【摘 要】由于隧道工程在施工過(guò)程中每一道工序之間銜接十分緊湊，平行作業(yè)和交叉施工的情況非常多。隧道開(kāi)挖斷面的工作面極為狹小，這對(duì)于掌子面的放線(xiàn)測(cè)點(diǎn)工作來(lái)講更顯得關(guān)鍵和緊張。因?yàn)樗淼勒谱用娣啪€(xiàn)測(cè)點(diǎn)工作主要控制著開(kāi)挖斷面的縱向走向和垂直高程，無(wú)一不直接影響著隧道開(kāi)挖貫通的效果。如果在實(shí)際放線(xiàn)測(cè)點(diǎn)過(guò)程中花費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則會(huì)直接導(dǎo)致工程施工進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益的受損。那么如何能夠既及時(shí)又精確地提供測(cè)量成果以快速測(cè)畫(huà)掌子面開(kāi)挖輪廓線(xiàn)對(duì)于合理使用測(cè)量?jī)x器及方法將成為重中之重。本文將就隧道掌子面放線(xiàn)測(cè)點(diǎn)中相關(guān)測(cè)量?jī)x器及方法的使用問(wèn)題展開(kāi)探討。

【關(guān)鍵詞】隧道工程；掌子面；放線(xiàn)測(cè)點(diǎn)；相關(guān)問(wèn)題

1、工程概況

xx隧道為新建鐵路客運(yùn)專(zhuān)線(xiàn)重點(diǎn)隧道工程，設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)到350km/h以上，位于xx省市境內(nèi)。隧道全長(zhǎng)2540m，單洞雙線(xiàn)大斷面設(shè)計(jì)方案，最大的開(kāi)挖斷面設(shè)計(jì)凈空為15.86m×12.74m。

整條隧道在兩條綜合曲線(xiàn)之上。某單位承建該隧道工程其中的一條綜合曲線(xiàn)，交點(diǎn)里程為DIK2025+092.5，交點(diǎn)坐標(biāo)為：X=2703291.1336米，Y=549355.4298米，曲線(xiàn)半徑R=9005米，緩和曲線(xiàn)長(zhǎng)L0=490米，切線(xiàn)長(zhǎng)度T=3292.59米，曲線(xiàn)長(zhǎng)度L=6366.6米，其為右偏曲線(xiàn)，轉(zhuǎn)向角為37°23′27″，直緩點(diǎn)里程為：DIK2021+799.91，緩直點(diǎn)里程為：DIK2028+166.51，此段線(xiàn)路縱坡為-4.5‰，變坡點(diǎn)里程為：DK2020+400，變坡點(diǎn)高程為116.667米，豎曲線(xiàn)半徑為30000米。

2、放線(xiàn)測(cè)點(diǎn)的相關(guān)問(wèn)題

本項(xiàng)目隧道掌子面二級(jí)圍巖開(kāi)挖，垂直方向（高程）為縱軸，以字母P表示；而水平方向（距隧道中線(xiàn)的距離）作為為橫軸，以字母L表示，圓心高程以字母O來(lái)吧表示，超欠挖值則以字母S表示。

將全站儀置于測(cè)站點(diǎn)，對(duì)中、整平、后視后有針對(duì)性的對(duì)掌子面的特征點(diǎn)或者任意點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，記錄X、Y、Z三坐標(biāo)。測(cè)站點(diǎn)應(yīng)選在不被鉆孔臺(tái)車(chē)擋住視線(xiàn)的適當(dāng)位置。可用有棱鏡模式也可選用免棱鏡模式測(cè)量。

根據(jù)測(cè)點(diǎn)的樁號(hào)計(jì)算線(xiàn)路的內(nèi)軌頂面設(shè)計(jì)高程，通過(guò)線(xiàn)路的內(nèi)軌頂面設(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。測(cè)出開(kāi)挖輪廓線(xiàn)上各個(gè)待測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)和高程并算出其到隧道中線(xiàn)的實(shí)測(cè)距離，根據(jù)所測(cè)高程算出理論斷面在此高程時(shí)距隧道中線(xiàn)的距離，把實(shí)測(cè)值和理論值加以比較從而算出此點(diǎn)的水平超欠挖值。

無(wú)論是哪一種線(xiàn)型均可用CASIO系列可編程計(jì)算器編一套由X、Y坐標(biāo)反算出線(xiàn)路里程樁號(hào)、距中心線(xiàn)寬度，再由所測(cè)高程、距中心線(xiàn)寬度與理論輪廓線(xiàn)上點(diǎn)作比較算出超欠挖值的程序，使看似復(fù)雜的方法，變的非常簡(jiǎn)便。

隧道用FX-4800P編制的一套程序：

程序名：NLSD

Lb1 0

{E F P}：Prog“SJ”

