隧道施工测量Word格式.doc

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紧接着进行单程双测观测：

以2站起零，至B点,测水平角（右角2），完成第1站。

③第2站：

以C点后视起零，测至3站水平角（左角3），再测3站斜距边长（2-3）S，同时测竖直角（2-3）а，并量取本站仪器高

（2）t、3站标高（3）r。

以3站起零，至C点1站,测水平角（右角4），再测C点斜距边长（2-1）S，同时测C点竖直角（2-1）а，量取C点标高

（1）r。

完成第2站。

④第3站：

以2站起零测4站水平角（左角5），再测4站斜距边长（3-4）S，同时测竖直角（3-4）а，并量取本站仪器高（3）t、4站标高（4）r。

以4站起零，至2站,测水平角（右角6），再测2站斜距边长（3-2）S，同时测竖直角（3-2）а，量取2站标高

（2）r。

完成第3站。

⑤第4站：

以3站起零测5站水平角（左角7），再测5站斜距边长（4-5）S，同时测竖直角（4-5）а，并量取本站仪器高（4）t、5站标高（5）r。

以5站起零，至3站测水平角（右角8），再测3站斜距边长（4-3）S，同时测竖直角（4-3）а，量取3站标高（3）r。

完成第4站。

⑥第5站：

以4站起零测6站水平角（左角9），再测6站斜距边长（5-6）S，同时测竖直角（5-6）а，并量取本站仪器高（5）t、6站标高（6）r。

以6站起零，至4站测水平角（右角10），再测4站斜距边长（5-4）S，同时测竖直角（5-4）а，量取4站标高（4）r。

完成第5站。

⑦第6站：

架设于第6站（水平角为零），只须观测：

6站至5站边长（6-5）S，同时测竖直角（6-5）а，量取5站标高（5）r。

（替告段落）……。

7.2.2.2导线数据的检查

由于采用单程双测回归导线法其观测数据，可相互进行检查核对。

如水平角（左角1）+（左角2）=360度——其差值甚小（不超过±

20秒）、竖直角（1-2）а+（2-1）а=180度——差值甚小（不超过±

15秒）、边长[（1-2）S]-[（1-2）S]相差甚小（不超过±

5㎜）。

7.2.2.3导线严密平差计算数据排序表（配合《长江勘测》软件的实例）

起点

闭点

平、高

点数

代码

高程起

点号

高程闭

平面起

平面闭

平面起点

方向

平面闭点

点号

标型

气压

温度

斜距

天顶距

仪器高

觇标高

水平角

C--C

11.11

GP

C

A

B

INC

观测墩

***

**

（1-2）S

（1-2）а

（1）t

（2）r

（2-1）а

（2）t

（1）r

左角1

J2（站）

刻石

（2-3）S

（2-3）а

（3）r

（3-2）а

（3）t

左角3

J3（站）

（3-4）S

（3-4）а

（4）r

（4-3）а

（4）t

左角5

J4（站）

（4-5）S

（4-5）а

（5）r

（5-4）а

（5）t

左角7

J5（站）

（5-6）S

（5-6）а

（6）r

（6-5）а

（6）t

左角9

J6（站）

（6-5）S

0.0000

J-5（站）

（5-4）S

右角10

J-4（站）

（4-3）S

右角8

J-3（站）

（3-2）S

右角6

J-2站）

（2-1）S

右角4

OUTC

右角2

7.3隧道施工放样

7.3.1极坐标法（支站）

当地面控制点（加密）之后，即可在洞口观测墩上，进行隧道内的施工放样测量,一般均采用全站仪支站的方法。

根据隧道横断面大小和地质情况的好坏，大部分作业面采用分台阶施工：

先上（左和右）、下（左和右）、后底部掘进。

因此，放样的控制点很难一次作好不变动，也得满足施工的程序，在每一个工作横断面上，支站点要分两次，甚至三次才能完成。

鉴于隧道内的除渣，来往通行车辆碾压、石渣粉尘的掩盖，洞内的地面控制点很难在较短时间保存（即便不损坏，一次除渣后就无法找到），只有将控制点制作于洞内两边的边墙上（墙上标志），在每一处支站应分别测三个点，用油漆涂记号（中心点一定要小：

