简介： 隧道施工断面测量工作，不需专用软件，采用立面坐标法也能及时为施工提供可靠测量数据，准确的指导施工。三维坐标段落法，只需测量任意位置的三维坐标即可计算其偏差。
关键字：隧道 断面 测量 立面坐标法 三维坐标段落法
0前言
隧道施工中各种工序衔接紧凑，平行作业、交叉施工的工程很多，且洞内作业面狭小，如排风不畅，空气质量差，红外线测量仪器反射信号太弱，往往无法进行测量工作。测量工作在隧道开挖施工中非常重要，它控制着隧道开挖的平面、高程和断面几何尺寸，关系到隧道的贯通。为满足测量工作需要，需选择关键工序工作面污染小的时间，停止一些次要工序,提前加大排风来满足测量工作条件。若测量工作占用时间过长，将直接影响工程进度和经济效益。如何及时、准确的提供测量成果，使用的仪器和方法便成了重要因素。花几十万买一台隧道断面仪，仅能用于隧道断面测量，投资太大，为节省投资可采用全站仪配隧道断面测量软件来完成。用全站仪进行外业数据采集后，再对采集的数据进行分析。数据分析可用台式、便携电脑，也可用可编程计算器进行。现将三数据分析方法列于表-1,从表-1可以看出，采用可编程计算器进行分析，内外业用时最少，测量
工作对工程作业时间影响最小。本文将对这种方便、快捷的测量和计算方法进行分析与介绍。
隧道断面单点测量耗时比较表 表-1
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序号 |
仪器型号 |
配套设备 |
外业平均用时（min） |
内业平均用时（min） |
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1 |
天宝 |
笔记本电脑及隧道断面软件 |
25 |
6 |
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2 |
徕卡 |
台式电脑及隧道断面软件 |
8 |
5 |
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3 |
徕卡 |
台式电脑及隧道断面软件 |
6.5 |
7 |
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4 |
徕卡 |
CASIO FX—4500计算器 |
5 |
0 |
1极坐标断面测量法
1.1极坐标系的建立
图—1是一个隧道断面，垂直方向（高程）为纵轴，用H表示；水平方向（距线路中线的距离）为横轴，用B表示。
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。测点见图—3所示。
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。测量参数图---4。
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测点大地坐标 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）
三维坐标段落法隧道断面测量 表--3
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隧道名称 |
|
检查项目 |
初期支护 |
圆心横坐标 |
|
隧道半径 |
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桩 号 |
大地坐标X |
大地坐标Y |
实测高程 |
圆心高程 |
实测横坐标 |
实测偏差 |
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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。还可用于对大型球体、球面进行精确的测量。！