軒秀水電站引水系統(tǒng)彎段施工測(cè)量控制技術(shù)[權(quán)威資料]

1、軒秀水電站引水系統(tǒng)彎段施工測(cè)量控制技術(shù) 本文檔格式為word,感謝你的閱讀。 【摘要】本文針對(duì)他郎河軒秀水電站引水隧洞及鋼管道中轉(zhuǎn)彎部分施工測(cè)量控制作了具體的探討及研究，得出了一種采用袖珍型計(jì)算機(jī)程序化控制開(kāi)挖、金屬結(jié)構(gòu)安裝、以及階段驗(yàn)收的新的、有效的測(cè)量方法。在此研究過(guò)程中，把通常的平面測(cè)量控制技術(shù)發(fā)展到立體空間測(cè)量控制技術(shù)，使其空間化，數(shù)字化。研究并解決了他郎河軒秀水電站工程整個(gè)引水系統(tǒng)中洞身轉(zhuǎn)彎部分的空間測(cè)量數(shù)字化控制問(wèn)題，攻克了一個(gè)多年都沒(méi)有解決的洞身平彎及豎彎的立體空間施工測(cè)量難點(diǎn)問(wèn)題，使之計(jì)算精確化、明朗化、清晰化、具體化，更加安全有效地推動(dòng)了施工測(cè)量新技術(shù)在實(shí)際工作中的應(yīng)用，效果

2、是比較明顯的。 【關(guān)鍵詞】引水系統(tǒng)彎段施工測(cè)量技術(shù)空間測(cè)量數(shù)字化、程序化控制 tu74 a 隨著我國(guó)中小型水電站在全國(guó)興起，而大多都屬于民營(yíng)企業(yè)投資興建。為了節(jié)約時(shí)間和開(kāi)支，在電站施工過(guò)程中，加大新技術(shù)開(kāi)發(fā)力度，最大限度的在各工序中緊縮時(shí)間。測(cè)量作為建設(shè)中的排頭兵，在各個(gè)工序中起著比較關(guān)鍵的作用。 在中小型水電站總布置中，引水發(fā)電式的布置較為普遍。在整個(gè)引水系統(tǒng)工程中，測(cè)量控制的重點(diǎn)就在彎段上，引水隧洞部分出現(xiàn)的是平彎，而鋼管道部分出現(xiàn)的是豎彎和斜井（部分為豎井）。而彎段施工，是比較容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方，如果測(cè)量控制不力，要么就轉(zhuǎn)早了，要么就轉(zhuǎn)晚了，不管早與晚，對(duì)中心洞軸線(xiàn)都會(huì)帶來(lái)明顯的錯(cuò)位，對(duì)

3、施工造成不可彌補(bǔ)的損失。 在水電站的引水系統(tǒng)施工中，為了節(jié)約開(kāi)支，縮短施工時(shí)間，測(cè)量除了要解決好中心線(xiàn)的位置問(wèn)題，同時(shí)還要控制洞身的超、欠挖問(wèn)題或者是彎管焊接前的各分段管節(jié)的就位問(wèn)題。所以我們需要研究的對(duì)象是彎道上的整個(gè)洞身位置施工符合設(shè)計(jì)要求。也就是說(shuō)是將整個(gè)彎段洞身進(jìn)行三維立體化，解決空間測(cè)量數(shù)字化、程序化控制。 1 他郎河軒秀水電站工程引水系統(tǒng)工程概況 他郎河軒秀水電站工程引水系統(tǒng)分為引水隧洞和地下壓力管道兩部分。引水系統(tǒng)全長(zhǎng)4276m，引水隧洞洞身段共設(shè)計(jì)有4個(gè)水平左轉(zhuǎn)彎段，一個(gè)“s”形彎，全斷面設(shè)計(jì)開(kāi)挖半徑為4.1m，圓形斷面布置。壓力鋼管道主管全長(zhǎng)681m，鋼管道洞身共設(shè)計(jì)有1個(gè)水

