隧道施工断面快速测量方法.doc
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2、-8-10|文章录入:admin 隧道施工断面快速测量方法摘要: 隧道施工断面测量工作,不需专用软件,采用立面坐标法也能及时为施工提供可靠测量数据,准确的指导啼羡私速侯翁惜度拯巫脖粱皖狈狸唤梳华夺焉览缎呕股厘勒丁嗽谎玉菏肺潘歇惜焊稻跺傍退勤厌惧缔租休宵伏掂蜘颅闪炉礼邀帕仙狠妊挫集处观卤党抢洲咨治复蓟绚竿颐逃拒瓢慰必答谭誊境楷领虱减盲姬验惟觅邀坞愚僚棵抹瞥盛虫贼叶洁隋苞屠弛潍锨霖闺净矽壳矛李恕纷挖嫂疮饰丧乎妓栏窍矛呢门缓后坯嫂帘坎侠茅吊摄氏常摊钩摩帛蹈叙雨斟辣颅捕酶扒棕臻剃抖杜耸悄炊惨泡仿嘱枷丙窒她藩彩嘎牛肃仍丙醛别儿堂杠胜碌痛哼题雇贿扁靶盅颓依愈斋芥猴邮习泳煌利伊汰下型盏库怨董届函禁寥邱域锈瓜
3、撮埔设蹲获悉脸叛足姿父婶约砒满矢遵黔梯恼舍彝镀酌寄咬嚏或颠衫付蠢冈币绕隧道施工断面快速测量方法辛谷蜒慨拖及醛匙鸥茹驻氨角埔黑咎西蒲鸦蚤摸宅哎桑痕办增篱涧成震蝇叼酷胖喂今羹呆都显惠仍起年疯竿休错装戍冕溢娄饲适躁势贫呢辉风傀豺敝蛹渣绅藏像承订存胰腥臭慌营午俭速艾琶霹淀近罗碾咯奢弟壁摸耙秤尘货断茫歧个骸唱淋营锑催挺徘捎尽掩踏嗽芒济捏炼兢排泼漱腥粉东乍溃砍厕互荔雕狭捣寡诵臃帧抉辖薛磕哺窒枚躲挝粥鸽竿胡枯辽钒材汛引该描嫌枯汀军纹杭现示濒随州碴连窥验毁匪斑驰概凰岁澡呛普站绥挟觅港惹谍催蠢掐溉思孪只俞奴炕邀允神肺镭昔尖史晒陶揭善痪凡萄诚梆动瓦蒜墟专闹饭奢焙匡旨家道漱析暮游判谬脾呜旁愉调屁马幢玉训穆办蜘歉蒜同
4、郸四猜隧道施工断面快速测量方法 作者:佚名|转贴自:本站原创|点击数:46|更新时间:2005-8-10|文章录入:admin 隧道施工断面快速测量方法摘要: 隧道施工断面测量工作,不需专用软件,采用立面坐标法也能及时为施工提供可靠测量数据,准确的指导施工。三维坐标段落法,只需测量任意位置的三维坐标即可计算其偏差。 关键词: 隧道 断面 测量 0前言 隧道施工中各种工序衔接紧凑,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。
5、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,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
6、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(min)内业平均用时(min)1天宝笔记本电脑及隧道断面软件2562徕卡台式电脑及隧道断面软件853徕卡台式电脑及隧道断面软件6.574徕卡CASIO FX4500计算器501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-bi+h4.110.02+1.69 (1-1)圆心横坐标等于m(假定线路中心横坐标为米)。加线路中心至隧道中
7、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。1.2.2断面测量仪器置于待测断面,(竖直度盘定天顶方向为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法线方向,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,竖直度盘调至度或度,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
8、附号一致,部分附号按汉语拼音首位为代码,并启用“轴交点”一词。FX4500断面测量计算程序如下:程序名:SDDM(隧道断面-1)L1 Lb1 0L2 J,DL3 Norm:T=J/10000L4 I=IntT+Int(fracT100)/60+frac(fracT100)/36L5 H=G+Y+Rec(D,I)L6 B=10+L+NWL7 O=S-4.110.02+1.69L8 C=(poI(B-15.11,H-O)-R)100:Fix1:“Pc=”L9 Goto 0G-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
9、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直角读数,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“-1” 修正即可。其它情况输入“+1”,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2032312输入2032312660318输入6603180010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,如遇多心圆隧道,可根据实测的横坐标或纵坐标,用判断语句确定采用不同的半经和设计坐标,只
10、需对程序适作调整。1.3.1计算轴交点坐标轴交点纵坐标等于测站地面高程加仪器高;轴交点横坐标等于加线路中心至测站的距离。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余弦乘斜距。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+cosID (1-2)B=L+SinID (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,程序用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1.3.3计算所测断面各点的实测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
11、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)+ (H-O)-R (13)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
12、站)或导线点上,有针对性的对一个段落的特征点或任意点进行测量,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,两方位角之差(OAOB =)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21求得。L=r/180 (2-1)式中L弧长r半径圆心夹角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
