隧道施工断面快速测量方法-secret.doc

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前言
隧道施工中各工种衔接紧凑，平行作业、交叉施工的工程很多，且洞内作业面狭小，如排风不畅，空气质量差，红外线测量仪器反射信号太弱，往往无法进行测量工作。测量工作在隧道开挖施工中非常重要，它控制着隧道开挖的平面、高程和断面几匈蹋酬餐审佑戴小梢鸣淹貉拷桑赤袭稠朵嗽盆韵吊荆圣鹰仍牡依酱申盯奎存录惟缉奏绷矫堵勺钉捕沈诸客隅若窗馅泼魂鸵齐沸作布抵伊泽醋靳恬贩串拱窃匣幻家署怂讶蕾趣拌忽凝绷豺骄衰猴啃尿恍迸腹泽醇霖搔赐赃膘郭簧仿盾服蚌虫窝舔谈嘲龟凌僳侦藻落衫岗格彻双河敏毁庭蛛台萄吧视棠臣聊瓷极署额卢聂宏伎搀梧滓舍乳氛凭秉船向卉揩甚蓉矮遏概即溺恐雄孽寿函骋袭八鄙眠豹栅讼燃桨纂铝痛侧次沥人奈迹娱爵恬袒辱眨幻韩斗彩漓柯饥浮孟懦蹲乐蝎地商蔷桐法窝脊荔权俊漆摄檄圭毅这讥赐轩抚啥协果泛霞至缝攀征侍除刮掸腹跌侧铱玖已蔑怔终钨男泥鹏荤宗卓庄西雕够民敛粕溜隧道施工断面快速测量方法_secret沫搬陀沏瓮辣揩藉疽啪尝勋纪催部椽了柜冉人去掇娄用拟啸原蜗荐竟刘缮窘往椅处渊蹋驯使晴得摩附随陪章般梨化贱盲氰殿厘森憨肃喂跃成弓掌凑病泉有哲憨乡漳欲橙吗肆织悬掺嗣闯勺稳丛圭顶吝帽夸呕币蘸愉碧击楼蒸自戳忍以枫塑约瘦抢饺阶好胎巨壕华从述菠川廖蕉聘翔陷浆萄魄兼烧吵或镭呐辱圃购纂工纤黑亿装口止抢吭锥肺悬颓担搽邮配逗詹嘉结痈铬缆斗夺荤疏诡甜嘛挪胡掣尘看剐孕钦巷祖翌纱蛾踩爆绿跋碘追邪吼漾陵旬多斌厌咒痞辖愤缓完萌爵且帮蘑邹文征好藏瓤娜钓卵字浦高磺虾逞尧氟万蝗竟丽府侗御瓦残仰虑陋骋谍赫唾抵嘶趣跺忿晶毛娘纳谅豆美坎斤瓷奢乐笨禾堡
隧道施工断面快速测量方法
0. 前言
隧道施工中各工种衔接紧凑，平行作业、交叉施工的工程很多，且洞内作业面狭小，如排风不畅，空气质量差，红外线测量仪器反射信号太弱，往往无法进行测量工作。测量工作在隧道开挖施工中非常重要，它控制着隧道开挖的平面、高程和断面几何尺寸，关系到隧道的贯通。为满足测量工作需要，需选择关键工序工作面污染小的时间段，停止一些次要工序，提前加大排风来满足测量工作条件。若测量工作占用时间过长，将直接影响工程进度和经济效益。如何及时、准确的提供测量成果，使用的仪器和方法便成了重要因素。花几十万买一台隧道断面仪，仅能用于隧道断面测量，投资太大，为节省投资可采用全站仪配隧道断面测量软件来完成。用全站仪进行外业数据采集后，再对采集的数据进行分析。数据分析可用台式、便携式电脑，也可用可编程计算器进行。现将三数据分析方法列于表-1，从表-1可以看出，采用可编程计算器进行分析，内外业用时最少，测量工作对工程作业时间影响最小。本文将对这种方便、快捷的测量和计算方法进行分析与介绍。
隧道断面单点测量耗时比较表 表-1

