□包高強(qiáng)（中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司）

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道路之星軟件在復(fù)雜斷面隧道測(cè)量控制中的應(yīng)用

□包高強(qiáng)（中國(guó)水利水電第十一工程局有限公司）

摘要：深圳地鐵7號(hào)線西麗湖站至西麗站區(qū)間礦山法隧道左線長(zhǎng)107. 58 m，右線長(zhǎng)100. 77 m。礦山法隧道段由直線、緩和曲線、圓曲線組成，分六種開(kāi)挖斷面，測(cè)量放樣計(jì)算復(fù)雜。如何采用更好的方法，減少錯(cuò)誤，提高效率，是計(jì)算的難點(diǎn)。文章結(jié)合西西區(qū)間礦山法段的設(shè)計(jì)參數(shù)，成功利用道路之星軟件進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)放樣及超欠挖計(jì)算，保證了計(jì)算的正確性，提高了計(jì)算效率。

關(guān)鍵詞：隧道；測(cè)量；道路之星；放樣

1　概況

1.1工程概況

深圳市城市軌道交通7號(hào)線7301-2標(biāo)西麗湖站～西麗站區(qū)間礦山法隧道左線長(zhǎng)107.58 m (DK0+559.23～DK0+666.80)，右線長(zhǎng)100.77 m(DK0+559.23～DK0+660.00)。該段采用礦山法開(kāi)挖支護(hù)，盾構(gòu)空推同時(shí)拼管片通過(guò)。

1.2道路之星軟件概述

道路之星適用于公路、鐵路、城市道路主線、立交匝道、隧道的勘測(cè)設(shè)計(jì)于施工放樣工作。道路之星測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)由安裝于電腦上的主系統(tǒng)和安裝于計(jì)算器上的子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)的運(yùn)行流程為：①、在電腦和計(jì)算器上分別安裝道路之星軟件；②、用電腦上的道路之星主系統(tǒng)將工程的設(shè)計(jì)參數(shù)輸入道路之星軟件，并形成rod文件；③、將rod文件通過(guò)道路之星主系統(tǒng)傳輸至計(jì)算器的儲(chǔ)存存儲(chǔ)器；④、運(yùn)行計(jì)算器上的道路之星子系統(tǒng)，根據(jù)項(xiàng)目文件(rod)中的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)完成野外測(cè)量工作。

2　計(jì)算器與電腦的數(shù)據(jù)交換

道路之星支持從電腦上對(duì)計(jì)算器儲(chǔ)存存儲(chǔ)器中文件的上傳和下載，CASIO計(jì)算器使用通用的USB方口數(shù)據(jù)線與電腦連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。計(jì)算器與電腦連接時(shí)必須處于連接模式。當(dāng)數(shù)據(jù)線連接好電腦和計(jì)算器后，計(jì)算器顯示連接方式的選擇對(duì)話框，選擇F1。

DataTrans:[F1]數(shù)據(jù)傳輸

ScreenCapt:[F2]屏幕捕捉

Projector:[F3]連接casio投影儀

ScreenRecv:[F4]屏幕接收

計(jì)算器與電腦文件傳輸，打開(kāi)電腦版“9750/9860(C)”菜單的“計(jì)算機(jī)文件管理”，將會(huì)出現(xiàn)計(jì)算器文件管理界面，可以選擇相應(yīng)目錄進(jìn)行文件的上傳和下載。

3　隧道超欠挖計(jì)算

3.1平面數(shù)據(jù)輸入

采用交點(diǎn)法進(jìn)行平面曲線數(shù)據(jù)輸入。交點(diǎn)法以“緩和曲線-圓曲線-緩和曲線”三單元曲線為基本型。其中緩和曲線可以不等長(zhǎng)，也可以是不完整的回旋曲線。一般線路的主線多以交點(diǎn)法進(jìn)行控制，在道路之星中可直接根據(jù)設(shè)計(jì)提供的直曲表進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入。

