隧道激光断面仪检定规程.docx

隧道激光断面仪检定规程1范围本规程适用于隧道激光断面仪的首次检定、后续检定和使用中的检查。2术语下列术语和定义适用于本规程。2.1隧道激光断面仪tunne1.1.aserprofi1.er隧道激光断面仪是采用激光测距技术、精密测角技术和计算机分析技术，配合专业图形处理软件，快速获取隧道封闭空间内部轮廓曲线及超欠挖信息的专用测量仪器。2.2标准隧道模型standardtunne1.mode1.为开展隧道激光断面仪校准试验，在特定场地设计、建造或选用的内轮廓断而在校准试验过程中始终保持稳定的结构模型。2.3参考断面仪referenceprofi1.er经过计量溯源的，可用于测量和描述标准隧道模型内轮廓形状，并生成坐标数据的仪器装置。3概述隧道激光断面仪（简称断面仪）主要用于隧道开挖断面、初期支护断面和二次衬砌断面的内轮廓的形状测量和分析。该仪器融合了高精度激光测距技术和精密测角技术，通过获取每个角度方向上的距离，解算隧道内部轮廓曲线，经与隧道设计时的内轮廓断面的比较分析，得到包括超欠挖参数的工程测量数据。其测量原理示意图见图Io断面仪由激光测距仪、角度调节装置、水准指示器、三脚架、测量主机、显示屏等构成。其结构示意图见图2o1激光测距仪；2角度调节装置；3水准指示器;4三脚架；5测量主机；6显示屏4计量性能要求4. 1检测视角范围断面仪的检测视角范围为：60°300。5. 2激光测距仪示值误差断面仪所用激光测距仪的示值误差：±2mm。6. 3隧道断面超欠挖指标测量误差隧道断面超欠挖指标测量误差如下：a）超欠挖最大值测量误差：+3mm；b）超欠挖面积相对测量误差：±10%。4.4断面仪测值的复现性标准偏差系数C不大于5%o5通用技术要求5. 1外观断面仪的外观应光洁，无缺损、无锈蚀；表面应光滑、均匀。7. 2标牌、标志出厂编号、断面仪应有清晰的标牌、标志，标牌上应有断面仪的名称、型号、制造厂名、出厂日期等。6计量器具控制7.1 环境条件测试环境温度（040）,环境相对湿度不大于85%RH,检定场地周围清洁,无影响工作的振动和腐蚀性气体存在，对有效检测视角和激光器测距示值误差进行检定的路面应相对水平。7.2 检定用器具检定用器具包括：a)钢卷尺：测量范围为(05)m,分度值不大于Imm；测量范围为(050)m,分度值不大于1mm；b)标准量块：5mm、20mm、40mm、80mm,准确度等级2级；c)检测平台：1.型平台，水平面与垂直面的边长均为150mm,厚10mm,表面粗糙度(Ra)不大于0.8m,1.型平台固定在三脚架上，可手动调整水平；。参考断面仪：距离测量误差不超过±1mm,通过与激光干涉仪的测量比对实现计量溯源；角度测量分辨力不大于0.01°,角度控制误差不超过±0.5。/45°,通过与控制角度与测角仪实测角度的比较实现计量溯源;超欠挖参数计算方法符合附录A；J检定试验辅助装置，包括：(1) 标准隧道模型：断面半径不小于5m,内侧表面平整，断面结构稳定；(2) 隧道断面调整块：横向长度1.=560mm+2mm,宽度a=(500+2)mm,厚度H=45mm80mm,允许偏差±0.5mm,调整块材料线膨胀系数不超过7.2×10-5oCo其结构如图3所示。图3调整块结构尺寸示意图7.3 检定项目断面仪的检定项目见表1.检定记录表格式见附录Bo表1检定项目一览表检定项目首次检定后续检定使用中检查通用技术要求+检测视角范围+激光测距仪示值误差+隧道断面超欠挖指标测量误差+断面仪复现性标准偏差系数+7检定方法7.1外观检查通过目测、手感进行检查，其结果应符合5.1、5.2的要求。7.2检测视角范围断面仪检测视角范围的检定过程如下：a）选取一处路面相对平整的道路，将道路中心作为校准点，并在该点路面上沿中心线垂直方向绘制一条直线；b）将断面仪架设在校准点正上方，安装并调整好仪器，首先调整仪器的激光点对准道路中心线方向上，然后将断面仪测头在水平方向上旋转90°,激光点应能落在a）中绘制的那一条垂直于中心线的直线上；c）将仪器对中归零后（此时激光器方向垂直向下），通过断面仪自动测取或手动采用钢卷尺测量该仪器高度。并记录（仪器高为相对地面的高度）；d）在竖直方向上，先逆时针方向调整断面仪测头，使其激光点能刚好避开支架右侧的阻挡区域，用钢卷尺测量并记录激光点至校准点之间的距离4,通过式（1）计算仪器的起始视角。1；=1.（1）1arctan（）h式中：Z1激光测点至校准点之间的距离（m）；h仪器相对地面的高度（m）。e）重新将仪器对中归零后，用同样的方法，沿顺时针方向调整断面仪测头，使其激光点能避开支架左侧的阻挡区域，用钢卷尺测量并记录激光点至校准点之间的距离1.通过式（2）计算仪器的终止视角。2；a2=360°-arctan（-A）（2）式中：Z2激光测点至校准点之间的距离（m）；h仪器相对地面的高度（m）。d）四和的角度值应符合4.1的规定。