直径不大于2㎜）；

支站时最好采用小棱镜（觇标高为零），减少每次对点误差。

7.3.2后方交会法

每次进洞放样引测控制点，可直接从最近的三个墙上标志，按后方交会法；

求出测站位置的坐标和高程即可进行放样。

解算方法可利用全站仪自身的软件程序，也可用计算器进行（现介绍FX—5800计算器程序）。

7.3.2.1采集数据要求

1）输入:

第一己知点（X、Y）坐标、S（平距）、H（高程）、а（竖直角）；

第二己知点（X、Y）坐标、S（平距）、H（高程）、а（竖直角）；

2）按反时针方向输入以上数据；

3）观测时可不量仪器高和觇标高（仪器的视线高就是高程）；

4）用小棱镜；

7.3.2.2源程序：

《BJTJ》fx—5800计算器

“XA=”？

A：

“YB=”？

B：

“P=”？

P：

“U=”？

U：

“T=”？

T：

“XC=”？

C：

“YD=”？

D：

“S=”？

S：

“Q=”？

Q：

“R=”？

R：

Ldl1:

ＰoI（A－C，B－D：

J<

0=>

J＋360→J：

Ldl2:

（II+PP-SS）÷

（2I）→Z:

（√（PP-ZZ）+√（SS-（I-Z）（I-Z））÷

2→H:

Sin-1（H÷

S）→F:

Sin-1（H÷

P）→E:

Ldl3:

J+360+F→G:

IfG>

360:

ThenG-360→G:

Ifend:

“XW=”:

C+S×

Cos（G）→W◢“YV=”:

D+S×

Sin（G）→V◢

Ldl4:

ＰoI（C－A，D－B：

J＋360→J:

J+360-E→K：

IfK>

ThenK-360→K:

“XC=”:

A+P×

Cos（K）→M◢“YD=”:

B+P×

Sin（K）→N◢

LbI5：

“Fxy=”:

√（（W-M）2+（V-N）2）◢

“X=”:

（W+M）/2◢“Y=”：

（V+N）/2◢

“H=”：

（U+tg（90-T）×

P+Q+tg（90-R）×

S）÷

2◢“OK”

7.4隧道测量软件——程序《DS》

隧道内的施工放样测量，普遍采用全站仪配合可编程计算器，对隧道掘进的走向偏离；

掌握洞内净空面开挖的超挖和欠挖（至目前尚无完整程序供大家使用，都是各自为阵）；

也有利用全站仪配合笔记本电脑进行放样，但有缺陷：

由于洞内比较潮湿（浸水）易损坏电脑，而且电源也不方便。

少数单位采用高档全站仪，利用仪器内部自身提供的软件进行洞内的放样测量，也存在一些问题，价格高、现有设备利用率低。

为此，利用目前市面上比较普遍、价格不高、界面大、内存多、体积小、重量轻很适宜洞内使用的可编程计算器fx5800，现编隧道施工放样测量软件《SD》程序。

7.4.1程序适用性

7.4.1.1适用于各种隧道施工

该程序是以高速铁路—Ⅱ级围岩为例（如下图），也适用于其它类型的隧道放样测量。

因为它们的主体结构近似（只须根据横断面的半径长短进行调整）：

1）高铁Ⅱ级围岩：

净空R2=（6.41+0.4）m、仰拱R1=（2.27+0.35）m、洞底大半径R3=（14.77+0.35）m；

2）高速公路隧道Ⅴ级围岩A型衬砌：

净空R1=（7.4+0.96）m、R2=（5.29+0.96）m、仰拱R2=0.8+0.6）m、洞底大半径R4=（18.8+0.6）m；

至于其它部位的相关尺寸，以及各种隧道类型，可参照设计结构横断面进行调整。

说明：

1.R1=（2.27+0.35）m、R2=（6.41+0.4）m、R3=（14.77+0.35）m

2.O1、O2、O3分别为R1、R2、R3的园心

3.内轨顶面为线路中心设计高程

二级围岩（高铁）隧道横断面图

7.4.1.2一条完整线型

该程序的设计，从直线---缓和曲线---园曲线---缓和曲线---直线，一条完整的平面线型，其程序内的固定参数均可根据设计资料，一次性执入不变（如五大桩号、及它们的坐标、园曲线半径、纵曲线半径、纵坡比、相关的方位角。

