隧道变形监测基准点的稳定性

隧道变形监测基准点的稳定性

[摘要]对隧道进行变形监测是保证其安全的重要内容,而要保证监测结果的可靠性,就要保证监测基准点的稳定性。本文则基于国内某隧道变形监测实例,结合平均间隙法与分块间隙法,通过多期基准点观测数据,提取其中不稳定点,结果表明,该方法能准确有效分析出不稳定的基准点,提高了工作效率,为今后的隧道变形监测工程实例提供一种可靠的基准点稳定分析方法。

[关键词]隧道监测;基准点;稳定性;平均间隙法;分块间隙法

0引言

随着人工智能的不断发展,人工智能被应用于各行各业,当然测绘领域也随处可见人工智能的身影。最常见的就是测量机器人即自动全站仪,其定义为高精度测量机器人组成的基于极坐标测量的固定式持续监测系统,其不仅节省了大量人力物力,还可以实现无人值守的变形监测,被广泛应用于观测环境较差的隧道监测中[1,2]。在利用测量机器人进行变形监测时,主要原理是以基准点作为后视定向点,通过获取多期监测点的数据而得到监测点的变形情况,可见基准点是否稳定是保证测量精度的关键[3,4]。在实际的变形监测工程实例中,基准网是变形监测的提前也是关键,而基准点实际受到自然环境以及人为因素的影响,不可能每个基准点都是静止不动的,特别是隧道变形监测,是一个长期的变形监测过程,位于土层内部隧道的基准点更容易受到环境的影响而发生移动,因此对变形监测基准点进行稳定性分析至关重要。对于隧道变形基准点的稳定性分析,国内部分学者做了相关研究,赵亚萍等[5]利用组合后验方差检验法方法,对南京市某地铁隧道区间内变形监测平面的基准网进行稳定性分析,准确找出不稳定点;赵兵帅等[6]利用稳定性矩阵分析法分析了基准点的稳定性,并结合南京地铁一号线玄武门站~新模范马路站隧道监测实例验证了稳定性矩阵分析的正确性及可行性;张正禄等[7]提出了组合后验方差检验法,并通过实例分析和模拟计算检验了该方法的有效性;陈喜凤等[8]将平均间隙法及t检验法应用于地铁隧道平面基准网的稳定性分析中,通过工程实例验证了该方法的有效性。针对目前国内的研究现状,本文结合平均间隙法与分块间隙法对国内某隧道变形监测的基准点进行稳定性分析,提取出了其中不稳定的基准点。

1稳定性分析方法原理

基准点作为变形监测网的基准,是保证变形监测结果正确的关键,因此对其稳定性分析是必要的内容。

1.1平均间隙法

平均间隙法师德国学者Pelzer在1971年提出的稳定性分析法。它的基本思想是先对监测网进行两次检验分析,若检验通过,则表明所有基准点是稳定的。相反则需要一个个点进行分析,提取出其中不稳定的基准点。计算过程如下[9]:平均间隙法是通过分析两期坐标计算得到观测值的经验方差S20-进行比较和检验而分析基准点的稳定。

1.2分块间隙法

分块间隙法是将监测点分成稳定与不稳定两部分,分别用F和M表示。

2实际检测案例分析

2.1监测方案

本文采用的工程实例为国内某正在开挖的隧道,位于山区,全长3km,为东西向。为了保证隧道挖掘过程的绝对安全,需24小时连续对其变形监测。监测网为长形监测网,延监测网的两侧布设监测点和基准船地点,在隧道开挖一侧隧道口外的固定区域布设4个基准点,为变形监测提供基础。

2.2基准点稳定分析

本文进行基准点稳定性分析主要通过观测距离与观测角度进行,观测距离和观测角度都是以架设仪器点位观测基准点所得,基准点坐标通过多点后方交会得到。

3结束语

本文基于隧道变形监测工程实例结合平均间隙法与分块间隙法对变形网的基准点进行稳定性分析发现:(1)基准点作为变形监测网的基准,是保证监测网稳定的关键,对基准点进行稳定性分析是保证监测项目的依据。(2)对于隧道这种狭长且复杂的监测项目,低成本、高效率的基准网是保证项目如期进行的关键,而对其基准点的稳定性分析是保证变形监测安全、及时以及高效的提前。(3)平均间隙法与分块间隙法向结合大大减少了基准点稳定性分析的工作量,不再需要逐点进行检查,更加方便简易的检测出不稳定的基准点。

作者:金武正 何军 单位:重庆市勘测院