鄢慶軍

摘 要：測量是工程建設(shè)中非常重要的一項(xiàng)工作，常被人形容為工程建設(shè)的眼睛。測量計(jì)算直接關(guān)系著工程建筑的偏差，稍有不慎就就會(huì)造成重大的損失。本文介紹了測量員APP的部分功能特點(diǎn)，通過例舉隧道施工現(xiàn)場應(yīng)用，證明了測量員APP在測量工作中準(zhǔn)確、快捷、便利的特點(diǎn)，避免了編程計(jì)算器測量編程復(fù)雜，輸入數(shù)據(jù)易出錯(cuò)的缺點(diǎn)。使測量工作更便捷、智能，給工程測量人員提供了一個(gè)更好的工具。

關(guān)鍵詞：隧道;測量;準(zhǔn)確;便捷

隨著測繪科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，測量使用的儀器設(shè)備也在發(fā)生著巨大的變化。從帶有光學(xué)玻璃度盤的光學(xué)經(jīng)緯儀，到采用編碼度盤的電子經(jīng)緯儀，從激光測距儀到全站儀，再到GPS的應(yīng)用，都盡各自最大努力的把測量人員從繁重的勞動(dòng)中解放出來，并且得到高精度的觀測數(shù)據(jù)。在輔助測量觀測、計(jì)算、繪圖以及內(nèi)業(yè)工作方面也有許多優(yōu)秀的測量軟件。如：道路之星、公路測量放樣計(jì)算系統(tǒng)、公路放樣等等。

而今天要談的是其中一款較為杰出的手機(jī)APP—測量員，它具有輕松高效、智能便捷的特點(diǎn)。可應(yīng)用于道路、橋梁、鐵路、隧道、地鐵和市政等工程中，此軟件與全站儀聯(lián)機(jī)作業(yè)可得到廣泛的應(yīng)用，替代人工計(jì)算坐標(biāo)、CAD圖形軟件提取坐標(biāo)等較繁瑣過程;同時(shí)也解決了眾多坐標(biāo)點(diǎn)位施工放樣工程中使用全站儀以人工輸入為主的環(huán)節(jié)，從而達(dá)到簡化坐標(biāo)計(jì)算及CAD提取坐標(biāo)和數(shù)據(jù)輸入的效果。它是將傳統(tǒng)計(jì)算器編程測量轉(zhuǎn)換到手機(jī)上的測量應(yīng)用程序，具有計(jì)算精確、快捷、直觀的顯著特點(diǎn)。通過藍(lán)牙和全站儀、RTK進(jìn)行聯(lián)機(jī)測量具有如下特點(diǎn)：

（1）測量員APP聯(lián)機(jī)全站儀后，軟件可以同時(shí)接受數(shù)據(jù)并計(jì)算出測量結(jié)果;

（2）數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)更新，省卻手動(dòng)輸人及手動(dòng)記錄的麻煩，可以避免人為原因造成的錯(cuò)誤;

（3）可以讓測量結(jié)果在手機(jī)上以圖形的方式顯示，變得更加直觀清晰。

下面我們先從測量員APP聯(lián)機(jī)測量談起，測量員軟件支持國內(nèi)外各大品牌測繪儀器，如徠卡、拓普康、南方、索佳、三鼎、蘇一光、賓得、中緯、科力達(dá)、尼康、科維、博飛、瑞得、合眾思壯、中海達(dá)等;基本上涵蓋了絕大部分儀器品牌，使用起來沒有過多的限制。以全站儀聯(lián)機(jī)為例講講聯(lián)機(jī)的方法：

點(diǎn)擊全站儀聯(lián)機(jī)，設(shè)置儀器型號(hào)和串口延遲，點(diǎn)擊全站儀聯(lián)機(jī)界面右上角的掃描按鈕，如果能掃描到未配對的新設(shè)備，下方會(huì)顯示新設(shè)備名稱，點(diǎn)擊要聯(lián)機(jī)的設(shè)備，會(huì)提示輸入配對碼，默認(rèn)0000或1234。連接完成后，出現(xiàn)完成提示界面，點(diǎn)擊測試，如果坐標(biāo)數(shù)據(jù)返回正常將出現(xiàn)正常數(shù)據(jù)，若返回異常，則無法得到數(shù)據(jù)。

在工程建設(shè)施工中，隧道施工占有很重要的一席。以往實(shí)際隧道測量時(shí)，先要用卡西歐編程計(jì)算器先編寫相應(yīng)隧道的平曲線及縱曲線程序，還要根據(jù)斷面情況在數(shù)據(jù)庫中輸入斷面的各種參數(shù)。在觀測時(shí)要手工輸入儀器測量的數(shù)據(jù)，再根據(jù)計(jì)算器計(jì)算的結(jié)果得出相應(yīng)的結(jié)論。這是一個(gè)很繁瑣的過程。而測量員APP則給工程測量人員提供了很大的便利，超欠挖情況形象直觀的顯示在手機(jī)屏幕上，讓人一目了然。下面著重談?wù)劀y量員APP在隧道開挖中的應(yīng)用。

