精密数字水准仪在工后沉降观测中的应用
【摘 要】：本文探讨了用精密数字水准仪对基准网及监测点进行观测的方法。结合工程特点通过实践操作,总结了有关注意事项及操作方法。 【关键词】：LecicaDNA03水准仪 沉降观测 应用 一、工程概况及使用仪器与附件
中铁十二局二公司承建的准（格尔）朔（州）铁路标ZSKZ-2标段鹰鹞山隧道位于山西省朔州市平鲁区西面，线路大部分段落为直线。鹰鹞山隧道是准朔铁路工程中长大隧道之一，隧道设计为单线单洞无碴轨道。鹰鹞山隧道起止里程为DK41+428～DK53+000，全长11572m；。 使用仪器与工具
1、LecicaDNA03数字水准仪一台； 2、3m条码铟瓦尺一对； 3、铟瓦尺稳定杆两对；
4、铟瓦尺专用照明灯及固定支架各一副； 5、铟瓦尺尺垫一对； 6、手电3把；
二、基准网及观测点的布设
2.1 根据《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建[2006]158号）；规定沉降监测基准网应在施工高程控制网的基础上进行加密建立，按二等水准测量的精度和测量方法要求进行施测。
2.2 高程基准网点间距一般不宜大于200m，以便于对构筑物进行沉降观测。隧道沉降观测高程基准网点应根据观测断面的布设情况合理设置。
2.3 隧道内一般地段沉降观测断面的布设根据地质围岩级别确定，一般情况下Ⅲ级围岩每400m、Ⅳ级围岩每300m、Ⅴ级围岩每200m布设一个观测断面； 2.4 明暗交界处、围岩变化段及变形缝位置应至少布设两个断面；
2.5 地应力较大、断层破碎带、膨胀土、湿陷性黄土等不良和复杂地质区段适当加密布设。
2.6 隧道工程完成后，每个观测断面在相应于两侧边墙处设一对沉降观测点，原则上设于高于盖板0.3m处。
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2.7 由于隧道洞内基础沉降是在水沟电缆槽施工结束后进行的，所以可将基准网点布设在电缆槽内以利保护，点标可利用直径22的螺纹钢将一端磨成球冠状，用冲击钻在电缆槽内打眼之后用锚固剂将点标锚固。注意：1、点标必须高出电缆槽底部5mm～○10mm以便于立尺；○2、基准网点与沉降观测点的距离应保持在10m～50m之间，以便于一站式观测，可减少因转站而产生误差。
三、徕卡DNA03水准仪的操作简介 3.1 DNA03水准仪简介
DNA03采用CCD光学传感器和图像处理、识别系统对编码标尺的条码与仪器参考信号进行比较，而获得数据并存贮在仪器内存中，省去了中间人工读数、记录的环节，直接得到准确无误的测量数据（在正确操作仪器的情况下）。并且开始测量之前对水准尺面每一次读数的获得，可选择单次或多次测量的模式，在选择多次测量模式后，仪器会根据多个条码信号所获得的读数进行平均或取其中数，这样就削弱了标尺分划误差的影响；同时也在一定程度上减小了，因司尺员在扶尺过程中水准尺竖立不直而产生的影响。这些优点提高了测量结果的精度，从而实现了自动化和内、外业一体化。 3.2 DNA03水准仪操作 操作：PROG——>2线路测量 如下图所示：依步骤进行。
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3.2.1 设置作业中：可以选择已有的作业，也可以增加新作业；
3.2.2 设置线路：输入线路名Name:B-F,测量方法MethaBFFB后视点点号PtID:B后视点高程H0:1234标尺1(Stf1)标尺2(Stf2)。其中测量方法有：BF（后前）、BFFB（后前前后）、aBF（后前、前后）、aBFFB（后前前后、前后后前）。注意：二等水准线路测量应采用aBFFB模式。
3.2.3 设置限差：以二等水准测量为例进行限差设置；限差有两页定义，首先将各限差开关打开（on），然后将光标放在“值”上，设置限差的值。DistBal(视距累计差5m)、Maxdist(最大视距50m)、StafLow(最低视线高0.5m)、Staihigh (最高视线高2.5m)、StatDif(测站标准差0.0003m)、B-B/F-F(两次读数差0.0003m)。其值的大小，根据《规范》要求而定。
