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铁道建筑

04 Railway Engineering November ,2005
文章编号:1003 1995 (2005) 11 0040 02

数字化近景摄影测量监测隧道洞室位移新技术的应用
王国辉1 ,马莉1 ,彭宝富2
(1 广东工业大学,广州 510640 ; 2 石家庄铁源咨询有限公司,石家庄 050043)
摘要:监测隧道洞室三维位移的数字化近景摄影测量新技术,其外业监测过程简便,内业测算实现了程
序化、数字化,能全面、客观地获取隧道洞室的三维变形信息,其测量结果与机械式收敛计量测的结果所
反映的隧道变形情况一致。
关键词:隧道洞室位移近景摄影测量收敛计
中图分类号:U453 2 ;U456 3 + 1 文献标识码:B
隧道开挖后,围岩应力及环境条件将发生变化,周初期支护(见图 1) ,随即选择一个断面布设测点标志,
边围岩及支护将随之产生位移。位移是围岩和支护力在多个不同位置对测点进行摄影测量和用收敛计收敛
学行为变化的最直接的综合反映,不管其作用机理如量测,以便检测预支护效果和判别其稳定性。
何复杂,其效应均可通过洞室位移表现出来。对隧道
洞室位移进行观测,是了解隧道应力动态变化最直观
的办法,也是隧道稳定性判别的依据。在软岩隧道和
地质不良、有坍塌危险的隧道施工中,对洞室的位移进
行观测,能及时捕捉到危险变形征兆,及早采取预防措
施。位移观测的结果,还可作为洞室位移反演的依据。
根据围岩及支护结构的位移动态,反演围岩参数及施
工状态下支护和围岩的压力、初始地应力等,从而修正
和优化设计。
隧道洞室位移监测的传统方法是用收敛计量测,
尽管能取得较好的量测精度,但只能量测几个测点之
间构成基线的相对位移,不能全面、客观地反映整个洞
室的位移动态,对于围岩和支护结构的稳定性判别和图 1 水平旋喷桩布置(单位:cm)
位移反演总是有些缺憾。本文介绍了用普通相机监测
隧道洞室位移的数字化近景摄影测量新方法在隧道施 2 与机械式收敛计量测的结果比较
工中的应用,并将其量测结果与机械式收敛计所量测数字化近景摄影测量测点布设如图 2 所示,测点
的值进行了比较,说明其观测结果更具客观性。标志用彩纸做成 4 个对顶三角形贴在白铁板上,并将
其侧边插入喷射的混凝土内。收敛测点布设如图 3 所
1 工程概况
示,测点事先焊在钢拱架上。
某隧道进口地层覆盖风积砂厚约 5 m ,砂粒为棕数字化近景摄影测量,不设固定摄站和控制点,测
黄色,砂质纯净,颗粒均一,松散稍湿,为Ⅰ级松土;隧点布置完毕后,仅在初期支护结构上或洞底放置基准
道拱脚以下为黄土质粘砂土,以粉质土为主,土质均杆;随即在洞内手持普通相机,在两个以上合适的位置
匀,含大量粉粒,粘性尚好,为Ⅱ类围岩,洞内无地下对测点标志和基准杆进行拍照,要使各像片之间有一
水,左侧靠山,右侧靠沟。该隧道采用台阶式开挖,由定的重叠度;然后,输入计算机用鼠标进行像点量测,
于围岩软弱造成多次塌坍,无法成洞,经过旋喷水平桩再用程序计算出各点的三维坐标。普通相机可以用模
预支护后才能正常掘进。拟相机,也可用数码相机,两者都要事先进行检测,以
在隧道施工中,