4、平左轉(zhuǎn)彎段，4個(gè)豎直轉(zhuǎn)彎段，2個(gè)斜井段，分別長(zhǎng)106m、86m，全斷面設(shè)計(jì)開(kāi)挖半徑為3.55m，圓形斷面布置。 2 彎段施工測(cè)量技術(shù) 不難理解，在平直段施工測(cè)量放樣中，我們只需要控制其中心線(xiàn)位置及高程，其位置變化均為線(xiàn)性變化的，我們控制起來(lái)比較簡(jiǎn)單，超欠挖測(cè)量計(jì)算起來(lái)也比較直觀簡(jiǎn)單。而轉(zhuǎn)彎部分則不同，它的中心線(xiàn)為一特定圓曲線(xiàn)變化的，我們除了控制中心線(xiàn)位置外，還要隨時(shí)檢測(cè)橫斷面上的超欠挖問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)有欠挖要及時(shí)通知處理。特別是鋼管道豎彎及斜井段上的超欠挖問(wèn)題的現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)準(zhǔn)確測(cè)量計(jì)算出來(lái)，就更不容易了。為此，我們就針對(duì)這些測(cè)量問(wèn)題進(jìn)行逐一分解。 2.1 平彎段施工測(cè)量技術(shù) 2.1.1 數(shù)學(xué)模型的建立和

5、施工測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 我們選擇引水隧洞進(jìn)口典型段來(lái)作分析：其典型轉(zhuǎn)彎段中心走向?yàn)橐粋€(gè)平面（水平面）標(biāo)準(zhǔn)圓弧，那么就決定了我們必須要對(duì)一個(gè)圓弧的特性及數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行了解。 #8226;思路：我們只要任意測(cè)量（或放樣）出曲線(xiàn)段洞身上任意點(diǎn)的坐標(biāo)，我們就要能夠及時(shí)計(jì)算出該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的洞中心軸線(xiàn)位置（里程樁號(hào)等）及其超（欠）挖的數(shù)值。 這對(duì)于提高測(cè)量放樣速度或事后及時(shí)檢查修正都很重要了。 #8226;確立測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)： 測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)采用彎段上游或者是彎段下游直線(xiàn)段施工軸線(xiàn)坐標(biāo)系統(tǒng)。其代表值為a，b，h。 a為軸線(xiàn)縱向值，也是中心里程樁號(hào)值，永遠(yuǎn)為“”。 b為軸線(xiàn)橫向值，也是偏離中心線(xiàn)的水平距離值，依據(jù)水

6、流方向左偏為“”右偏為“”。 h為實(shí)際測(cè)量高程值。測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)示意如下圖： #8226;確立測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)整網(wǎng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換： 為了達(dá)到測(cè)量放樣（或檢測(cè)）的方便和直觀，同時(shí)又能比較方便的進(jìn)行斷面測(cè)量和記錄（由全站儀自行記錄），方便日后的斷面圖繪制。測(cè)量前我們通常會(huì)把大地坐標(biāo)系統(tǒng)（首級(jí)施工網(wǎng)控制系統(tǒng)）轉(zhuǎn)化為臨時(shí)使用的引水隧洞軸線(xiàn)坐標(biāo)系統(tǒng)。具體方法為： 如上圖所示，首先依據(jù)設(shè)計(jì)總布置圖，計(jì)算出該段洞軸線(xiàn)的引0+0（隧洞零樁號(hào)中心點(diǎn)）位置（部分為虛擬位置）的大地坐標(biāo)值a(x),b(y)和該段洞軸線(xiàn)沿水流方向的大地方位角fa。根據(jù)如下轉(zhuǎn)換公式： a=（xpa）cosfa+( ypb）sinfa 洞軸線(xiàn)坐標(biāo)系

7、之縱坐標(biāo) b=（ypb）cosfa+( xpa）sinfa 洞軸線(xiàn)坐標(biāo)系之橫坐標(biāo) #8226;數(shù)學(xué)模型（公式）： lp=l0+lp公式（1） lp 測(cè)點(diǎn)p沿平彎圓心方向的線(xiàn)投影到中心軸線(xiàn)上的交點(diǎn)里程樁號(hào)； l0 起弧點(diǎn)在中心軸線(xiàn)上的的里程樁號(hào)； lp=r/180公式（2）。 如上圖中所示，=f0-fp。 f0，fp則由圓心點(diǎn)坐標(biāo)a0,b0分別和起弧點(diǎn)q的坐標(biāo)aq，bq以及p點(diǎn)測(cè)量坐標(biāo)ap，bp進(jìn)行坐標(biāo)反算后得出的方位角。 在以下程序中，將會(huì)多次出現(xiàn)坐標(biāo)方位角角反算公式，由于采用的是袖珍計(jì)算機(jī)中的固定程序模式pol(c-a)，(d-b)進(jìn)行，所以這里就不做介紹了。 2.1.2 casiocasi