3.2.4 开始：各项设置完成后，选择“开始”，将显示当前设置，按回车即可开始进入线路水准测量。
3.2.5 如图所示观测顺序为： 第一站也就是奇数站
后B（BM1）→前F(41430Y)→前F(41430Y)→后B(BM1)、 第二站也就是偶数站
前F(41430Z)→后B(41430Y)→后B(41430Y)→前F(41430Z)
注意：当一个测段测量完成时必须是同一根水准尺落于起始点上，也就是偶数站完成一个测段。
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测量线路示意图
在上方的状态栏中，显示BFFB FBBF，其下方有一个箭头，表示当前要测量的标尺为F，下方有“查看”，用来查看测量信息。PtID：点号、Rem：注记、Dbal：累计视距差、Dtot：累计距离。
当一个测段测量完成后，退出线路水准测量程序，如果要进行下一条线路水准测量，必须重新启动“线路测量”程序。 如果测量到某一步，需要重新测量时，你只需要按< ○2、调焦的准确性要求也很高，当调焦不足时图像不够清晰，有时仪器不能进行测量，既使进行测量也会影响测量精度。 、还有标尺影像的亮度对仪器探测会有较大的影响，如果光线太暗或光线照明不均匀柔和仪器会停止测量。 ④、工作过程中注意一些很细微的环节，如周围是否有不稳定因素的存在，是否逆光等。 4 ○5、为了作业的顺利进行和精度的保证，要对仪器和标尺定期进行检校。 四、基准网与沉降点的测量 4.1 进行洞外施工高程控制网的联测，一般情况下应有3个水准点，特殊情况也不得少于两个水准点以便相互检核。 4.2 沉降点的观测可在沉降监测网完成建立后进行，根据《指南》要求应每周观测一次，观测时间为3个月。地质条件较差，沉降不稳定且设计与实测沉降总量大于5mm时，应适当延长观测期。 注意：○1在开始测量之前，应查看仪器列表，明确测量是在何种模式下进行的，应有那些改正数，以便于设置仪器的相应参数。 ○2在基准网与沉降点的测量时仪器与水准尺应尽量成V字形，以避免洞口与洞内灯光所造成的强背光使仪器不能正常测量。 五，建议使用LED铟瓦尺专用照明灯。如图： 铟瓦尺专用照明灯 铟瓦尺专用照明灯固定支架 LED铟瓦尺专用照明灯长1米左右，由24只LED灯珠间隔4cm排列组成，用支架固定在铟瓦尺上照明，可上下抽动调节照明区间。 5 LED铟瓦尺专用照明灯感光能力强且光源柔和稳定,无需专职照灯员就能满足光照条件，而且测量速度相当快。特别适用于进行隧道监控测量。这样一个水准班组只需1人观测、2人扶尺、就能进行作业。我们的外业数据基本是在隧道内进行采集的，LED铟瓦尺专用照明灯超强的感光能力给我们数据采集节省了很多的时间和人力成本。实践证明，与传统手电照明相比，相同2km线路、100个测点，时间节约近1个多小时且人员节约2人。采用LED铟瓦尺专用照明灯可以节省将近50%的工作时间，而且数据稳定准确。 手电照明与LED照明效率对照表 工作类型 工作人数 视场中可测标尺范围 可测标尺光源 每公里用时 前后视距m 光源持续时间 六、结束语 沉降观测的目的沉降观测是无渣轨道不可忽视的工作之一。通过沉降观测,可以监测隧道的沉降定位情况,不但可以为今后的无砟轨道铺设提供参考数据,确保准确性,而且能及时发现异常情况,采取措施,保证工程的安全运营。实践证明运用徕卡DNA03水准仪进行隧道基础沉降观测其优点是：不存在读数错误，不需要手工记录和计算。铟瓦尺专用照明灯具有读数客观，精度高，速度快，效率高，操作简单等优点，在数据采集上节省了很多的时间和人力成本。其次徕卡DNA03还具有参数超限提示及在观测过程中可以“查看本站观测结果数据，查看当前线路信息，计算闭合差”等功能。避免了错误、重测。 参考文献： 1、《客运专线无碴轨道铺设条件评估技术指南》（铁建[2006]158号） 2、国家一二等水准测量规范GB12897-91 3、徕卡DNA03用户手册 特别感谢：铁三院外业组马春山总工提供条码铟瓦尺专用照明灯原样。 手电照明 5 0.3/10 0.3 2 ≤15 ≤3 LED照明 3 0.6/30 1 1 ≥35 ≥10 单 位 个 m m Km/h m h 备 注 6 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容