隧道测量程序

隧道测量是施工中必不可少的一项施工程序。现代的测量工程中有许许多多的测量方法都叫测量的组合，而每一种测量方法都能把测量工作完成，就算是同一个测量部位、同样的条件及其他的因素。为此，我们一定要用科学方法来解决测量工作中的测量问题。

在水电工程中一般的大型水电站都建立在崇山峻岭中。在水电工程建设中大型的开挖如：导流洞、地下厂房、隧道公路、等都是洞挖。而，在溪洛渡水电站的建设中洞挖的工程量相对来讲比较多。所以，隧道测量是施工中必不可少的一项施工程序。现代的测量工程中有许许多多的测量方法都叫测量的组合，而每一种测量方法都能把测量工作完成，就算是同一个测量部位、同样的条件及其他的因素。为此，我们一定要用科学方法来解决测量工作中的测量问题。溪洛渡水电站位于云南永善县和四川雷波县境内, 为一跨流域开发引水式电站。电站枢纽由首部枢纽、引水系统和厂区枢纽三部分组成。首部枢纽位于金沙江上游Ⅰ级支流，厂区枢纽位于金沙江左、右岸。其中引水系统由引水隧洞、调压井、压力管道组成。引水隧洞分为左右引水分别3条全长9393.947m 。溪洛渡水电站引水隧洞于2005年10月1日开挖贯通，继而进行开挖断面测量。按规范及监理要求，每3 m测一断面，工作量相当大。为给施工班组进行清欠处理提供准确的开挖断面和提高测量效率，各单位采用了徕卡多功能全站仪断面测量Profiler 机载软件。

（一）、前方工作运用

（1）、隧道测量工程测量前的工作准备：

由于，在隧道工程测量中一多半的工作时间都是在隧道里。但是，隧道里的工作环境一般的比较恶劣，如：光线太黑、空气恶劣、路面不平有少许暗沟等。因此，在隧道测量时的测量工作人员在上班之前必须要准备以下测量工具，强光探照灯、测量仪器和其它的辅助工具，其强光探照灯是在洞中测量中必不可少的一样。

在溪洛渡工程测量中每个单位用的测量仪器都不相同如葛洲坝测量队在右岸导流洞测量中用的是徕卡402、405、拓扑康502型红外线测量仪，而水电六局在左岸导流洞测量中用的是徕卡702、402、1202、等型号的红外线测量仪。在溪洛渡测量队中大部分的测量队都用的是红外线激光测量仪。以方便在洞中找点。

（2）、隧道测量的程序及运用：

在测量隧道中由于时代的变化、科学的进步，我们运用的计算工具也在不断的变化。在如今我们测量工作中一般运用的是CASIO4500、4800、4850等型号的科学计算器还是一种有编程功能的计算器。

在隧洞测量时测量人员要根据现场的要求来进行编程，边角程序如： 边角后方交会

BJHFJH

L1 ABCD：Lbl5：{KSP}

L2 pol(C-A,D-B)

L3 Q=90(1-K)+K SIN-1(S SIN P/V)

L4 T=W+180-P-Q

L6 Rec (S,T) : X=A+V◢ Y=B+W◢

L7 Goto5

说明：

1、 测边的已知点作为P1（A,B ），未测边的已知点作为P2（C,D ）。

测边对角为锐角时K=1，测边对角为钝角时

2、 K=-1。

3、 角度P 是以测边方向为起始方向，顺时针观测另一个已知点方向的右角。 注：理想图形要求实测的S 边相对于已知边P1P2越短越好，角P 越接近180°越好。

坐标反算

ZBFS

L1 AB：Fixm ：{CD}

L2 pol(C-A,D-B)◢

L3 W＜0 W=W+360

L4 lntW +0.01lnt(60 Frac W )+

0.006 Frac(60 FracW) ◢

说明：

1、本程序用于计算直角坐标值已知的两点间的边长和坐标方位角。

2、起算点和目标点的坐标分别为（A ，B ）、（C ，D ）。

3、起算点改变时应重新调用程序以改变A 、B 的值。

4、边长值和方位角值分别自动存放在“V”和“W”中。“W”的单位为：度“ °”。

隧洞断面图如上的程序如下：

直线断面放样程序（2）

ZXFY2

L1 Lbl0：{ABH}：ABH:POL(A-X,B-Y):

