最简单的水利水电工程隧洞放样

水利水电工程隧洞放样

在水利水电工程施工中,测量工作先行,如大坝、厂房工程的原始地形图测量,隧洞的开口线放样等,测量工作贯穿整个施工过程,直至工程竣工结束。

以水利工程中的隧洞开挖放样为例,用全站仪放样结合4800P 计算器,谈最简单的方法(水工隧洞一般无缓和曲线)。

隧洞一般由直段、圆曲线段组成,本文主要以城门洞形隧洞断面为例,马蹄形等其它断面可作参考。

一、直线段放样

采用施工坐标,直接从全站仪读数,计算器只算加减法。

1、隧洞轴线1、2点坐标、设计断面尺寸E 、H 、R 及坡比I 等由施工图纸可知(图1、2)。

2、A 、B 点坐标为施工现场已知点坐标,C 点为测站点,C 点可通过A 、B 点转点或采用后方交会法确定(图3)

3、坐标设置以1点为坐标原点左负右正、上正下负(图4)。放样时可根据习惯自由设置

4、以1点为施工坐标起点原点,1-2点建立施工坐标系。

5、算出1-2方位角,1-B 方位角,相减得∠21B ,算出1-B 长度,可计算得NB 、EB (图3)

6、用同样方法计算出1-2方位角,1-C 方位角,相减得∠21C ,算出1-C 长度,可计算得NC 、EC ;同理可算出NA 、EA (图3)

7、将全站仪置于C 点上,作为测站,输入测站点坐标NC 、EC 、HC ,后视

B 点,输入后视点坐标NB 、EB 、HB (同样可用A 点作后视),注意按图4输入正负号,开始测量放样。

8、直墙段放样:将棱镜放置于隧洞待开挖断面上(或用免棱镜激光直接打在待开挖断面上),全站仪测量得出的N 值是相对于1点前或后的长度值,E 是相对于1点左或右的宽度值(如棱镜在1点左侧全站仪显示的E 值为负,右侧为正;如棱镜在1点上方全站仪显示的N 值为正,下方为负)。

9、全站仪实测的N 值为隧洞的桩号,E 值与隧洞图纸上的E/2值相减,得出需左右移动至设计开挖线的距离值。

10、由隧洞1点的高程,通过全站仪的N 值与坡比I 可算出待测断面3点的设计高程,由全站仪所测的H 值与3点的高程相减,可定出3点的位置(起拱线)。同理根据1点的圆心高程可算出待测断面的圆心高程。

11顶拱圆弧放样:全站仪测得P 点高程减该断面计算圆心高程得H ,E 值由全站仪读出,计算出√H ²+E²-R 的值,得出需沿圆心方向移动至设计开挖线的距离值(图5)。

二、圆曲线段放样

1、一般由施工图可知1、5点的坐标,圆心O 点及半径R (图6)。

2、由1、5点的坐标及半径R 可算出圆心O 点的坐标(X0,Y0)。

3、用4800P 计算器编程,程序入下:

B“X0”:C“Y0”:P”R0”:D“X1”:E“Y1”: K“L1”: Lbl 0:{F,G}:F“X2”:G“Y2”:Pol(D-B,E-C):T=J:Pol(F-B,G-C):W=J:A=Abs(W-T ):L“L2”=πPA÷180+K▲

M=√((G-C )2+(F-B)2):N“B2”=P-M▲

H=(L-K )O“I0”÷100+Q“H1”:S“H2”=√(R2-N2)+H▲

Goto 0

说明:

X0,Y0---园曲线园心坐标。 R0----园曲线半径

X1,Y1,L1----园曲线计算起坐标与相应里程桩号

H1-----计算起点桩号隧道断面园心处的高程。

X2,Y2------计算点的实测坐标。

L2-----计算点实测坐标换算后的里程,图6中是以1为起点。 R-----隧道断面半径

B2----实测坐标换算后相应里程到中线的宽度

I0-----路线纵坡﹪。(上坡为正, 下坡时为负)

I ,J---计算器内部转换符号。

H2----计算点的高程计算值。(与实测高程对比)

4、边墙根据B2----实测坐标换算后相应里程到中线的宽度与设计宽度相减,得出需左右移动至设计开挖线的距离值。

5、起拱线、顶拱圆弧由L2-----计算点实测坐标换算后的里程、全站仪测出的H 值计算。与直线段算法相同。

说明:

