应用智能全站仪的隧道进口边坡监测研究

　　近年来，我国大型工程建(构)筑物的规模不断扩大，数量不断增加，建(构)筑物(如大、中型水坝，边坡等)的施工建造及安全运行都迫切需要进行实时监测。特别是滑坡地质灾害的发生常常会给矿山工程建设和生产带来很大影响，甚至造成生命则产的损失。如果能比较准确地预测滑坡的发生，就可以最大限度地减小灾害损失。一般大滑坡的发生都有明显前兆现象，边坡变形就是最突出、最直接、最容易捕捉到的滑坡特征。所以边坡变形监测是进行滑坡预报的可靠办法之一。

　　边坡变形观测的意义在于提供边坡的稳定状况、位移和变形的规律等，为滑坡预报提供依据。边坡变形观测的目的是确定滑体的周界，定期测量滑动量、主滑动线的方向和速度，以监视建筑物的安全。

　　变形观测的方法有很多种，一般情况下最为有效的方法是前方交会和极坐标法。近年来由于全站仪和CPS的出现，用全站仪直接测量变形点的三维坐标的方法和GPS直接进行滑坡监测的方法应用越来越多。

　　1 工程概况

　　某隧道由于进洞口附近高边坡开挖，已造成开挖部分出现多处裂缝，虽然施工方采取了喷浆及其它加固措施，但为了安全起见，并摸清边坡形变量，为施工方开挖提供正确的数据，需对有形变的边坡区域进行实时监测。

　　2 TCA2003全站仪和极坐标差分法简介

　　随着科学技术的发展，测量仪器发生了翻天覆地的变化。测量机器人(Measurementrobot)或称测地机器人( Georobot)是一种能代替人进行自动搜索、跟踪、辨识和精确照准目标并且获取角度、距离、三维坐标以及影像等信息的智能型电子全站仪，可以实现测量的全自动化、智能化。

　　2.1 TCA2003 硬件介绍

　　TCA2003集成了步进马达、CCD影像传感器，是一种能自动搜索、识别和精确照准目标并获取角度、距离和三维坐标的智能型电子全站仪，属目前自动化程度较高的测量仪器，标称测角精度0.5"，测距精度±(1mm+1PPm)，配备相应软件，可自动照准目标、观测和记录，故有测量机器人之称。国内已有多家单位购买使用。

　　2 . 2 机载控制软件

　　机载控制软件是TCA2003的活动神经中枢，TCA2003的自动化在其控制之下得到实现。利用选配的GeoBASIC语言，可以根据自己的需要开发相应的机载应用程序。隧道进口边坡安全监测中测量机器人控制软件系我单位自主开发，其作业模式和限差控制遵循我国现行有关规范。方向、天顶距和边长根据观测精度等级可设置不同测回数，观测值超限后能作出判断并重测，观测过程中外界条件不理想时可人为中断，排除干扰后继续观测。此软件成熟严谨，可应用于控制测量、变形监测等用途。