以及横断面的净空设计半径R1、R2、R3、相关高度的尺寸等等）。

当施工进入第二次衬砌时，只须调整：

横断面的净空设计半径R1、R2、R3。

当你进入高速公路的施工时（或其它类型隧道），须对照设计图进行逐个的相关尺寸修改。

7.4.2程序主要结构

根据隧道平面曲线设计线型（如下图—平面线型（曲线要素）图）,可分为三大类所组成:

1）.直线部分（又分两段）；

①第一段直线段（前面一段的直线结束点HZ—本段直缓点ZH）；

②第二段直线段（本段缓直点HZ—另一曲线段直缓点ZH）；

2）.缓和曲线部分（又分两小段）；

①第一缓和曲线段（直缓点ZH—缓园点HY）；

②第二缓和曲线段（园缓点YH—缓直点HZ）；

3）.园曲线段部分（缓园点HY—园缓点YH）

7.4.3己知固定参数

详见以下两表：

1）曲线要素表；

2）纵坡曲线要素表；

曲线要素表

曲线

类型

曲线要素

桩号

起点坐标

起点方位角

（°

´

"

）

终点桩号

终点坐标

长度

半径

X

Y

直线

2078.788

（HZ）K7+100.000

7717.656

51680973

159-22-10.42

（ZH）

K9+87.788

5857.396

5869.496

缓和线

170

（ZH）K9+87.788

159-12-09

（HY）K9+257.788

5698.474

5929.857

园曲线

2935.8254

10000

（YH）K12+193.6134

3153.247

7371.788

（38-16-04）321-43-56

（HZ）K12+363.6134

3019.776

7477.075

936.3866

（38-25-48）

321-34-12

K13.300.000

2286.242

8059.095

园心点

园心

9302.033

15258.006

248-52-40.61

K9+257.788

纵坡曲线要素表（计算桩点高程）

标高

半径（m）

全长（m）

坡度（‰）

起点桩号

K7+100

157.998

3273．753

－0.003

K10+373.753

78.177

K10+500

77.281

25000

252.496

-0.00457

0.003

K10+626.249

77.660

2473.751

K13+100

155.081

7.4.4变量

唯一变量就是要知道任意一点坐标，在隧道内掌子面的什么位置？

是否偏离隧道中线（到底差多少）？

该点位置是否己接近开挖轮净空廓线（是否出现超挖或欠挖，它的量是多少）？

这是程序最终目的。

7.4.5程序运行

运行前应根据当前施工掌子面所在实际位置（桩号），先大概估计输入计算器，“一个桩号”——桩号要求虽不严格，最好能在五大段之内（第一直线段、第一缓和曲段、园曲线段、第一缓和曲段、第二直线段）起点桩号。

后根据放样支站和后方交会法，求得待定点的：

坐标（X、Y）和高程（H），即可按程序提示要求，输入X、Y、H，运行程序《DS》。

7.5源程序《DS》

7.5.1程序组成和功能

程序主要分为四部分：

第一部分

LOI0提问?

输入估计施工处在什么桩号？

再输入待求点的坐标（X、Y）和高程（Z）；

根据隧道走向:

向左旋转（-1）→N、向右旋转1→N。

第二部分

①LOI1计算待定点所在第一直线段的桩号；

偏离中线距离；

②LOI2计算待定点所在第一缓和曲线段的桩号；

③LOI3计算待定点所在园曲线段的桩号；

④LOI4计算待定点所在第二缓和曲线段的桩号；

⑤LOI5计算待定点所在第二直线段的桩号；

（当待定点在随道中线的左边为正值、右边为负值）。

第三部分

LOI6求待定点所在位置的中线设计高程；

第四部分

求待定点所在位置的超挖和欠挖量（出现正值为超挖、负值为欠挖）；

结果显示解说:

①.L——待求点所在位置的桩号；

②.P——待求点偏离中线距离；

③.G——待求点对应于中线的设计标高（高铁的内轨顶面设计高程）；

④.E——待求点对应于中线无砟层的设计标高；

⑤.C——待求点距开挖净空边缘距离（及超挖和欠挖量）；

7.5.2源程序及解说

源程序解说：

1）主程序《DS》

Ldl0:

“L=”?

