隧道施工断面快捷测量计算方法研究（二）岩土工程师考试

文章作者 100test 发表时间 2009:05:02 15:10:33
来源 100Test.Com百考试题网

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　　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（OA–OB=α）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=πrα/180 (2-1)
　　式中L—弧长
　　r—半径
　　α—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，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α，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×Sinα （2-2）
　　L= AB×Cosα （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 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）
　　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。