L2 L=ICos (J-G)◢

L3 M=Isin(J-G) ◢

L4 V=H-N◢

L5 V=16.83 W=

（(V-16.83)2＋M2）◢

Goto5

说明：

1. 本程序用于计算直线段的如图断面样式的隧洞程系放样程系。

2. 坐标A,B,H, 是测算出来的坐标数据。

3. 已知的坐标X,Y 是从图纸上的起算点坐标。

4. J是方位角，是隧洞的轴线方向。

5. M是偏中，V 是实际高程，W 是实际测量出来的顶拱位置。

后方交会3HFJHCX

L1 ABCDEF：Lbl5：{OPQ}

L2 I=-O+P：J=Q-P

L3 G=Abs（I/90）:H=Abs（J/90）

L4 G=1 I=I+0.01″

L5 G=2 I=I+0.01″

L6 G=3 I=I+0.01″

L7 H=1 J=J+0.01″

L8 H=2 J=J+0.01″

L9 H=3 J=J+0.01″

L10 K=(A-C)+(B-D)/tanI

L11 L=(D-B)+(A-C)/tanI

L12 M=(C-E)+(F-D)/tanJ

L13 N=(F-D)+(E-C)/tanJ

L14 U=(K+M)/(L+N)

L15 X=C+(K-UL)/(1+U2)◢

L16 Y=D+U(K-UL)/(1+U2)◢

L17 Goto5

1、本程序用于利用3个合适的已知点进行方向后方交会法计算测站坐标。

2、观测、计算时将3个已知点按顺时针方向对应排列，已知点的直角坐标分别为（A ，B ）、（C ，D ）和（E ，F ）。对应3个已知点的方向值分别为O 、P 、Q 。

3、L3至L9行的作用是当两相邻方向间的夹角出现直角或平角时将导致不能计算时进行自动处理。

4、为提高解算精度和防止错误，宜尽可能使测站点与3个已知点组成较理想的图形，如采取测站点靠近3个已知点组成的三角形的中心区域、避免出现“危险园”图形和增加已知点组成多组后交图形比较计算等措施。

5、当已知点发生变化应重新调用程序。

边角后方交会

（Filename ）9BJHFJH

L1 ABCD：Lbl5：{KSP}

L2 pol(C-A,D-B)

L3 Q=90(1-K)+K SIN-1(S SIN P/V)

L4 T=W+180-P-Q

L6 Rec (S,T) : X=A+V◢ Y=B+W◢

L7 Goto5

说明：

1、 测边的已知点作为P1（A,B ），未测边的已知点作为P2（C,D ）。测边对角为锐角时K=1，测边对角为钝角时。

2、 K=-1。

3、P 是以测边方向为起始方向，顺时针观测另一个已知点方向的右角。

4、 理想图形要求实测的S 边相对于已知边P1P2越短越好，角P 越接近180°越好。

（3）、测量过程及人员安排

仪器架设在待测断面前，位于仪器无棱镜观测的最好方向便于观测，(竖直度盘定天顶方向为0度，顺时针注记) 测量的竖直角读数，。记录仪器高、观测的竖直角、斜距水平距离和高差便于检查。如隧道洞内干扰很大，可能影响仪器的稳定。所以在测量过程中要不断的查看仪器是否气泡居中，与免影响测量的精度。

在测量的人员安排是有固定规定的，在测量放样中每个人都有他的一定作用呀！一般情况下，一组放样人员需要4人，带班一人，辅助3人，具体如，观测一人、记录一人、扶棱镜一人、做点一人，这是一般的安排，但是，具体的还要分人员的数量和工作效率来安排具体的工作人数。

（二）、展图过程及方法：

1． 通过全站仪的内存数据传输到计算机上后为GSI 格式的数据文件，在通过南方CASS 5.1、6.0来毒气数据如图：

点击后进行下一步：

转换后的数据为 .DAT文件，可以直接在CASS 上展图了。

选择好你转换后的数据文件名后就点打开，根据CASS6.0的下方命令提示来一步步的完成操作。

（三）、超欠挖的计算

超挖大家可能都比较清楚就是在比预定或者是在工程上所说的设计的面积大了就叫超挖，欠挖也就是比设计图纸面积小的叫做欠挖。

打开边界的命令符号显示如图；

点击新建后选中超欠挖的线段和设计的线段后，然后点击反键或者回车以后选择超挖的位置正键单击后如图：

绿色线段是面域后的图块。然后，单键点击线段后旁边的对象特征中的面积一格中就会显示面积数目。

做完一个后记录到xls 上根据断面桩号的超欠挖面积，如图表的样式

4800--4850隧道断面程序坐标正反算

1. 主程序(TYQXJS)