L:

“X=”？

X：

“Y=”？

Y：

“H=”？

H:

（-1）→N↘

IFL≥7100andL<

9087.788:

ThenGoto1↘

ElseIFL≥9087.788andL<

9257.788:

IFEndGoto2↘

ElseIFL≥9257.788andL<

12193.613:

ThenGoto3↘

ElseIFL≥12193.613andL<

12363.613:

ThenGoto4↘

ElseIFL≥12363.613andL<

13300:

ThenGoto5↘IFEnd↘

Ldl0——程序运行提问?

L?

—预估一个施工掌子面所在的桩号（宜等于或大于,不可小于，特别是五桩处）。

X?

、Y?

、H?

—输入待求点的实测坐标，和高程

（-1）→N——隧道向左旋转

7100=（HZ）——为前一曲线段缓直点桩号K7+100

9087.788=ZH——为本曲线段直缓点桩号

9257.788=HY——缓园点桩号K9+257.788

12193.613=YH——园缓点桩号K12+193.613

12363.613=HZ——缓直点桩号K12+363.613

13300=（ZH）——为后一曲线段直缓点桩号K13+300

Lbl1：

ＰoI（X－7717.656,Y－5168.973:

J<

J＋360→J：

J-159º

22´

10.42"

→K：

“L=”：

7100+Cos（K）×

I→L◢J>

159º

=>

（-K）→K↘

“P=”：

Sin（K）×

I×

N→P◢Goto6↘

Lbl1——计算第一直线段如下图

7717.656=X5168.973=Y为（HZ）点坐标（上段缓直点）

=A——（HZ）点至ZH点的方位角

当J>

（-K）→K时,待定点在隧道中心的右边

7100为前一曲线段（HZ）缓直点桩号K7+100

N——当隧道走向向左旋转（-1）→N

Lbl2：

ＰoI（X－5857.396,Y－5869.496:

J<

Cos（K）→C:

I×

Sin（K）→S:

10000×

170→B:

Abs（C）→T:

T-T5÷

40÷

B2+T9÷

3456÷

B4→E:

T3÷

6×

B-T7÷

336÷

B3+T11÷

42240÷

B5→M:

T2÷

2×

B×

（180÷

3.1416）→V:

Arg（（C-E）+（S-M）i）→F:

F<

0=>

F+360→F:

Abs（（C-E）+（S-M）i）→D:

D×

Cos（F-V）→W:

IFAbs（W）<

0.00001:

ThenGotoA:

ElseT+W→T:

IfEnd↘

LblA:

“L=”:

9087.788+T→L◢

“P=”:

Sin（F-V）×

N→P◢Goto6↘

Lbl2——计算第一缓和曲线段如下图

5857.396=X5869.496=Y为ZH的坐标

=A——（HZ）点至ZH点的方位角

170——10000为半径、170为缓和曲线长

9087.788——为直缓点桩号ZH（K09+087.788）

N——当隧道走向向左旋转（-1）→N

Lbl3：

ＰoI（X－9302.033，Y－15258.006：

Abs（248º

52´

40.61"

-J）→K↘

9257.788+K×

3.716÷

180×

10000→L◢

“P=”：

（I–10000）×

Lbl3——计算园曲线段如下图

9302.033=X15258.006=Y为园心点坐标

248º

—园心（O）至缓园点HY的方位角

9257.788——HY为缓园点桩号（K09+257.788）

10000=R——园曲半径

N——当隧道走向向左旋转（-1）→N

Lbl4：

ＰoI（X－3019.776,Y－7477.075:

J-321º

43´

56"

B5→M:

T2÷