（1）綜合來(lái)看，橫店影視職業(yè)學(xué)院開(kāi)課狀況合理，任課教師年齡呈現(xiàn)年輕化趨勢(shì)，但總體職稱(chēng)偏低，以講師和為主，學(xué)歷以研究生為主。

在‘項(xiàng)目屬性’中應(yīng)輸入起算點(diǎn)的樁號(hào)。軟件支持起算點(diǎn)不在線路起點(diǎn)的數(shù)據(jù)輸入形式，如西西區(qū)間隧道起點(diǎn)樁號(hào)為DK0+559.23，但是線路的起點(diǎn)不一定是此樁號(hào)的線路中心坐標(biāo)。除線路起點(diǎn)和終點(diǎn)外，其余交點(diǎn)必須輸入圓曲線半徑，當(dāng)輸入‘-1’時(shí)表示與前一交點(diǎn)構(gòu)成雙交曲線。

當(dāng)交點(diǎn)處于平曲線的前、后為不完整的回旋曲線(卵形曲線)時(shí)，需要輸入起點(diǎn)、終點(diǎn)半徑，以起點(diǎn)為例，設(shè)某交點(diǎn)處的圓曲線半徑為R2，前一交點(diǎn)的圓曲線半徑為R1，通常第一緩和曲線是連接直線，半徑從無(wú)窮大變化到圓曲線半徑R2。但有時(shí)第一緩和曲線是卵形曲線，直接連接前一交點(diǎn)的圓曲線，第一緩和曲線是從R1變化到R2，即第一緩和曲線的起點(diǎn)有半徑R1，因此起點(diǎn)半徑就需輸入R1。同樣，如果第二緩和曲線連接的不是直線而是下一圓曲線，則終點(diǎn)半徑應(yīng)輸入下一圓曲線的半徑。

數(shù)據(jù)輸入完畢后用“計(jì)算成果”中的“線元一覽表”與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校對(duì)。詳見(jiàn)表1。

3.2縱斷面數(shù)據(jù)輸入

縱斷面豎曲線計(jì)算方式有傳統(tǒng)方式和精確計(jì)算方式，可先在項(xiàng)目屬性中設(shè)置，軟件支持高程設(shè)計(jì)線與平面設(shè)計(jì)線的分離?？v斷面設(shè)計(jì)線起終點(diǎn)必須位于直坡段，僅要求輸入變坡點(diǎn)的樁號(hào)、高程、和豎曲線半徑(起終點(diǎn)不需要)軟件自動(dòng)計(jì)算坡度和坡長(zhǎng)，數(shù)據(jù)輸入完畢后在成果的“縱坡及豎曲線表”查看豎曲線數(shù)據(jù)，與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，確保數(shù)據(jù)的正確性。詳見(jiàn)表2。西西區(qū)間縱斷面的高程為軌面高程。隧道橫斷面數(shù)據(jù)輸入時(shí)，拱高為軌面到橫斷面頂拱的距離。

表1　平面數(shù)據(jù)表

表2　縱斷面數(shù)據(jù)表

3.3隧道橫斷面數(shù)據(jù)錄入

數(shù)據(jù)輸入前首先在‘橫斷面模板’中設(shè)置斷面的拱高(軌面至橫斷面頂拱的距離)，1-1型斷面的拱高為6.22 m。隧道斷面從頂拱開(kāi)始，左右兩邊分別輸入，選擇“左路幅”逆時(shí)針?lè)较蛉枯斎耄x擇“右路幅”順時(shí)針?lè)较蛉枯斎?。若斷面?duì)稱(chēng)，一邊輸入完畢后，鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊數(shù)據(jù)窗口上方的“左路幅(右路幅)”選擇“與右(左)側(cè)相同”即可。斷面線由若干線段組成，表中每行數(shù)據(jù)代表一條線段，每輸入一行數(shù)據(jù)會(huì)在下面的圖形窗口中實(shí)時(shí)顯示斷面圖形。

