cè)一樣，所用攝影機(jī)有兩種類型：一種是帶有框標(biāo)和定向設(shè)備的量測(cè)相機(jī)攝影經(jīng)緯儀，一種是沒(méi)有框標(biāo)和定向設(shè)備的非量測(cè)相機(jī)普通照相機(jī)。但不論采用那種類型的攝影機(jī)，都是根據(jù)目標(biāo)點(diǎn)控制點(diǎn)和待定點(diǎn)）在像空間坐標(biāo)系的坐標(biāo)和其物

19、空間坐標(biāo)之間的關(guān)系，建立目標(biāo)點(diǎn)（地物點(diǎn)、像點(diǎn)和投影中心的共線方程。近景攝影量測(cè)隧道洞室位移的實(shí)質(zhì)，就是測(cè)算出目標(biāo)點(diǎn)的物窄坐標(biāo)，測(cè)算出相應(yīng)點(diǎn)的物空坐標(biāo)的變化，即為相應(yīng)的三維位移矢量【】【】。 近年來(lái)，將攝影量測(cè)技術(shù)用于隧道洞室位移監(jiān)測(cè)，具精度已能達(dá)到毫米級(jí)水平。近景攝影量測(cè)已從模擬法步入解析法。根據(jù)攝影最測(cè)的基本原理，按照 第一章前言測(cè)定已知元素的不同，近景攝影量測(cè)有以下幾種：（）測(cè)定地面控制點(diǎn)的方法；（）測(cè)定攝影外方位元素的方法；（）直接線性變換的方法；（）手持相機(jī)監(jiān)測(cè)隧道洞室位移的近景攝影量測(cè)新技術(shù)。其中前三種方法由于量測(cè)時(shí)間長(zhǎng)，或需要購(gòu)置價(jià)格昂貴的攝影經(jīng)緯儀和坐標(biāo)量測(cè)儀，或?qū)κ┕ず瓦\(yùn)營(yíng)干擾

20、很嚴(yán)重而難以推廣使用。手持相機(jī)監(jiān)測(cè)隧道洞室位移的近景攝影量測(cè)新技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為：（）在洞室斷面上布置的變形標(biāo)志點(diǎn)越多越好，既能客觀地反映整個(gè)洞室的變形動(dòng)態(tài)，又能提高點(diǎn)位的量測(cè)精度，并不增加洞內(nèi)的觀測(cè)時(shí)間；（）由于自由設(shè)置攝站和基尺，變形點(diǎn)標(biāo)志設(shè)置方便，能在開(kāi)挖后的數(shù)分鐘內(nèi)拍攝完畢，能及時(shí)反映洞室的最初狀態(tài)，對(duì)施工干擾很小；（）不需專用設(shè)備，普通相機(jī)代替了攝影經(jīng)緯儀，鼠標(biāo)代替了坐標(biāo)量測(cè)儀，掃描儀僅需花費(fèi)兩、三千元即可購(gòu)置，有些設(shè)備大都可以利用單位已有的，從而減少了設(shè)備開(kāi)支。該技術(shù)能客觀、及時(shí)、全面、可靠地反映洞室位移的動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)洞室位移觀測(cè)的數(shù)字化，向自動(dòng)化方向邁出了可喜的一步。 目前，經(jīng)試驗(yàn)測(cè)

21、定，該技術(shù)仍然需要進(jìn)一步提高量測(cè)精度：（）改變標(biāo)志圖形，使其便于量測(cè)；（）采用數(shù)字相機(jī)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)近景攝影量測(cè)，減少?zèng)_洗相片造成的誤差影響。實(shí)時(shí)近景攝影量測(cè)已是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外爭(zhēng)先研究的熱點(diǎn)。文獻(xiàn)介紹了在北京地鐵王府井車站進(jìn)行的隧道變形的近景攝影量測(cè)試驗(yàn)，取得了良好的效果。可以預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)手持相機(jī)觀測(cè)隧道洞室位移的實(shí)時(shí)近景攝影量測(cè)已為期不遠(yuǎn)。 、無(wú)線遙測(cè)技術(shù) 無(wú)線遙測(cè)技術(shù)代表了當(dāng)今世界的先進(jìn)水平，開(kāi)發(fā)位移無(wú)線遙測(cè)技術(shù)將會(huì)產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。位移無(wú)線遙測(cè)技術(shù)的研制成功，將會(huì)在鐵路、公路、礦山、地質(zhì)等需要量測(cè)位移的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 文獻(xiàn)介紹了一種多通道無(wú)線遙測(cè)隧道圍巖位移系統(tǒng)，圍巖位移變化經(jīng)過(guò)機(jī)械傳動(dòng)使裝在無(wú)線遙測(cè)數(shù)據(jù)采集發(fā)射裝置中的容柵式位移傳感器輸出的信號(hào)發(fā)生變化。傳感器同時(shí)輸出兩路不同的信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)、同步信號(hào)），而用無(wú)線方式同時(shí)傳輸這兩路信號(hào)是極其困難的，因此，先將這兩