7.3激光测距仪示值误差断面仪中激光测距仪示值误差的检定过程如下：a）将待测断面仪安装并调试好，调整仪器测头至90°（仪器测头垂直向下为0°）,用钢卷尺在距离设备测点的位置IOm处放置一个检测平台，调整检测平台的三脚架高度，使得激光器投影点位于检测平台上的竖直面中心位置处，并手动调整水平；b）采集断面仪至检测平台的水平距离，作为零基准点，然后贴紧竖直板分别放入标准值为5mm、20mm、40mm、80mm四种规格的标准量块，分别记录对应得到的待测断面仪输出示值，按照式（3）计算激光测距仪相对于不同量块的示值误差。h-"测-H标（3）式中：NH测距示值误差（mm）；¾激光测距仪测得的量块高度值（mm）；H标所用量块的标称值（mm）。C）取A中最大值作为激光测距仪示值误差，应符合4.2的规定。1.h7.4隧道断面超欠挖指标测量误差检定过程如下：a）将参考断面仪架设在标准隧道模型的中线点上，安装并调试好仪器；b）设置60°为起始角度，以0.5°等间隔进行距离采样，直至采集到300°角度为止，记录每个测角对应的距离值；c）按照断面仪的计算原理和方法，通过专用软件进行数据处理，得到标准隧道模型断面曲线；d）通过在标准断面曲线上的不同位置（至少包含90。、135。、180。、225。、270。位置）放置不同高度的调整块，得到模拟的隧道超欠挖断面曲线，按附录A方法计算断面超欠挖最大值和超欠挖面积的标准值小和4；e）用被检定的断面仪对模拟的超欠挖隧道断面进行3次重复测量，保存隧道断面测量数据，用断面仪的数据分析软件计算超欠挖最大值4（z=1.,2,3）和超欠挖面积4（;1,2,3）；f）按式（4）计算得到断面超欠挖最大值测量误差，应符合4.3a）的规定。A%=ZzJIO（4）式中：AzZ断面超欠挖最大值测量误差（mm）；h断面仪超欠挖最大值的平均值（mm）；z0断面超欠挖最大值的标准值（mm）。9按式（5）计算得到断面超欠挖面积的相对误差，应符合4.3b）的规定。2-A=1.×100%（5）AA0式中：一断面超欠挖面积相对误差；A断面仪在中线点处超欠挖面积测量值的平均值（m2）；A0断面超欠挖面积标准值（n?）。7.5断面仪测值的复现性检定过程如下：a）将被检定断面仪从隧道的中线点位置在垂直于隧道行车方向上，向左平移1m,按照7.4的测量步骤进行隧道断面测量，计算断面仪在中线点偏左位置时隧道断面超欠挖最大值用和超欠挖面积4；b）同理，将断面仪从隧道的中线点位置在垂直于隧道行车方向上，向右平移1m,按照7.4的测量步骤进行隧道断面测量，计算断面仪在中线点偏右时隧道断面超欠挖最大值儿和超欠挖面积4；C）采用式（6）计算断面仪在不同位置测量时，断面超欠挖最大值和超欠挖面积的标准差系数C,均应符合4.4的规定。一SC=×100%(6)vXS=(Xmax-%min)/。(7)式中：S重复性标准差，极差系数。取2.33；%hi(z=1.,2,3),h1.,儿的平均值，或4(0,2,3),4，A的平均值；axhi(z=1,2,3),%,儿中的最大值，或4(0,2,3),4，中的最大值；Xminhi(Z=1.,2,3),h1.,优中的最小值，或4g,2,3),4,A中的最小值。8检定结果处理检定合格的断面仪出具检定证书，检定证书内页格式见附录Co检定不合格的断面仪出具检定结果通知书，并注明不合格项目，检定结果通知书内页格式见附录D。9检定周期断面仪检定周期为一年，但在使用过程中对检测结果发生怀疑时，可提前送检。附录A超欠挖参数计算方法隧道依据设计断面数据进行开挖施工，但实际施工断面与设计断面常存在误差，即超挖或欠挖。用于施工质量控制的超欠挖参数，可通过设计断面和实际测量断面数据的比较分析进行计算。隧道断面超欠挖示意图见图A.1,设计断面线通常由格式化的数据文件录入到超欠挖分析软件中。图中1区和3区为超挖区，2区为欠挖区。42砥，2区图A.1隧道断面超欠挖示意图以超挖1区为例，该区域内超挖的最大值为1区范围内实际测点到标准断面曲线垂线的最大值(0239m),超挖面积为1区内实际测点连线与设计断面曲线围成的区域的面积。对于2区，欠挖的最大值为2区范围内实际测点到标准断面曲线垂线的最大值(-0.270m),欠挖面积为2区内实际测点连线与设计断面曲线围成的区域面积。附录B隧道激光断面仪检定记录表格式记录编号：第页共页样品名称样品编号型号规格出厂编号制造单位检定依据检定地点检定前样品情况检定后样品情况环境条件温度：；湿度：%RH；其他：o所用的计量标准装置器具/主要仪器设备名称测量范围不确定度/准确度等级/最大允许误差证书编号证书有效期至使用前情况使用后情况检定项目项目技术要求检定结果外观、标牌、标志通用技术要求检测视角范围60。300。hka14a1激光测距仪示值误差±2mm5mm20mm40mm80mmAH最大值欠挖最大值测量误差±3mm瓜hih2%h欠挖面积相对测量误差±10%AOA1A2AA断面仪测值复现性标准偏差系数Cv5%hihr“maxShC岫4AGmaXAminSacv,a检定：核验：日期：附录C隧道激光断面仪检定证书内页格式检定证书第2页证书编号xxxxxx-xxxx检定结果序号检定项目检定结果结论1通用技术要求2检测视角范围3激光测距仪示值误差4隧道断面超欠挖最大值5