道路之星軟件在復(fù)雜斷面隧道測量控制中的應(yīng)用

□包高強（中國水利水電第十一工程局有限公司）

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道路之星軟件在復(fù)雜斷面隧道測量控制中的應(yīng)用

□包高強（中國水利水電第十一工程局有限公司）

摘要：深圳地鐵7號線西麗湖站至西麗站區(qū)間礦山法隧道左線長107. 58 m，右線長100. 77 m。礦山法隧道段由直線、緩和曲線、圓曲線組成，分六種開挖斷面，測量放樣計算復(fù)雜。如何采用更好的方法，減少錯誤，提高效率，是計算的難點。文章結(jié)合西西區(qū)間礦山法段的設(shè)計參數(shù)，成功利用道路之星軟件進行現(xiàn)場放樣及超欠挖計算，保證了計算的正確性，提高了計算效率。

關(guān)鍵詞：隧道；測量；道路之星；放樣

1　概況

1.1工程概況

深圳市城市軌道交通7號線7301-2標西麗湖站～西麗站區(qū)間礦山法隧道左線長107.58 m (DK0+559.23～DK0+666.80)，右線長100.77 m(DK0+559.23～DK0+660.00)。該段采用礦山法開挖支護，盾構(gòu)空推同時拼管片通過。

1.2道路之星軟件概述

道路之星適用于公路、鐵路、城市道路主線、立交匝道、隧道的勘測設(shè)計于施工放樣工作。道路之星測量計算系統(tǒng)由安裝于電腦上的主系統(tǒng)和安裝于計算器上的子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)的運行流程為：①、在電腦和計算器上分別安裝道路之星軟件；②、用電腦上的道路之星主系統(tǒng)將工程的設(shè)計參數(shù)輸入道路之星軟件，并形成rod文件；③、將rod文件通過道路之星主系統(tǒng)傳輸至計算器的儲存存儲器；④、運行計算器上的道路之星子系統(tǒng)，根據(jù)項目文件(rod)中的設(shè)計數(shù)據(jù)完成野外測量工作。

2　計算器與電腦的數(shù)據(jù)交換

道路之星支持從電腦上對計算器儲存存儲器中文件的上傳和下載，CASIO計算器使用通用的USB方口數(shù)據(jù)線與電腦連接進行數(shù)據(jù)交換。計算器與電腦連接時必須處于連接模式。當數(shù)據(jù)線連接好電腦和計算器后，計算器顯示連接方式的選擇對話框，選擇F1。

DataTrans:[F1]數(shù)據(jù)傳輸

ScreenCapt:[F2]屏幕捕捉

Projector:[F3]連接casio投影儀

ScreenRecv:[F4]屏幕接收

計算器與電腦文件傳輸，打開電腦版“9750/9860(C)”菜單的“計算機文件管理”，將會出現(xiàn)計算器文件管理界面，可以選擇相應(yīng)目錄進行文件的上傳和下載。

3　隧道超欠挖計算

3.1平面數(shù)據(jù)輸入

采用交點法進行平面曲線數(shù)據(jù)輸入。交點法以“緩和曲線-圓曲線-緩和曲線”三單元曲線為基本型。其中緩和曲線可以不等長，也可以是不完整的回旋曲線。一般線路的主線多以交點法進行控制，在道路之星中可直接根據(jù)設(shè)計提供的直曲表進行數(shù)據(jù)輸入。

（1）綜合來看，橫店影視職業(yè)學院開課狀況合理，任課教師年齡呈現(xiàn)年輕化趨勢，但總體職稱偏低，以講師和為主，學歷以研究生為主。

在‘項目屬性’中應(yīng)輸入起算點的樁號。軟件支持起算點不在線路起點的數(shù)據(jù)輸入形式，如西西區(qū)間隧道起點樁號為DK0+559.23，但是線路的起點不一定是此樁號的線路中心坐標。除線路起點和終點外，其余交點必須輸入圓曲線半徑，當輸入‘-1’時表示與前一交點構(gòu)成雙交曲線。

當交點處于平曲線的前、后為不完整的回旋曲線(卵形曲線)時，需要輸入起點、終點半徑，以起點為例，設(shè)某交點處的圓曲線半徑為R2，前一交點的圓曲線半徑為R1，通常第一緩和曲線是連接直線，半徑從無窮大變化到圓曲線半徑R2。但有時第一緩和曲線是卵形曲線，直接連接前一交點的圓曲線，第一緩和曲線是從R1變化到R2，即第一緩和曲線的起點有半徑R1，因此起點半徑就需輸入R1。同樣，如果第二緩和曲線連接的不是直線而是下一圓曲線，則終點半徑應(yīng)輸入下一圓曲線的半徑。

