2、三维坐标段落测量法
在隧道施工断面测量工作中,无论采用隧道断面仪,还是采用全站仪配隧道断面测量软件来完成,一般用测量一个断面来代表一个段落,用一个断面代表一个段落,有一定的片面性,在隧道开挖断面测量工作中,其缺点极为明显。若采用三维坐标段落测量法进行隧道测量,可全面反映整个段落任意桩号各个点的超欠挖情况。
2.1数据采集
仪器置于任意点(做自由设站)或导线点上,有针对性的对一个段落的特征点或任意点进行测量,记录x、y、z三维坐标。
2.2确定测点对应的里程与距路线中线的距离
2.2.1圆曲线
在圆曲线上选任意点B,为起算里程,坐标反算分别求得,测站A,起算点B,到圆心O的距离和方位角,两方位角之差(OA–OB=α)和半径计算曲线长L,B点里程加L等于C点里程,测站至圆心的距离减半径等于测站至中线距离。L由公式2—1求得。
L=πrα/180 (2-1)
式中L—弧长
r—半径
α—圆心夹角
2.2.2缓和曲线
在缓和曲线上求任意点的法线方向十分简单,但要求测站要对应那个桩号法线上的点,相当复杂。采用近似法,完全能满足测量精度要求。在测站前后的线路上,各选一距离合适的点做为计算点,把两点当作直线看,按直线计算即可。
2.2.3直线
在直线段上选任意点B作为起算点,已知直线段方位角BC,用坐标法反算求得BA方位角,通过两方位角之差α,和BA的距离解直角三角形可得BC距离L和AC的距离b。B点的桩号加L等于测站点对应的桩号。
b=AB×Sinα (2-2)
L= AB×Cosα (2-2)
2.3数据分析
根据测点的桩号计算线路的设计高程,通过线路的设计高程和隧道圆心的关系,计算隧道圆心的设计高程和线路中线到隧道圆心的距离。
经计算已知隧道圆心的设计高程;线路中线到隧道圆心的距离;
经测量已知测点的实测高程;测点至线路中线的距离。
按(1--3)式计算即可。无论是那一种线型,在CASIO系列可编程计算器,如FX—4500的帮助下,都可以采用渐进法编程(另文专述)解决。看似复杂的方法,变得非常简便。
程序名:SDDM (隧道断面-2 )
L1 Lbl 0:
L2 {DE}: prog XH :progLJYD:
L3 {G}:C=((poI(15.11-B-10,G-Z-1.6))-O“R”)×100:Fix1:“Pc=”
L4 Goto 0
式中
XH子程序循环 LJYD:子程序路径引导(子程序另文专述)
D E测点地坐标 B+10测点横坐标
G 测点高程 Z+1.6圆心高程
R 隧道半径 C—实测偏差(输出用 ‘pc=’表示)
3、结语
极坐标断面测量法在隧道施工断面测量中,不需要专用的软件,且更为方便、快捷、准确、实用。如有可编程全站仪,测量结果可直接显示偏差。是隧道断面测量工作可选用方法之一。比较适用于隧道的初期支护、二衬的断面测量,尤其适用于台车就位调试工作,能边测量边出成果,及时正确的指导施工。更适用于政府、监理部门的检查工作,彻底的杜绝了施工单位弄虚作假的可能。同时测量人员也从繁忙的工作中得到了解放。
三维坐标段落法适合于施工中隧道开挖断面测量,可做到那里需要测后马上出结果,一次置镜能有效的测量全段落的特征点和任意点,可根据面积与点数的频率进行测量。人和仪器都不需要到开挖面下去,安全上也得到了保障。该方法也适用于初期支护、二衬施工的断面测量。还可用于对型球体、球面进行精确的测量。