1、施工坐标系原点可任意设置在隧洞中线、两侧。

2、测站可任意设置,但要计算出测站与后视点相对于施工坐标原点的N 、E 值,一定要注意正负号。

3、全站仪用测量模式。

4、圆心高程计算式为:某里程圆心设计高程=原点圆心高程+(相对应里程-原点里程)*坡比,起拱线高程计算式一样。

5、顶拱圆弧放样实际就是解直角三角形,已知两直角边求斜边,然后与半径相比。

6、圆曲线放样程序只能计算里程与偏距,顶拱圆弧放样由程序计算出的

里程、设计坡比和全站仪测出的高程用直线段公式计算。

7、顶拱圆弧要对准圆心方向移动距离。

8、圆曲线放样程序只适用4800P 计算器,其它计算器需重新编程。

水利水电工程隧洞放样

在水利水电工程施工中,测量工作先行,如大坝、厂房工程的原始地形图测量,隧洞的开口线放样等,测量工作贯穿整个施工过程,直至工程竣工结束。

以水利工程中的隧洞开挖放样为例,用全站仪放样结合4800P 计算器,谈最简单的方法(水工隧洞一般无缓和曲线)。

隧洞一般由直段、圆曲线段组成,本文主要以城门洞形隧洞断面为例,马蹄形等其它断面可作参考。

一、直线段放样

采用施工坐标,直接从全站仪读数,计算器只算加减法。

1、隧洞轴线1、2点坐标、设计断面尺寸E 、H 、R 及坡比I 等由施工图纸可知(图1、2)。

2、A 、B 点坐标为施工现场已知点坐标,C 点为测站点,C 点可通过A 、B 点转点或采用后方交会法确定(图3)

3、坐标设置以1点为坐标原点左负右正、上正下负(图4)。放样时可根据习惯自由设置

4、以1点为施工坐标起点原点,1-2点建立施工坐标系。

5、算出1-2方位角,1-B 方位角,相减得∠21B ,算出1-B 长度,可计算得NB 、EB (图3)

6、用同样方法计算出1-2方位角,1-C 方位角,相减得∠21C ,算出1-C 长度,可计算得NC 、EC ;同理可算出NA 、EA (图3)

7、将全站仪置于C 点上,作为测站,输入测站点坐标NC 、EC 、HC ,后视

B 点,输入后视点坐标NB 、EB 、HB (同样可用A 点作后视),注意按图4输入正负号,开始测量放样。

8、直墙段放样:将棱镜放置于隧洞待开挖断面上(或用免棱镜激光直接打在待开挖断面上),全站仪测量得出的N 值是相对于1点前或后的长度值,E 是相对于1点左或右的宽度值(如棱镜在1点左侧全站仪显示的E 值为负,右侧为正;如棱镜在1点上方全站仪显示的N 值为正,下方为负)。

9、全站仪实测的N 值为隧洞的桩号,E 值与隧洞图纸上的E/2值相减,得出需左右移动至设计开挖线的距离值。

10、由隧洞1点的高程,通过全站仪的N 值与坡比I 可算出待测断面3点的设计高程,由全站仪所测的H 值与3点的高程相减,可定出3点的位置(起拱线)。同理根据1点的圆心高程可算出待测断面的圆心高程。

11顶拱圆弧放样:全站仪测得P 点高程减该断面计算圆心高程得H ,E 值由全站仪读出,计算出√H ²+E²-R 的值,得出需沿圆心方向移动至设计开挖线的距离值(图5)。

二、圆曲线段放样

1、一般由施工图可知1、5点的坐标,圆心O 点及半径R (图6)。

2、由1、5点的坐标及半径R 可算出圆心O 点的坐标(X0,Y0)。

3、用4800P 计算器编程,程序入下:

B“X0”:C“Y0”:P”R0”:D“X1”:E“Y1”: K“L1”: Lbl 0:{F,G}:F“X2”:G“Y2”:Pol(D-B,E-C):T=J:Pol(F-B,G-C):W=J:A=Abs(W-T ):L“L2”=πPA÷180+K▲

M=√((G-C )2+(F-B)2):N“B2”=P-M▲

H=(L-K )O“I0”÷100+Q“H1”:S“H2”=√(R2-N2)+H▲

Goto 0

说明:

X0,Y0---园曲线园心坐标。 R0----园曲线半径

X1,Y1,L1----园曲线计算起坐标与相应里程桩号

H1-----计算起点桩号隧道断面园心处的高程。

X2,Y2------计算点的实测坐标。

L2-----计算点实测坐标换算后的里程,图6中是以1为起点。 R-----隧道断面半径

B2----实测坐标换算后相应里程到中线的宽度

I0-----路线纵坡﹪。(上坡为正, 下坡时为负)

I ,J---计算器内部转换符号。

H2----计算点的高程计算值。(与实测高程对比)

4、边墙根据B2----实测坐标换算后相应里程到中线的宽度与设计宽度相减,得出需左右移动至设计开挖线的距离值。

5、起拱线、顶拱圆弧由L2-----计算点实测坐标换算后的里程、全站仪测出的H 值计算。与直线段算法相同。

说明:

1、施工坐标系原点可任意设置在隧洞中线、两侧。

2、测站可任意设置,但要计算出测站与后视点相对于施工坐标原点的N 、E 值,一定要注意正负号。

3、全站仪用测量模式。

4、圆心高程计算式为:某里程圆心设计高程=原点圆心高程+(相对应里程-原点里程)*坡比,起拱线高程计算式一样。

5、顶拱圆弧放样实际就是解直角三角形,已知两直角边求斜边,然后与半径相比。

6、圆曲线放样程序只能计算里程与偏距,顶拱圆弧放样由程序计算出的

里程、设计坡比和全站仪测出的高程用直线段公式计算。

7、顶拱圆弧要对准圆心方向移动距离。

8、圆曲线放样程序只适用4800P 计算器,其它计算器需重新编程。


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