數(shù)據(jù)輸入完畢后用“計算成果”中的“線元一覽表”與設(shè)計數(shù)據(jù)進行校對。詳見表1。

3.2縱斷面數(shù)據(jù)輸入

縱斷面豎曲線計算方式有傳統(tǒng)方式和精確計算方式，可先在項目屬性中設(shè)置，軟件支持高程設(shè)計線與平面設(shè)計線的分離?？v斷面設(shè)計線起終點必須位于直坡段，僅要求輸入變坡點的樁號、高程、和豎曲線半徑(起終點不需要)軟件自動計算坡度和坡長，數(shù)據(jù)輸入完畢后在成果的“縱坡及豎曲線表”查看豎曲線數(shù)據(jù)，與設(shè)計數(shù)據(jù)進行比對，確保數(shù)據(jù)的正確性。詳見表2。西西區(qū)間縱斷面的高程為軌面高程。隧道橫斷面數(shù)據(jù)輸入時，拱高為軌面到橫斷面頂拱的距離。

表1　平面數(shù)據(jù)表

表2　縱斷面數(shù)據(jù)表

3.3隧道橫斷面數(shù)據(jù)錄入

數(shù)據(jù)輸入前首先在‘橫斷面模板’中設(shè)置斷面的拱高(軌面至橫斷面頂拱的距離)，1-1型斷面的拱高為6.22 m。隧道斷面從頂拱開始，左右兩邊分別輸入，選擇“左路幅”逆時針方向全部輸入，選擇“右路幅”順時針方向全部輸入。若斷面對稱，一邊輸入完畢后，鼠標右鍵點擊數(shù)據(jù)窗口上方的“左路幅(右路幅)”選擇“與右(左)側(cè)相同”即可。斷面線由若干線段組成，表中每行數(shù)據(jù)代表一條線段，每輸入一行數(shù)據(jù)會在下面的圖形窗口中實時顯示斷面圖形。

和CAD畫線段的方法類似，直線僅需要輸入該段直線終點相對應(yīng)于起點的平距和高差。圓曲線有兩種輸入方式：第一種為輸入半徑與圓心角兩個數(shù)據(jù)，適用于該圓曲線起點處于前線段相切的情況，對于圓心角>180°的，分兩個相切的圓弧輸入。第二種為輸入終點相對于其起點的平距、高差及半徑三個數(shù)據(jù)，這種方式適用于各種圓曲線。全部數(shù)據(jù)輸入完畢后，導(dǎo)出到CAD中進行檢查。西西區(qū)間左線開挖斷面類型有三個城門洞型斷面和兩個圓形斷面，右線有A、B、C三種圓形斷面類型。

3.4隧道線型控制

道路之星軟件支持隧道斷面根據(jù)樁號進行變化、坡度變化時插入特殊斷面。斷面的變化形式有漸變和突變兩種。當斷面發(fā)生突變時，輸入順序為突變→漸變，如下圖DK0+615.00樁號所示；在ZH、HY等特殊點，隧道中心線偏移值發(fā)生變化時，需要重新定義，斷面變化形式為突變，如下圖DK0+651.31樁號所示。起點和終點輸入的方式均為突變。

隧道中心線偏移。西西區(qū)間左線礦山法段DK0+601.31～DK0+651.31為緩和曲線段，DK0+651.31～DK0+666.80為圓曲線段，圓曲線段隧道中心與線路中心設(shè)計偏移值為設(shè)計0.11m。緩和曲線段采用內(nèi)插的方式計算每個樁號的偏移值。詳見表3所示。

表3　西西區(qū)間左線樁號定義表

3.5隧道超欠挖計算

道路之星支持隧道內(nèi)任意樁號位置斷面數(shù)據(jù)的查詢，能夠?qū)崟r計算出漸變后的斷面尺寸。把生成的“rod”文件傳輸?shù)接嬎闫骱螅\行道路之星?！皬较颉北硎緶y點在圓心方向上至輪廓線的最短距離，“欠”表示欠挖，“超”表示超挖。“垂直”表示測點在垂直方向上至輪廓線的最短距離?！八健北硎緶y點在水平方向上至輪廓線的最短距離。

4　總結(jié)

以前利用FX4850、5800計算器進行分項編程，組合計算的方法進行現(xiàn)場測量放樣，因程序儲存量較大，計算器反應(yīng)相當慢，每一組數(shù)據(jù)的計算時間在10 s以上，不僅測量人員著急，現(xiàn)場放樣時間也比較長，還很容易出錯，影響整體的施工進度。采用FX9750計算器加道路之星軟件進行放樣。所有的線路參數(shù)及斷面參數(shù)都在電腦上輸入道路之星軟件，然后由軟件自動生成程序文件，再傳輸?shù)接嬎闫?，減少了人工輸入的錯誤，每組數(shù)據(jù)的計算時間在0.30 s，大大減少了放樣時間。

（責任編輯：趙鑫）

收稿日期：2015-12-11

中圖分類號：P226

文獻標識碼：A

文章編號：1673-8853（2016）02-0091-02