"1.SZ => XY" ："2.XY => SZ" ：N ：Prog"SJK":C=1÷P：D=(P-R)÷(2HPR)：E=180÷π：N=1=>Goto 1：≠>Goto 2Δ←┘

Lbl 1：{SZ}：SZ ：W=Abs(S-O)：Prog "SUB1"：X"XS"=X◢

Y"YS"=Y◢

F"FVJ"=F-90:F◢

Goto 1←┘

Lbl 2：{XYH}：XY ：I=X：J=Y：Prog "SUB2"：S"S"=O+W◢

Z"Z"=Z◢

A=407.514里程+0.0053坡度(S-136694.623里程)-(S-136694.623里

程)^2/3200+1.481(圆心到设计高的高度):←┘

Z[1]=A+√((半径6.49^2-(Z-中线5.901)^2)◢

H=√((Z-5.901)^2+(H-A)-6.49◢

Goto 2

2. 正算子程序(SUB1)

A=0.1739274226：B=0.3260725774：K=0.0694318442：L=0.3300094782：F=1-L： M=1-K：X=U+W(Acos(G+QEKW(C+KWD))+Bcos(G+QELW(C+LWD))+Bcos(G+QEFW (C+FWD))+Acos(G+QEMW(C+MWD)))：Y=V+W(Asin(G+QEKW(C+KWD))+Bsin(G+ QELW(C+LWD))+Bsin(G+QEFW(C+FWD))+Asin(G+QEMW(C+MWD)))：F=G+QEW(C+ WD)+90：X=X+ZcosF：Y=Y+ZsinF

3. 反算子程序(SUB2)

T=G-90：W=Abs((Y-V)cosT-(X-U)sinT)：Z=0：Lbl 0：Prog "SUB1" ：L=T+QEW(C+ WD) ：Z=(J-Y)cosL-(I-X)sinL：AbsZGoto1：≠>W=W+Z：Goto 0Δ←┘ Lbl 1：Z=0：Prog "SUB1"：Z=(J-Y)÷sinF

本程序"SUB1" 和"SUB2" 同上, 新加"SJK" 子程序为曲线要素数据库, 也修正了主程序里的几个问题,H 为断面高程计算抄欠挖.

本程序"SJK" 数据库为:

S≤136750.876(HY)＝> O=136620.876(ZH):U=90246.898(136620.876的X 坐

标) ：V=327.519(136620.876的Y 坐标):G=198°12′37.8″：H=130：P=1960：R=1960：Q=-1:⊿←┘

S≤****(YH)＝> O=****(HY):U=*******(HY的X 坐标) ：V=******(HY的Y 坐标):G=***°**′**″：H=***：P=***：R=***：Q=-1:⊿←┘

S≤****(HZ)＝> O=****(YH):U=*******(YH的X 坐标) ：V=******(YH的Y 坐标):G=***°**′**″：H=***：P=***：R=***：Q=-1:⊿←┘

依次往下推, 本人昨天晚上才研究出来的, 希望给以参考, 并想给与高手修正, 因本人的能力有限.. 这个程序只适合反算, 正算的时候会出现很多问题, 不适合正算, 想给与高手指点, 希望把正算的也给休整好. 谢谢, 本人QQ:8696847,希望给予联系, 共同克服里面的程序的困难.

2、输入与显示说明

输入部分：

1. SZ => XY

2. XY = > SZ

N ? 选择计算方式，输入1表示进行由里程、边距计算坐标；输入2表示由坐标反算

里程和边距。

S ？ 正算时所求点的里程

Z ？正算时所求点距中线的边距(左侧取负，值右侧取正值，在中线上取零)

X ？反算时所求点的X 坐标

Y ？反算时所求点的Y 坐标

显示部分：

XS=××× 正算时，计算得出的所求点的X 坐标

YS=××× 正算时，计算得出的所求点的Y 坐标

FS=××× 正算时，所求点对应的中线点的切线方位角

S=××× 反算时，计算得出的所求点的里程

Z=××× 反算时，计算得出的所求点的边距

A=××× 反算时，计算得出的高程

H=××× 反算时，要输入的测量高程

**=××× 反算时，计算得出的隧道断面超前挖