參數(shù)編輯及輸入過程：

一、隧道斷面庫

首先要在軟件上輸入隧道的平曲線、豎曲線、隧道斷面庫等相關(guān)測量參數(shù)。隧道斷面庫是所有設(shè)計(jì)斷面的集合，包含開挖、初支、二襯三種類型的斷面。各類型斷面相互獨(dú)立，互不干擾。斷面可以通過手動(dòng)編輯也可以導(dǎo)人dxf格式的CAD圖。手動(dòng)編輯輸入步驟：

1、新建斷面名稱，隧中默認(rèn)偏移量（根據(jù)實(shí)際隧道軸線決定）：左側(cè)時(shí)輸人負(fù)數(shù)，右側(cè)時(shí)輸入正數(shù)。

2、新建斷面并保存后，繼續(xù)根據(jù)軟件提示編輯斷面元素。其中編輯過程中的高差指的是相對設(shè)計(jì)標(biāo)高的高差，高于設(shè)計(jì)標(biāo)高為正，低于設(shè)計(jì)標(biāo)高為負(fù);偏距指的是相對隧道軸線的偏距，在隧道軸線左側(cè)為負(fù)，在隧道中線右側(cè)為正;可以只輸入左右側(cè)中的一側(cè)，然后通過鏡像復(fù)制即可。

如圖1：

該斷面圖以底板高程為設(shè)計(jì)標(biāo)高0、腰線長度為6.936、圓弧半徑2.114、左側(cè)邊墻偏距-4.241、拱頂高差為9.050，直線段起點(diǎn)偏距為-2.127，終點(diǎn)至斷面中線，故結(jié)束偏距為0。編輯左邊直線段開始高差為0，結(jié)束高差為6.936。開始偏距-4.241，結(jié)束偏距-4.241。編輯圓弧段時(shí)也是以設(shè)計(jì)標(biāo)高為基準(zhǔn)，開始高差就為6.936，結(jié)束高差為圓弧最高處與底板的高差9.050，開始偏距-4.241結(jié)束偏距為拱頂直線段起點(diǎn)-2.127。拱頂直線段開始偏距輸入起始點(diǎn)的偏距-2.127，結(jié)束偏距為0。開始高差與結(jié)束高差一致都輸入9.050即可。這樣左側(cè)的圖形結(jié)束，然后通過鏡像復(fù)制該斷面圖編輯結(jié)束。

導(dǎo)人dxf格式CAD圖步驟：

將設(shè)計(jì)斷面以設(shè)計(jì)標(biāo)高水平線與隧道軸線交點(diǎn)為基點(diǎn)，移動(dòng)至CAD坐標(biāo)系原點(diǎn)（坐標(biāo)為0，0）的位置，選中所有多段線執(zhí)行炸開操作，將斷面圖另存為dxf格式，并復(fù)制到手機(jī)中，點(diǎn)擊斷面元素編輯頁面右上角的dxf按鈕，找到剛剛保存的dxf斷面圖，點(diǎn)擊并導(dǎo)入后軟件會(huì)顯示找到線的類型、半徑、長度。

二、線路參數(shù)

平曲線輸入：平曲線的輸人有兩種方法，交點(diǎn)法與線元法（交點(diǎn)法的特點(diǎn)是輸入?yún)?shù)少;線元法的特點(diǎn)是適用廣泛）。將隧道設(shè)計(jì)平曲線參數(shù)依次輸人，如樁號(hào)、坐標(biāo)、曲線要素等。以交點(diǎn)法為例輸入平曲線參數(shù)：

1、點(diǎn)擊起始點(diǎn)輸入開始里程、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)點(diǎn)擊保存。

2、輸入交點(diǎn)編號(hào)、圓曲線半徑、交點(diǎn)X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)、有緩和曲線輸入LS1、LS2值，沒有則輸入0，依次把交點(diǎn)輸入完成。五單元交點(diǎn)、虛交點(diǎn)、折線點(diǎn)按需求輸入。

3、輸入終點(diǎn)的X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)即完成平曲線輸入

豎曲線輸人相對簡單：按順序輸人起點(diǎn)一變坡點(diǎn)或折線點(diǎn)一終點(diǎn)的里程和高程設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)（坡度會(huì)自動(dòng)計(jì)算，可用于檢核）。線路參數(shù)設(shè)置完成后即可永久保存，無需多次設(shè)置。同時(shí)，APP支持多條線路數(shù)據(jù)參數(shù)的設(shè)置，在需要時(shí)調(diào)取即可。有超高、超寬則需要輸入，在輸入前先要在標(biāo)準(zhǔn)橫斷面中創(chuàng)建板塊，沒有則不必輸入。