E“CDX”：F“CDY”：P“GAOCHENG”：

D=√（（E-A）2+（F-B）2）：

J=2tan-1（（F-B）÷（D+E-A））：

J<0=>J=J+360：≠>J=J：△

K=J-T：H=G+D*cosK：H“ZXZH=”▲

L=D*sink：L“JL=” ▲

C=116.667-（H-2020400）*4.5/1000：C“GUIMIAN=”▲

O=C+2.43▲

PS=AbsL-（6.9+（P-（O-3.4））*0.06734：≠>S=AbsL-√（（R2-（P-O）2））△S“CQWZ=”▲

M=O-3.4：M“SUIDI=”▲

Q=O+7.1：Q“GONGDING=”▲

Goto 0

子程序名：SJ

A=2707480.606：B=549196.059：T=177°51′20″：G=2020900

另外，在計(jì)算拱頂部位超欠挖時(shí)，在水平方向上量超欠挖值，誤差較大，可在垂直方向上計(jì)算量取，只需在程序末語(yǔ)句Goto 0前加一條語(yǔ)句：

M=√（R2-L2）-（P-O）▲即可。

E—實(shí)測(cè)X坐標(biāo)

F—實(shí)測(cè)Y坐標(biāo)

P—實(shí)測(cè)點(diǎn)高程

R—圓半徑，如圖-1示這里值應(yīng)為7.1米

O—所測(cè)里程的圓心設(shè)計(jì)高程

A—直線(xiàn)起點(diǎn)X坐標(biāo)

B—直線(xiàn)起點(diǎn)Y坐標(biāo)

T—路線(xiàn)前進(jìn)方向方位角

G—直線(xiàn)起點(diǎn)里程

ZXZH—所測(cè)點(diǎn)樁號(hào)

JL—所測(cè)點(diǎn)到線(xiàn)路中心線(xiàn)距離，負(fù)值為線(xiàn)路左側(cè)，正值為線(xiàn)路右側(cè)

CQWZ—水平方向上超欠挖值，值為“+”時(shí)為超挖，為“-”時(shí)為欠挖

M—豎直方向超欠挖值，M為正值時(shí)表示欠挖，應(yīng)往上量?。粸樨?fù)值是表示超挖應(yīng)往下量取。

若點(diǎn)在圓曲線(xiàn)上只需更改反算樁號(hào)和距中線(xiàn)距離的程序即可。這里只做簡(jiǎn)單分析，在圓曲線(xiàn)上選任意點(diǎn)B，為起算里程，坐標(biāo)反算分別求得，測(cè)站A，起算點(diǎn)B，到圓心的距離和方位角，兩方位角之差（OA-OB=a）和半徑計(jì)算曲線(xiàn)長(zhǎng)L，B點(diǎn)里程加L等于C點(diǎn)里程，測(cè)站至圓心的距離減半徑等于測(cè)站至中線(xiàn)距離。測(cè)量參數(shù)L由下列公式求得。

L=∏Ra/180

式中L-弧長(zhǎng)，R-半徑，a-圓心角

若點(diǎn)在緩和曲線(xiàn)上時(shí)可采用近似法，也可完全滿(mǎn)足測(cè)量精度要求.在測(cè)站前后的線(xiàn)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(xiàn)看，按直線(xiàn)計(jì)算即可。測(cè)點(diǎn)見(jiàn)圖-3所示。若精度要求較高可用緩和曲線(xiàn)上由坐標(biāo)算出里程和偏距的程序，因程序內(nèi)容較復(fù)雜這里不再敘述。

經(jīng)常用此程序時(shí)可以把已知數(shù)據(jù)列入一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，每次運(yùn)行程序時(shí)即會(huì)自動(dòng)調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)，不需每次輸入已知數(shù)據(jù)。這樣只需輸入X坐標(biāo)Y坐標(biāo)和高程三個(gè)值便可算出所需要的超欠挖值，從而畫(huà)出輪廓線(xiàn)，方便、快捷、準(zhǔn)確。同時(shí)還可以得出同一里程的理論拱頂高程、圓心高程、軌面高程、隧底高程。

3、結(jié)束語(yǔ)

總之，此種三維坐標(biāo)斷面測(cè)量法在隧道施工測(cè)量中，不需要專(zhuān)用的軟件，且更為方便、快捷、準(zhǔn)確、實(shí)用。適用于檢查隧道的初期支護(hù)、二襯的斷面超欠挖，能邊測(cè)量邊出成果，一次置鏡能有效的測(cè)量全部特征點(diǎn)和任意點(diǎn)，可根據(jù)面積與點(diǎn)數(shù)的頻率進(jìn)行測(cè)量并正確的指導(dǎo)施工。同時(shí)，也將測(cè)量人員也從繁忙的工作中解放了出來(lái)。

【參考文獻(xiàn)】

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