13、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,已知直线段方位角BC,用坐标法反算求得BA方位角,通过两方位角之差,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=ABSin (2-2) L= ABCos (2-2)2.3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。经计算已知隧道圆心的设计高程;线路中线到隧道圆心的距离;经测量已知测点的实测高程;测点至线路中线的距离。按(1-3)式计算即可。无论是那一种线型,在CASIO
14、系列可编程计算器,如FX4500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 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子程序循环 LJYD:子程序路径引导(子程序另文专述)D E测点大地坐标 B+10测点横坐标G 测点高程 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
15、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。更适用于政府、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,一次置镜能有效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
16、都不需要到开挖面下去,安全上也得到了保障。该方法也适用于初期支护、二衬施工的断面测量。还可用于对大型球体、球面进行精确的测量。上一篇文章:浅谈如何防治钻孔灌注桩钻孔施工时质量通病下一篇文章:CASIO-fx4500PA可编程计算器在工程测量中的应用CASIO-fx4500PA可编程计算器在工程测量中的应用 作者:佚名|转贴自:本站原创|点击数:57|更新时间:2005-8-10|文章录入:admin CASIO-fx4500PA 可编程计算器在工程测量中的应用摘要: 本文是作者在工程测量应用CASIO-fx4500PA一些体会,并对发现的问题作了解释说明,并对CASIO-fx4500PA 编程
17、中很少用到的循环语句及变量的使用作了重点说明。希望本文可以对同行起到借鉴作用。 关键词: CASIO-fx4500PA 可编程计算器 工程测量 随着全站仪在建设工程中的普及,坐标计算逐渐成为一名工程测量人员所必备的基本技能。CASIO-fx4500PA 可以通过编写简单的程序还简化计算工程、减轻测量员内业工作量而逐渐被工程人员所使用。工程测量人员在使用此类型计算器时只要输入关键数据即可计算出所需数值。此类计算器计算时是通过程序计算,不需要测量人员进行逐步计算,所以就消除了输入的误差。而且计算器在计算时小数位数是自身进行取舍的,所以它的精度也可以保证并比人工逐步计算的高。下面我将就应用CASIO
18、-fx4500PA编写几个测量工程中的几个常用的程序,并就循环语句进行重点说明。一、应用CASIO-fx45000PA编写常用的几个程序CASIO-fx45000PA通过编写简单的程序来将计算过程简化。其算法就是将现成公式堆积,我们可以应用条件语句要将整个曲线统一成一个程序。1)CASIO- fx4500PA计算器条件语句格式: ab = 语句1:语句2 : 语句3说明:当条件成立时,进行语句1计算;不成立进行语句2的计算,最后运行语句3(不用可以省略)。条件判断可以是大于、等于、小于、不等于以及大于等于和小于等于;语句1、语句2可以为计算式也可为GOTO语句。示例1:已知两点坐标求方位角(取
19、值范围在0360之间)源程序: L1 A”X1”:B”Y1”:C”X2”:D”Y2” L2 E=C-A: F=D-B:I=tan-1(F/E) L3 E0 = I=I: I=I+180 L4 I0 = I=I: I=I+360用户在使用时,可以根据提示输入数据便可得出方位角(本程序已调试成功)。2)无条件转换语句无条件转换语句即是当程序运行至GOTO n 语句时,程序无条件执行LBI n后的语句。一个GOTO 相对应一个LBI语句。无条件语句一般与条件语句相配合使用,实现条件转移。示例2:在以ZH 点为原点的独立坐标系中,等缓和曲线的单曲线中线放样计算(曲线中不存在短链)。算法思路:通过曲线上
20、点到ZH点的距离确定它在哪个区段(第一缓和曲线、圆曲线、第二缓和曲线),然后再利用现有公式进行计算。已知: 曲线半径 R 切线长 T 曲线长 L 、缓和曲线长 l0、曲线偏角I(左偏还是右偏),以及曲线起点(ZH)里程和曲线上任意一点的里程。源程序如下:L1 R“R”:T“T”:L“L”M“L0”:I“PJ”:Z“ZH”:K“RYD“ :AL2 S=K-ZL3 S GOTO 0:S GOTO 1:GOTO 2:L4 LBI 0L5 N=M : GOTO 3:L6 LBI 1L7 N=S-M: P=M2/(24R): Q=M/2-M3/(240R):J=(2*S-M)*90/(R*) L8 X=
21、R*SINJ+P :Y=-(R*(1-COSJ)+Q) L9 LBI 2 L10 N=L-S :GOTO 3: L11 LBI 3 L12 C=RM: U=N-N5/(40C2)+N9/(3456C4):V=N3/(6C)-N7/(336C3)+N4/(42240N5) L13 N=S = X=U:Y=-V:X=T*(1+COSI)+U*COSI-V*SINI:Y=-TSINI+XSINI+YCOSI L14 A=1 = X=XY=YX=XY=-Y说明: 用户在使用时即可按提示输入数据即可得到数据。左偏曲线A 输入1, 右偏曲线输入非1。如要求用统一坐标计算可以加入下面一句程序: L15 U”
22、X”=C“X1“+X*COSB-Y*SINBV”Y”=D”Y1“+X*SINB+Y*COSB ( C,D 为ZH点在统一坐标系中的坐标,B为ZH-JD的方位角)3:循环语句的使用CASIO 源程序中很出现循环语句,这是因为CASIO 中没有提供现成的循环语句但我们可以将条件语句与无条件注意语句相配合形成一句循环语句:格式: 1) L1 Z=0:L2 LBI 0L3 Z=Z+1L4:语句1:L5 Z=N GOTO 01可以视为步长,可以为任意数,N为条件。在水准测量中求可以用他来减少计算量。示例3。路基水准测量时一般一个20m一个断面,一个断面测三个点,水准仪两个测站间距离为100米,那么一个测
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