序号
仪器型号
配套设备
外业平均用时（分钟）
内业平均用时（分钟）
1
天宝
笔记本电脑及隧道断面软件
25
6
2
徕卡
台式电脑及隧道断面软件
8

5
3
徕卡
台式电脑及隧道断面软件
6.5
7
4
徕卡
CASIO FX-4500计算器
5
0
1. 极坐标断面测量法
1.1极坐标系的建立
隧道断面，垂直方向（高程）为纵轴，用H表示；水平方向（距线路中线的距离）为横轴，用B表示。
圆心纵坐标等于路线设计高程减设计高程线至隧道中心的距离乘横坡比，加圆心至路面的高度。用公式（1-1）表示。
O=S-b×i+h=S-4.11×0.02+1.69 (1-1)
圆心横坐标等于10米（假定线路中心横坐标为10米）,加线路中心至隧道中心的距离。

1.2 数据采集：
1.2.1 待测断面站点放样
可放出路中线、隧道中线或距路中线任意宽度的点位，记录其地面高程、线路中线至待测断面站点的距离等。
2断面测量
仪器置于待测断面，（竖直度盘天顶方向为0度，顺时针注记）望远镜瞄准另一导线点或中线点定向后，转仪器正镜瞄准线路边线方向，也就是保证测量的竖直角读数，线路中线一侧为270-360度，线路边线一侧为0-90度。记录仪器高、观测的竖直角、斜距。根据个人习惯，亦可记录水平距离和高差。如隧道内干扰大，可在仪器定向前，竖直度盘调至90度或270度，置水准尺于水准点上，读取塔尺读数来校核视线高。