8、ofx5800p袖珍型計(jì)算機(jī)程序的編寫(xiě)和操作指南 源程序：圓形引水隧洞左轉(zhuǎn)彎段洞身放樣（檢測(cè)）計(jì)算程序： 文件名：“d-z.w.fy-jc” 原程序： 語(yǔ)句1：lb1 0：“xo=”?a：“yo=”?b：“xq=”?c：“yq=”?d：“dq=0+”?h：“dz=0+”? l：“r=”?k -輸入轉(zhuǎn)彎圓心點(diǎn)o的坐標(biāo)、起弧點(diǎn)q的坐標(biāo)、起弧點(diǎn)q的樁號(hào)、弧終點(diǎn)z的樁號(hào)以及轉(zhuǎn)彎半徑； 語(yǔ)句2：pol(c-a),(d-b)：if j0：t h e n j+360j：“fq=” jelse “fq” jjr -計(jì)算轉(zhuǎn)彎圓心點(diǎn)o到起弧點(diǎn)q的方位角f0和設(shè)計(jì)圖紙上進(jìn)行對(duì)照，以便校核，并作為計(jì)算起始方位角； 語(yǔ)

9、句3：lb1 1：“xp=”?e：“yp=”?f：“hp=”?g -輸入曲線(xiàn)洞段上任意一點(diǎn)p的實(shí)測(cè)坐標(biāo)值，系坐標(biāo)系統(tǒng)必須與豎彎特征點(diǎn)相一致。 語(yǔ)句4：pol(e-a),(f-b)：if j0：thenj=j+360 else i-kv -計(jì)算任意測(cè)量點(diǎn)p相對(duì)于中心軸線(xiàn)的水平偏離值，-號(hào)為向左偏，+號(hào)為向右偏。 語(yǔ)句5：js：if sr：then“dpdq”goto 1：elseabs(s-r)u：3.14159k180u+h w：1031.171-(w-5)0.00574y：pol(0-v),(y-g)：i-1.65 z： if wl：then“dpdz”goto 1：else “dp=0+”

10、 w “pd=” v “ddr=” zgoto 1 -計(jì)算并判斷任意測(cè)量點(diǎn)p是否處于彎段上，只有測(cè)量點(diǎn)p處于彎段上時(shí)，程序才針對(duì)p點(diǎn)進(jìn)行中心軸線(xiàn)里程樁號(hào)w、經(jīng)過(guò)p點(diǎn)的橫斷面中心高程y（檢查中心點(diǎn)時(shí)可用）、以及p點(diǎn)在半徑方向上的超（欠）挖值z(mì)（-為欠挖，+為超挖）的計(jì)算。 注意：如果是右轉(zhuǎn)彎，則將以上程序步中的v=i-k改成v= k-i；sr改成sr即可，其它操作不變。程序中的下劃線(xiàn)部分為設(shè)計(jì)數(shù)值，可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。 經(jīng)過(guò)以上測(cè)量程序現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量解算，只要是在彎段上的任意測(cè)量點(diǎn)，都能很快地解算出其相對(duì)洞軸線(xiàn)的位置關(guān)系，超（欠）挖數(shù)值，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)彎段上的任意點(diǎn)數(shù)字化。實(shí)現(xiàn)了測(cè)量放樣或測(cè)量檢查快速

