隧道掌子面放线测点中相关问题研究

1、隧道掌子面放线测点中相关问题研究【摘 要】由于隧道工程在施工过程中每一道工序之 间衔接十分紧凑，平行作业和交叉施工的情况非常多。隧道 开挖断面的工作面极为狭小，这对于掌子面的放线测点工作 来讲更显得关键和紧张。因为隧道掌子面放线测点工作主要 控制着开挖断面的纵向走向和垂直高程，无一不直接影响着 隧道开挖贯通的效果。如果在实际放线测点过程中花费时间 过长则会直接导致工程施工进度和经济效益的受损。那么如 何能够既及时又精确地提供测量成果以快速测画掌子面开 挖轮廓线对于合理使用测量仪器及方法将成为重中之重。本 文将就隧道掌子面放线测点中相关测量仪器及方法的使用 问题展开探讨。【关键词】隧道工程；掌子

2、面；放线测点；相关问题1、工程概况xx隧道为新建铁路客运专线重点隧道工程，设计时速达 到350km/h以上，位于xx省市境内。隧道全长2540m,单洞 双线大断面设计方案，最大的开挖断面设计净空为 15. 86mx12. 74m。整条隧道在两条综合曲线之上。某单位承建该隧道工程 其中的一条综合曲线，交点里程为dik2025+092. 5,交点坐 标为：x=2703291. 1336 米，y=549355. 4298 米，曲线半径 r=9005米，缓和曲线长l0=490米，切线长度t=3292. 59米, 曲线长度l=6366. 6米，其为右偏曲线，转向角为 37° 237 27 ,直

3、缓点里程为：dik2021+799. 91,缓直点里 程为：dik2028+166. 51,此段线路纵坡为-4.5%。,变坡点里 程为：dk2020+400,变坡点高程为116. 667米，竖曲线半径 为30000米。2、放线测点的相关问题本项目隧道掌子面二级围岩开挖，垂直方向（高程）为 纵轴，以字母p表示；而水平方向（距隧道中线的距离）作 为为横轴，以字母l表示，圆心高程以字母0来吧表示，超 欠挖值则以字母s表示。将全站仪置于测站点，对中、整平、后视后有针对性的 对掌子面的特征点或者任意点进行测量，记录x、y、z三坐 标。测站点应选在不被钻孔台车挡住视线的适当位置。可用 有棱镜模式也可选用免

4、棱镜模式测量。根据测点的桩号计算线路的内轨顶面设计高程，通过线 路的内轨顶面设计高程和隧道圆心的关系，计算隧道圆心的 设计高程。测出开挖轮廓线上各个待测点坐标和高程并算出 其到隧道中线的实测距离，根据所测高程算出理论断面在此 高程时距隧道中线的距离，把实测值和理论值加以比较从而 算出此点的水平超欠挖值。无论是哪一种线型均可用casio系列可编程计算器编一 套由x、y坐标反算出线路里程桩号、距中心线宽度，再由 所测高程、距中心线宽度与理论轮廓线上点作比较算出超欠 挖值的程序，使看似复杂的方法，变的非常简便。隧道用fx-4800p编制的一套程序：程序名：nlsdlbl 0e f p ： prog

5、“sj”e “cdx” : f “cdy” : p “gaocheng” :d二 v (e-a) 2+ (f-b) 2)：j=2tan-1 (f-b) 4- (d+e-a):jj=j+360： h>j二j： k=j-t： h二g+d*cosk： h “zxzh二” l=d*sink： l “jl二” c二 116. 667- (h-2020400) *4. 5/1000： c “guimian二” 0=c+2. 43aps=absl- (6. 9+ (p- (0-3. 4) *0. 06734： h>s二absl- v(r2- (p-0) 2) as “cqwz二” m=0-3.

6、4： m “suidi二” q二0+7. 1： q “gongding二” goto 0子程序名：s.ta=2707480. 606 : b二549196.059 ： t=177° 51z 20 :g=2020900另外，在计算拱顶部位超欠挖时，在水平方向上量超欠 挖值，误差较大，可在垂直方向上计算量取，只需在程序末 语句goto 0前加一条语句：m= v (r2-l2) - (p-0) 即可。e实测x坐标f实测y坐标卩一实测点高程r圆半径，如图-1示这里值应为7.1米0所测里程的圆心设计高程a直线起点x坐标b直线起点y坐标t路线前进方向方位角g直线起点里程zxzh所测点桩号几一所测

7、点到线路中心线距离，负值为线路左侧，正值 为线路右侧cqwz水平方向上超欠挖值，值为“ + ”时为超挖，为 “-”时为欠挖m竖直方向超欠挖值，m为正值时表示欠挖，应往上量 取；为负值是表示超挖应往下量取。若点在圆曲线上只需更改反算桩号和距中线距离的程 序即可。这里只做简单分析，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,到圆心的 距离和方位角，两方位角之差（oa-ob二a）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。测量参数l由下列公式求得。l=nra/180式中l-弧长，r-半径，圆心角 若点在缓和曲线上时可采用近

8、似法，也可完全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。若精度要求较高可用缓和曲线上由坐标算出里程和偏 距的程序，因程序内容较复杂这里不再叙述。经常用此程序时可以把已知数据列入一个数据库，每次运行程序时即会自动调用数据库，不需每次输入已知数据。这样只需输入x坐标y坐标和高程三个值便可算出所需要的 超欠挖值，从而画出轮廓线，方便、快捷、准确。同时还可 以得出同一里程的理论拱顶高程、圆心高程、轨面高程、隧 底高程。3、结束语总之，此种三维坐标断面测量法在隧道施工测量中，不需要专用的软件，且更为方便、快捷、准确、实用。适用于 检查隧道的初期支护、二衬的断面超欠挖，能边测量边出成 果，一次置镜能有效的测量全部特征点和任意点，可根据面 积与点数的频率进行测量并正确的指导施工。同时，也将测 量人员也从繁忙的工作中解放了出来。【参考文献】1 张杰胜，吴家兴.全