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        工程扭面的幾何解析及其施工、計(jì)量與驗(yàn)收方法

        2014-09-29 21:14:17孫韶波
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2014年30期

        孫韶波

        摘 要:在實(shí)際生產(chǎn)中,工程面的開挖由于地質(zhì)原因,導(dǎo)致多余工程開挖量,為減少多余開挖及后期支護(hù)工作和多余換填工程量,會(huì)應(yīng)用扭面來解決實(shí)際問題。泄洪口邊墻也運(yùn)用扭面來方便泄洪。文章主要簡(jiǎn)單介紹扭面的成型,運(yùn)用AutoCAD軟件剖切出扭面區(qū)域的橫切圖,運(yùn)用橫斷面法計(jì)算相關(guān)工程量,運(yùn)用解析幾何的方法解決扭面的施工、驗(yàn)收與計(jì)量。

        關(guān)鍵詞:扭面;扭線放樣;扭面計(jì)量;Auto CAD

        前言

        運(yùn)用幾何解析的方法能夠較為直觀方便的解決和解釋實(shí)際應(yīng)用中扭面的施工放樣和相關(guān)的計(jì)量問題。文章以某水電站壩肩開挖面為參考。因?yàn)闃I(yè)主及監(jiān)理要求,對(duì)于扭面部分的計(jì)量要求用橫斷面法進(jìn)行計(jì)量,即切面垂直與樁號(hào)方向,此處牽扯到扭面與切面交線的不規(guī)則性,可以利用AutoCAD軟件繪制扭面的立體圖形,并繪制出切面與扭面的交線,方便相關(guān)的計(jì)算。

        1 扭面的定義

        扭線在扭轉(zhuǎn)軸前進(jìn)方向上繞扭轉(zhuǎn)軸平行于某一參考面扭轉(zhuǎn)所形成的空間集合叫扭面。如圖1所示,線AB為扭面ABCD的扭轉(zhuǎn)軸,線i為扭面的一條扭線,參考面為水平面。

        圖1 扭面立體俯視圖

        扭線每沿扭轉(zhuǎn)軸位移一個(gè)單位長(zhǎng)度所旋轉(zhuǎn)的角度的增量為扭率。

        扭面的扭轉(zhuǎn)軸是唯一的。當(dāng)扭線在扭轉(zhuǎn)軸上的位移量為0時(shí),所形成的空間集合為平行于參考面的平面。

        2 扭面的放樣計(jì)算過程及其驗(yàn)收

        以該壩肩為例,如圖2所示,放樣的計(jì)算方法,先用已知數(shù)據(jù)計(jì)算出扭面的扭率,通過實(shí)測(cè)高程算出測(cè)點(diǎn)所在扭線與AB線交點(diǎn)處的樁號(hào),然后計(jì)算測(cè)點(diǎn)偏距所對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)扭線在該偏距處的設(shè)計(jì)樁號(hào),再計(jì)算其與施測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)樁號(hào)的差值進(jìn)行放樣,得到該位置的超欠值來判斷驗(yàn)收。

        因?yàn)樵谑┕み^程中,邊坡的開挖是臺(tái)階爆破方式,每一臺(tái)階的炮孔是有坡度有深度的,在測(cè)量放線的時(shí)候要考慮到當(dāng)前臺(tái)階的炮孔坡度及其深度,其具體計(jì)算方法可參考《論測(cè)量在扭面邊坡開挖施工的應(yīng)用》武警水電七支隊(duì)何永明。

        3 開挖扭面的計(jì)量

        工程計(jì)量工作有實(shí)測(cè)開挖量計(jì)算和設(shè)計(jì)開挖量計(jì)算和超欠挖量的計(jì)算。其主要過程為:

        (1)數(shù)據(jù)整理與分析;

        (2)建立立體幾何模型;

        (3)剖切斷面并繪制斷面圖;

        (4)計(jì)算相應(yīng)的斷面面積;

        (5)計(jì)算扭面區(qū)域的工程量。

        對(duì)應(yīng)該工程扭面的操作如下:首先繪制扭面的立體圖形,再繪出所有樁號(hào)對(duì)應(yīng)的切面,然后繪出切面與扭面的交線(圖3),最后繪制出圖中特殊樁號(hào)的橫切圖進(jìn)行計(jì)量。以(樁)0+420.00斷面的橫切圖為例,圖4和圖5。

        設(shè)計(jì)工程量計(jì)算:

        設(shè)計(jì)量是在起止高程范圍內(nèi),原始地形表面到設(shè)計(jì)表面之間所要開挖的范圍的方量。

        該壩肩開挖扭面區(qū)域的設(shè)計(jì)工程量就是高程EL1525至EL1610范圍內(nèi)扭面ABCD與原始地形表面的工程量,用斷面法計(jì)算該高程范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)工程量,首先繪制出(樁)0+393.85至(樁)0+453.35段內(nèi)的設(shè)計(jì)橫切圖和原始地形橫切圖,再計(jì)算兩根剖切線范圍內(nèi)的平面面積,然后計(jì)算段內(nèi)工程量。

        實(shí)測(cè)工程量計(jì)算:

        實(shí)測(cè)工程量是在起止高程范圍內(nèi),原始地形表面到實(shí)測(cè)開挖面之間所挖部分的量。

        該壩肩開挖扭面區(qū)域的實(shí)測(cè)工程量就是高程EL1525至EL1610范圍內(nèi)扭面的實(shí)際開挖表面與原始地形表面的工程量,用斷面法計(jì)算該高程范圍內(nèi)的實(shí)測(cè)工程量,首先繪制出(樁)0+393.85至(樁)0+453.35段內(nèi)的實(shí)測(cè)開挖面橫切圖和原始地形橫切圖,再計(jì)算兩根剖切線范圍內(nèi)的平面面積,然后計(jì)算段內(nèi)工程量。

        超欠挖工程量計(jì)算:

        超挖工程量即為多余開挖量。欠挖工程量是沒有開挖到設(shè)計(jì)面而產(chǎn)生的工程量。

        4 結(jié)束語

        文章運(yùn)用Auto CAD軟件繪制出扭面的立體圖形,非常直觀的顯示出扭面的空間立體形狀,并利用CAD軟件繪制出扭面區(qū)域內(nèi)的橫切斷面線,較大量的數(shù)學(xué)計(jì)算相比,能夠較為快捷和直觀的解決實(shí)際問題。

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