和CAD畫(huà)線段的方法類(lèi)似，直線僅需要輸入該段直線終點(diǎn)相對(duì)應(yīng)于起點(diǎn)的平距和高差。圓曲線有兩種輸入方式：第一種為輸入半徑與圓心角兩個(gè)數(shù)據(jù)，適用于該圓曲線起點(diǎn)處于前線段相切的情況，對(duì)于圓心角>180°的，分兩個(gè)相切的圓弧輸入。第二種為輸入終點(diǎn)相對(duì)于其起點(diǎn)的平距、高差及半徑三個(gè)數(shù)據(jù)，這種方式適用于各種圓曲線。全部數(shù)據(jù)輸入完畢后，導(dǎo)出到CAD中進(jìn)行檢查。西西區(qū)間左線開(kāi)挖斷面類(lèi)型有三個(gè)城門(mén)洞型斷面和兩個(gè)圓形斷面，右線有A、B、C三種圓形斷面類(lèi)型。

3.4隧道線型控制

道路之星軟件支持隧道斷面根據(jù)樁號(hào)進(jìn)行變化、坡度變化時(shí)插入特殊斷面。斷面的變化形式有漸變和突變兩種。當(dāng)斷面發(fā)生突變時(shí)，輸入順序?yàn)橥蛔儭鷿u變，如下圖DK0+615.00樁號(hào)所示；在ZH、HY等特殊點(diǎn)，隧道中心線偏移值發(fā)生變化時(shí)，需要重新定義，斷面變化形式為突變，如下圖DK0+651.31樁號(hào)所示。起點(diǎn)和終點(diǎn)輸入的方式均為突變。

隧道中心線偏移。西西區(qū)間左線礦山法段DK0+601.31～DK0+651.31為緩和曲線段，DK0+651.31～DK0+666.80為圓曲線段，圓曲線段隧道中心與線路中心設(shè)計(jì)偏移值為設(shè)計(jì)0.11m。緩和曲線段采用內(nèi)插的方式計(jì)算每個(gè)樁號(hào)的偏移值。詳見(jiàn)表3所示。

表3　西西區(qū)間左線樁號(hào)定義表

3.5隧道超欠挖計(jì)算

道路之星支持隧道內(nèi)任意樁號(hào)位置斷面數(shù)據(jù)的查詢(xún)，能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算出漸變后的斷面尺寸。把生成的“rod”文件傳輸?shù)接?jì)算器后，運(yùn)行道路之星。“徑向”表示測(cè)點(diǎn)在圓心方向上至輪廓線的最短距離，“欠”表示欠挖，“超”表示超挖。“垂直”表示測(cè)點(diǎn)在垂直方向上至輪廓線的最短距離?！八健北硎緶y(cè)點(diǎn)在水平方向上至輪廓線的最短距離。

4　總結(jié)

以前利用FX4850、5800計(jì)算器進(jìn)行分項(xiàng)編程，組合計(jì)算的方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣，因程序儲(chǔ)存量較大，計(jì)算器反應(yīng)相當(dāng)慢，每一組數(shù)據(jù)的計(jì)算時(shí)間在10 s以上，不僅測(cè)量人員著急，現(xiàn)場(chǎng)放樣時(shí)間也比較長(zhǎng)，還很容易出錯(cuò)，影響整體的施工進(jìn)度。采用FX9750計(jì)算器加道路之星軟件進(jìn)行放樣。所有的線路參數(shù)及斷面參數(shù)都在電腦上輸入道路之星軟件，然后由軟件自動(dòng)生成程序文件，再傳輸?shù)接?jì)算器，減少了人工輸入的錯(cuò)誤，每組數(shù)據(jù)的計(jì)算時(shí)間在0.30 s，大大減少了放樣時(shí)間。

（責(zé)任編輯：趙鑫）

收稿日期：2015-12-11

中圖分類(lèi)號(hào)：P226

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-8853（2016）02-0091-02