三、測量員APP在隧道超欠挖中的應(yīng)用：

圖2為硬梁包水電站ZIV標(biāo)適用于Ⅲ類圍巖（A型支護(hù)）的驗(yàn)收斷面圖，在用卡西歐編程計(jì)算器手工計(jì)算的時(shí)候需要根據(jù)全站儀測得樁號(hào)、偏距、高程值來計(jì)算隧道測超欠挖值。如圖對于腰線以下的邊墻來說相對簡單一些，可以直接通過全站儀顯示的偏距值來判斷邊墻的超欠挖情況。隧道斷面寬度為8.2m，則左側(cè)邊墻設(shè)計(jì)偏距為-4.1m，右側(cè)邊墻設(shè)計(jì)偏距為+4.1m。當(dāng)全站儀實(shí)測左側(cè)邊墻數(shù)字為-4.706時(shí)，該點(diǎn)超挖值為4.706-4.1=0.606m。當(dāng)實(shí)測右側(cè)邊墻數(shù)字為4.447時(shí)，該點(diǎn)的超挖值為4.447-4.1=0.347m。如果測得數(shù)值的絕對值小于4.1m時(shí)，表示該點(diǎn)欠挖，欠挖數(shù)值為該點(diǎn)實(shí)測數(shù)值的絕對值與4.1的差值。這還是存在需要計(jì)算的過程，不是很方便。對于腰線以上的圓弧段則更加麻煩，需要計(jì)算考慮的要素更多，如實(shí)測點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程、實(shí)測高程、設(shè)計(jì)偏距、實(shí)測偏距等。通過卡西歐編程計(jì)算器復(fù)雜的程序來計(jì)算該點(diǎn)的超欠挖值。在實(shí)際工作中，還存在測量人員手動(dòng)輸入錯(cuò)誤的可能性，對工作造成不必要的麻煩，且效率低下。

測量員APP則很好的避免了以上的缺點(diǎn)。軟件斷面庫編輯好各類圍巖的設(shè)計(jì)斷面、輸入正確的平曲線、豎曲線（該隧道不存在隧中偏移，可以不輸入該參數(shù)）。

完成全站儀架設(shè)、設(shè)站、校核后，打開測量員APP通過藍(lán)牙連接全站儀，在測量員中打開隧道超欠挖應(yīng)用進(jìn)行測量即可計(jì)算出實(shí)測點(diǎn)的超欠挖值（圖3），不需要再手工輸入實(shí)測點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)，實(shí)測點(diǎn)位置會(huì)在設(shè)計(jì)斷面圖上顯示，避免了人為因素造成的錯(cuò)誤，方便快捷一目了然。點(diǎn)擊手機(jī)右下角記錄，測量結(jié)束后以Excel格式導(dǎo)出并傳送至電腦以方便整理歸檔。

隧道內(nèi)業(yè)資料中開挖斷面圖是必不可少的一項(xiàng)，它可以直觀的反應(yīng)出隧道超欠挖的情況，在隧道地質(zhì)缺陷的計(jì)量中更是計(jì)算的重要依據(jù)。在常規(guī)的斷面出圖中我們需要測量人員先采集相應(yīng)樁號(hào)的斷面數(shù)據(jù)，內(nèi)業(yè)人員再根據(jù)斷面數(shù)據(jù)在電腦上生成該樁號(hào)的斷面圖。各點(diǎn)的超欠挖情況還要人工在斷面圖上逐一量取標(biāo)注，浪費(fèi)了大量的人力和時(shí)間。

而測量員APP可以斷面掃描出圖，在斷面測量過程中就完成實(shí)測斷面圖，節(jié)省了內(nèi)業(yè)作圖時(shí)間。步驟如下：連接全站儀后進(jìn)入斷面掃描出圖界面，在里程范圍內(nèi)輸入需要出圖里程，加入允許出圖偏差值，手動(dòng)選擇需要出圖的設(shè)計(jì)斷面。預(yù)留變形量根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行填寫，之后進(jìn)行觀測，觀測數(shù)值和結(jié)果會(huì)以圖形形式顯示，實(shí)測點(diǎn)點(diǎn)位以多段線進(jìn)行連接，實(shí)測點(diǎn)超欠挖數(shù)值會(huì)標(biāo)注在多段線旁。（如圖4）圖形下方會(huì)有觀測數(shù)據(jù)的記錄，根據(jù)實(shí)際情況可以進(jìn)行刪減。測量完成后點(diǎn)擊導(dǎo)出，輸入需要導(dǎo)出的樁號(hào)，點(diǎn)擊確認(rèn)即可。

導(dǎo)出文件分為dxf圖形和數(shù)據(jù)成果表，在電腦上處理該dxf圖形時(shí)輸入縮放比例0.01，生成的圖形即為實(shí)際比例圖形。

該成果表詳細(xì)列出了各點(diǎn)的超欠挖數(shù)值、平面坐標(biāo)、高程、偏距、設(shè)計(jì)標(biāo)高、隧中偏差、設(shè)計(jì)高差、隧中偏距，為內(nèi)業(yè)人員做資料提供了詳細(xì)的參考依據(jù)。

測量員APP在測繪工作使用中，其攜帶方便、計(jì)算準(zhǔn)確、快速的特點(diǎn)使繁重的計(jì)算工作變得輕松有效。同時(shí)APP也在不斷的更新升級中，使其更好地適用于不同的測量工作。傳統(tǒng)的測量工作也將變得更加智能化、人性化。

參考文獻(xiàn)：

[1]測量員APP用戶使用說明書