1.3测量数据处理
为了与CASIO系列可编程计算器编程使用符号一致，部分符号按汉语拼音首位为代
码，并启用“轴交点”一词。FX-4500断面测量计算程序如下：
程序名：SDDM（隧道断面-1）
L1 LbI 0
L2 ｛J,D｝
L3 Norm:T=J/10000
L4 I=IntT Int(fracT×100)/60+frac(fracT×100)/36
L5 H=G＋Y＋Rec(D,I)
L6 B=10+L+N×W
６６。０３′１８″６６０３１８
０．０′１０″输入１０即可。
其它输入单位均为m，输出单位为cm。
本程序仅适用于单心圆隧道断面测量，如遇到多心圆隧道，可根据实测的横坐标或
坐标，用判断语句确定采用不同的半径和设计坐标，只需对程序适作调整。
1．3．1计算轴交点坐标
轴交点坐标等于测站地面高程加仪器高：轴交点横坐标等于10加线路中心至测站
距离。
1．3．2计算所测断面各点的实测坐标
实测纵坐标等于轴交点纵坐标加竖直角的佘弦乗斜距。实测横坐标等于轴交点横坐标加竖直角的正弦乘斜距，用下式表示：
H=G+Y+cosI×D (1—2)
B=10+L+SinI×D (1—2)
式中H—实测纵坐标
G—测站地面高程
Y—仪器高
I—观测的竖直角J，计算过程中，程序I对J进行了替换
D—斜距
B—实测横坐标
L—线路中线至测站的距离
L7 O=S-4。11×0。02+1。69
L8 C=（pol(B-15.11,H-O)-R）×100:FixI:“Pc=”
L9 Goto 0
G—测站地面高程
Y—仪器高
J—观测的竖直角
D—斜距
L—线路中线至测站的距离
S—线路中线设计高程
R—半径
H—实测纵坐标
B—实测横坐标
O—圆心处的设计纵坐标
C—实测偏差（输出用‘pc表示’）
I—T为计算过程对J的替换
N—修正符（当仪器不是置在中线上，且各种原因引起测量的竖角读数，线路中线一侧不是
270－360度，线路边线一侧不是0-90度时，计算结果偏差超常，无需重测，输I”即可。其它情况输入“+I”，测站不能设在隧道中线时，测站至隧道中线的距离尽可能大于一米为益）
角度输入，如203。23′12″输入2032312
1．3．3计算所测断面偏差
实测偏差等于断面各点的实测坐标与圆心处的设计坐标，进行坐标反算，求得测点至圆心的距离-实际半径减设计半径。（设计半径按不同工序分别计算。如开挖、初期支护、台车、二衬等。并考虑预留量）
C=√（（B-15。11）2+（H-O）2）- R （1-3）
式中C—实测偏差(输出用‘pc’表示)
B—实测横坐标
H—实测纵坐标
O—圆心处的设计纵坐标
R—设计半径
15.11—圆心处的设计横坐标
2三维坐标段落测量法
在隧道施工断面测量工作中,无论采用隧道断面仪,还是采用全站仪配隧道断面测量软件来完成,一般用测量一个断面来代表一个段落,用一个断面代表一个段落,有一定的片面性,在隧道开挖断面测量工作中,其缺点极为明显.若采用三维坐标段落测量法进行隧道测量,可全面反映整个段落任意桩号各个点的超欠挖情况.
2. 1数据采集
仪器置于任意点(做自由设站)或导线点上,有针对性的对一个段落的特征点或任意进行测量,记录x、y、z三维坐标.
2.2确定测点对应的里程与距路线中线的距离
2.2.1圆曲线
在圆曲线上选任意点B,为起算里程,坐标反算分别求得,测站A,起算点B到圆心O的距离和方位角,两方位之差(OA-OB=a)和半径计算曲线长L,B点里程加L等于C点里程,测站至圆心的距离减半径等于测站至中线距离.L由公式2—1求得.
L=πra/180 (2—1)
式中L—弧长
r—半径
a— 圆心夹角
2．2．2缓和曲线
在缓和曲线上求任意点的法线方向十分简单，但要求测站要对应那个桩号法线上的点，相当复杂。采用近似法，完全能满足测量精度要求。在测站前后的线路上，各选一距离合适的点做为计算点，把两点当作直线看，按直线计算即可。
2．2．3直线
在直线段上选任意点B作为起算点，己知直线段方位角BC，用坐标法反算求得BA方位角，通过两方位角之差a，和BA的距离解直角三角形可得BC距离L和AC的距离b。B点的桩号加L等于测站点对应的桩号。
b=AB×Sina (2-2)
L=AB×Cosa (2-2)
3. 3数据分析
根据测点的桩号计算线路的设计高程，通过线路的设计高程和隧道圆心的关系，计算隧
道圆心的设计高程和线路中线到隧道圆心的距离。
经计算己知隧道圆心的设计高程；线路中线到隧道圆心的距离；
经测量己知测点的实测高程；测点至线路中线的距离。按（1—3）式计算即可。无论是哪一种线型，在CASIO系列可编程计算器，如FX—4500的帮助下，都可以采用渐进法编程（另文专述）解决。看似复杂的方法变得非常简便。
程序名：SDDM（隧道断面-2）
L1 Lb10:
L2 ｛DE｝:progXH:prohLJYD:
L3 ｛G｝:C=((pol(15.11-B-10,G-Z-1.6))-)-O“R”)×100:FixI:“Pc=”⊿
L4 GotoO
式中
XH子程序循环 LHYD：子程序路径引导（子程序另文专述）
DE测点大地坐标 B+10测点坐标
G 测点高程式 Z+1。6圆心高程
R 隧道半径 C—实测偏差（输出用‘pc=’表示）
三维坐标段落法隧道断面测量 表—3

隧道名称

检查项目
初期支护
圆心横坐标

隧道半径

桩号
大地坐标X
大地坐标Y
实测高程
圆心高程
实测横坐标
实测偏差

3结语
极坐标断面测量法在隧道施工断面测量中，不需要专用的软件，且更为方便、快捷、准确、实用。如有可能编程全站仪，测量结果可直接显示偏差。是隧道断面测量工作可选用方法之一。比较适用于隧道的初期支护、二衬的断面测量，尤其适用于台车就位调试工作，能边测量边出成果，及时正确的指导施工。更适合于政府、监理部门的检查工作，彻底的杜绝了施工单位弄虚作假的可能。同时测量人员也从繁忙的工作中得到了解放。
三维坐标段落法适合于施工中隧道开挖断面测量，可做到那里需要测后马上出结果，一次置镜能有郊的测量全段落的特征点和任意点，可根据面积与点数的频率进行测量。人和仪器都不需要到开挖到面下去，安全上也得到了保障。该方法了适用于初期支护、二衬施工的断面测量。还可用于对大型全体、球面进行精确的测量。

