隧道施工断面快速测量方法

隧道测量程序,及说明方法。

隧道施工断面快速测量方法

摘要：

隧道施工断面测量工作，使用带有无棱镜测量的全站仪和可编程的CASIO4850计算器，

使用极坐标法就可以检测任意断面位臵的超欠挖情况，准确的指导施工。配合CASS5.1成图

软件就可以快速的绘制断面图，明确超欠挖方量。

关键词：隧道 断面 测量

前言

隧道施工和大桥施工一样，各种工序衔接十分的紧凑，平行作业、交叉施工

的工作面很多，如果一道工序滞后都会影响整体工程进度。而且洞内作业面狭小，

隧道开挖造成了很大的灰尘，如果排风量不够就会使全站仪信号无法返回，无法

正常进行测量房样工作。测量工作在隧道开挖施工中尤为重要，它控制着隧道开

挖的平面、高程和断面几何尺寸，关系到整个隧道的贯通。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，停止一些次要工序,提前加大排风来满足

测量工作条件。所以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。如果花几

十万买一台隧道断面仪，虽然可有效的提高测量速度和精度但是仅能用于隧道断

面测量，投资巨大，也会浪费公司资源。为节省投资可采用全站仪配隧道断面测

量成图软件来完成。用全站仪测量断面极坐标后就可使用可编程的CASIO4850计算

器进行现场计算，马上就可反映超欠挖的情况。节省了放样的时间。在隧道收方

时使用全站仪采集断面极坐标数据后使用CASS5.1成图软件就可以直观的反映隧道断

面情况和超欠挖方量。

断面待测点的放样

将仪器臵于隧道洞内导线点（隧道内的点位已和外部导线连测），对好后视

后使用无棱镜测量并打开可视红外线（我项目部使用的全站仪为TOPCON

GPT-3000L系列，无棱镜测量距离为600米）。

1.2.2断面测量

1.3测量数据处理

隧道测量程序,及说明方法。

为了与CASIO系列可编程计算器编程使用附号一致，部分附号按汉语拼音首位为

代码，并启用 轴交点 一词。FX—4500断面测量计算程序如下：

程序名：SDDM(隧道断面-1)

L1 Lb1 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

L7 O=S-4.11×0.02+1.69

L8 C=(poI(B-15.11,H-O)-R)×100:Fix1: 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

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N--修正符(当仪器不是臵在中线上，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203°23′12″输入2032312

66°03′18″输入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，只需对程序适作调整。

http://www.77cn.com.cn1.3.1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１０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+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，程序用I对J进行了替换

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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

仪器臵于任意点(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

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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。测

量参数见图—2所示。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。测点见

图—3所示。

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。测量参数图---4。

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< …… 此处隐藏：2017字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……