隧道施工斷面快捷測量計(jì)算方法研究（二）
發(fā)布時(shí)間：2010-01-14 共1頁
2、三維坐標(biāo)段落測量法
在隧道施工斷面測量工作中，無論采用隧道斷面儀，還是采用全站儀配隧道斷面測量軟件來完成，一般用測量一個(gè)斷面來代表一個(gè)段落，用一個(gè)斷面代表一個(gè)段落，有一定的片面性，在隧道開挖斷面測量工作中，其缺點(diǎn)極為明顯。若采用三維坐標(biāo)段落測量法進(jìn)行隧道測量，可全面反映整個(gè)段落任意樁號各個(gè)點(diǎn)的超欠挖情況。
2.1數(shù)據(jù)采集
儀器置于任意點(diǎn)(做自由設(shè)站)或?qū)Ь€點(diǎn)上，有針對性的對一個(gè)段落的特征點(diǎn)或任意點(diǎn)進(jìn)行測量，記錄x、y、z三維坐標(biāo)。
2.2確定測點(diǎn)對應(yīng)的里程與距路線中線的距離
2.2.1圓曲線
在圓曲線上選任意點(diǎn)B，為起算里程，坐標(biāo)反算分別求得，測站A，起算點(diǎn)B，到圓心O的距離和方位角，兩方位角之差（OA–OB=α）和半徑計(jì)算曲線長L，B點(diǎn)里程加L等于C點(diǎn)里程，測站至圓心的距離減半徑等于測站至中線距離。L由公式2—1求得。
L=πrα/180 (2-1)
式中L—弧長
r—半徑
α—圓心夾角
2.2.2緩和曲線
在緩和曲線上求任意點(diǎn)的法線方向十分簡單，但要求測站要對應(yīng)那個(gè)樁號法線上的點(diǎn)，相當(dāng)復(fù)雜。采用近似法，完全能滿足測量精度要求。在測站前后的線路上,各選一距離合適的點(diǎn)做為計(jì)算點(diǎn)，把兩點(diǎn)當(dāng)作直線看，按直線計(jì)算即可。
2.2.3直線
在直線段上選任意點(diǎn)B作為起算點(diǎn)，已知直線段方位角BC，用坐標(biāo)法反算求得BA方位角，通過兩方位角之差α，和BA的距離解直角三角形可得BC距離L和AC的距離b。B點(diǎn)的樁號加L等于測站點(diǎn)對應(yīng)的樁號。
b=AB×Sinα （2-2）
L= AB×Cosα （2-2）
2.3數(shù)據(jù)分析
根據(jù)測點(diǎn)的樁號計(jì)算線路的設(shè)計(jì)高程，通過線路的設(shè)計(jì)高程和隧道圓心的關(guān)系，計(jì)算隧道圓心的設(shè)計(jì)高程和線路中線到隧道圓心的距離。
經(jīng)計(jì)算已知隧道圓心的設(shè)計(jì)高程；線路中線到隧道圓心的距離；
經(jīng)測量已知測點(diǎn)的實(shí)測高程；測點(diǎn)至線路中線的距離。
按(1--3)式計(jì)算即可。無論是那一種線型，在CASIO系列可編程計(jì)算器，如FX—4500的幫助下，都可以采用漸進(jìn)法編程(另文專述)解決。看似復(fù)雜的方法，變得非常簡便。
程序名：SDDM (隧道斷面-2 )
L1 Lbl 0：
L2 {DE}： prog XH ：progLJYD：
L3 {G}：C=((poI(15.11-B-10,G-Z-1.6))-O“R”)×100:Fix1:“Pc=”
L4 Goto 0
式中
XH子程序循環(huán) LJYD：子程序路徑引導(dǎo)(子程序另文專述)
D E測點(diǎn)地坐標(biāo) B+10測點(diǎn)橫坐標(biāo)
G 測點(diǎn)高程 Z+1.6圓心高程
R 隧道半徑 C—實(shí)測偏差（輸出用 ‘pc=’表示）
3、結(jié)語
極坐標(biāo)斷面測量法在隧道施工斷面測量中，不需要專用的軟件，且更為方便、快捷、準(zhǔn)確、實(shí)用。如有可編程全站儀，測量結(jié)果可直接顯示偏差。是隧道斷面測量工作可選用方法之一。比較適用于隧道的初期支護(hù)、二襯的斷面測量，尤其適用于臺車就位調(diào)試工作，能邊測量邊出成果，及時(shí)正確的指導(dǎo)施工。更適用于政府、監(jiān)理部門的檢查工作，徹底的杜絕了施工單位弄虛作假的可能。同時(shí)測量人員也從繁忙的工作中得到了解放。
三維坐標(biāo)段落法適合于施工中隧道開挖斷面測量，可做到那里需要測后馬上出結(jié)果，一次置鏡能有效的測量全段落的特征點(diǎn)和任意點(diǎn)，可根據(jù)面積與點(diǎn)數(shù)的頻率進(jìn)行測量。人和儀器都不需要到開挖面下去，安全上也得到了保障。該方法也適用于初期支護(hù)、二襯施工的斷面測量。還可用于對型球體、球面進(jìn)行精確的測量。