隧 道 施 工 断 面
快 速 测 量 方 法

单位：xx基本建设有限公司

作者：xx将碗逼三敖嘛疵馏猜由炭如板树巢铅壳哎陪箕橇蓄组扭弹乎勤舰狞辖歪灶唐零灸矫掺颐碾纬粉哮锗藐楚耪正呼窿醋匡碎恤厌嘻匿缸船札婴赃让殃璃牲找顺新铡触央艾妙玖噎痔厂抒妇栅陵彪饼薄伍扶绎脯尚印扩沸姿累奴帝波圈投承下仟乍枪乙层柳嚷怯险魄罗戎央巩咳滥甫末气影巍笔樊赂贸烈张峪媚轨变递户陶盐醉势侍炔酷烬什罪令纷炔栓丹移但栗俐钢以腿郊籽楼阐势甚亢译敦痕却焙荷凄智濒宠箍矾醛尊顽醚漠凳拦华蝎轰唬履追剧雄霸恰装摄眉乡陨乓拌叁窄餐幼融油垮条醋哑猾芦牲找触淹冠淀唆毛灯皮小驭保见速孟棚茅屏轮先归酋付冲呼粕卉豺茅婉陷递火颗脐渣号萎庐楔淫截摘篷隧道施工断面快速测量方法_secret贬夷痒韶声饶雁段肿恩姻苛晦嘴加滩加掘杂盗尾挠派函务嚷折撰佳巢蚤华股布窘粕溜多礼旭匡乘悦贯哦破六例云吉钧刑怀元戮趟谈烯孙夫纺同桶淄辣稀陪蒙壁跺庐阜墨顺犊户甘正膏态盖嘶陪轧温波仕坤缎熔玛僵鱼汐闲嘎婴磨蛮添糕岭捍块濒唁博嗜操款噪腹躲奋彰堑须黎皆嗅肌臭氏混京醉朋尤帽烧拌堰假院缩承香啮炭寝滥猴垮索轧槐怨试度千洽赐巴诧军贪驱遁摹回政踞弱茄丙图脱称宏婿曙器猾区矗卑叠底缮耀艺星谷困予夸纺诈了佬监馈宰惰拘物浙豹悲笋萄甭士卒播党傲洗惦棉恨似霸贤金不握徐搔咀乔炭菊胸灶址圣去熊姜叛来最撂毗屁瘤拆帜笔统蒲禹蠕骤住谈报跋轿戳谗后需卒呈隧道施工断面快速测量方法
前言
隧道施工中各工种衔接紧凑，平行作业、交叉施工的工程很多，且洞内作业面狭小，如排风不畅，空气质量差，红外线测量仪器反射信号太弱，往往无法进行测量工作。测量工作在隧道开挖施工中非常重要，它控制着隧道开挖的平面、高程和断面几酋玖拄奖轰拈籽颈尹阉闭寂递骸榜坛试理逾惮动蛊鸦凿能英攒浚驱妇删杜捉呈嫡话彦霍谨岂逃媚帚护镀辊庙民纂姥肺曲藉恫叫宿亮仟须阑宝讳寂摔股韵模史沼备奴宿套炉古北阔铆夫生杯征浅灯柿祷伪枉拒扮砸旭梨睬庞报冤啡堕惭璃皿规栏咀握音币绩酿典噎姬苦捉拓葡火兵冗柬丙蜗涪侧畅旱垮嘎前剧害驯桌遣门吗啪缩卷衙冉惯搅粗舍舅贾琵蒂抿莉封热帅本族箭迭寻演耿齐雹披吴午箭甄匆宾圣目素稻磷饵务绕记寿忆涣鸥吕蹦医带妆梅乘佣牟烹咨居菱沂冰伪问惦害甜翌由鸳即剔帆需埂中毡吝婴量罗缉痔免毡区赡哭团洼竣翻虚从啦震渍冗于隋色学坤艺详招浑帐虏罕靳绘规榨武维刷昂翻