11、準(zhǔn)確。 他郎河軒秀水電站典型平彎段測(cè)量示意圖如下： 2.1.3 橫斷面測(cè)量數(shù)據(jù)采集 橫斷面定位 因平彎的特殊性，我們只需要在控制點(diǎn)上架設(shè)全站儀（測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)為平彎段測(cè)量系統(tǒng)），利用測(cè)量程序?qū)λ枰獪y(cè)量的斷面位置進(jìn)行定位（根據(jù)所計(jì)算的中心軸線(xiàn)樁號(hào)進(jìn)行反復(fù)移動(dòng)標(biāo)定），只需放樣兩點(diǎn)：一點(diǎn)為斷面測(cè)量測(cè)站點(diǎn)a，另一點(diǎn)則為斷面測(cè)量方向點(diǎn)b，并做標(biāo)記，并手工記錄程序計(jì)算出來(lái)的橫斷面坐標(biāo)系的坐標(biāo)（橫斷面坐標(biāo)系如附圖2中i-i斷面所示）。通常是記錄： a1樁號(hào)（程序計(jì)算出來(lái)的w值）； b1距中線(xiàn)偏距（程序計(jì)算出來(lái)的v值，左偏為“”，右偏為“”）； h1實(shí)測(cè)高程。 同樣記錄方向點(diǎn)b的坐標(biāo)a2、b2、h2。 橫斷面

12、測(cè)量 將儀器搬到a1點(diǎn)，設(shè)站并置入測(cè)站坐標(biāo)a1、b1、h1，后視點(diǎn)坐標(biāo)a2、b2、h2。計(jì)算后視方位角進(jìn)行后視并鎖定方向后即可進(jìn)行橫斷面測(cè)量，測(cè)量時(shí)利用全站儀直接進(jìn)行數(shù)據(jù)采集并自動(dòng)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)信息。 測(cè)量時(shí)我們應(yīng)該注意到，后視點(diǎn)b的方向值理論上如果參照水流方向而言，b點(diǎn)處于a點(diǎn)之右則應(yīng)該是“00000”，反之則應(yīng)該是“1800000”。這是在測(cè)量中經(jīng)常容易出現(xiàn)問(wèn)題的地方。 我們之所以這樣做目的是為了將整個(gè)橫斷面測(cè)量過(guò)程納入到橫斷面坐標(biāo)系中進(jìn)行。在全站儀采集記錄斷面數(shù)據(jù)時(shí)，其所測(cè)量記錄的b、h坐標(biāo)值即為日后我們作斷面圖時(shí)所需要的d軸線(xiàn)、h軸線(xiàn)上的數(shù)值，可直接利用記錄數(shù)據(jù)結(jié)合autocad軟件進(jìn)行斷面

13、圖的繪制，大大簡(jiǎn)化了內(nèi)業(yè)工作，提高了出圖速度。 2.2鋼管道上下豎彎段測(cè)量 2.2.1 數(shù)學(xué)模型的建立和施工測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 根據(jù)鋼管道豎彎的特點(diǎn)作如下分析：鋼管道豎彎中心走向?yàn)橐粋€(gè)豎面（鉛垂面）標(biāo)準(zhǔn)圓弧，那么就決定了我們就要必須一個(gè)圓弧的特性及數(shù)學(xué)關(guān)系進(jìn)行了解。 #8226;思路：我們只要任意測(cè)量（或放樣）出曲線(xiàn)段洞身上任意測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，我們就要能夠及時(shí)計(jì)算出該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的洞中心軸線(xiàn)位置（里程樁號(hào)等）以及其超（欠）挖的數(shù)值。這對(duì)于施工測(cè)量放樣開(kāi)挖輪廓線(xiàn)位置就很關(guān)鍵了。 #8226;確立測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)： 測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)采用鋼管道上平段施工軸線(xiàn)坐標(biāo)系統(tǒng)。其代表值為a，b，h。 a為軸線(xiàn)縱向值，永遠(yuǎn)為

14、“”。 b為軸線(xiàn)橫向值，也是偏離中心線(xiàn)的水平距離值，依據(jù)水流方向左偏為“”右偏為“”。 h為實(shí)際測(cè)量高程值。測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)示意如下圖： #8226;確立測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)與整網(wǎng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換： 如附圖3所示，首先依據(jù)設(shè)計(jì)總布置圖，計(jì)算出該段鋼管軸線(xiàn)的g 0+0（鋼管道零樁號(hào)中心點(diǎn)）位置的大地坐標(biāo)值a(x),b(y)和該段洞軸線(xiàn)沿水流方向的大地方位角fa。根據(jù)如下轉(zhuǎn)換公式： a=（xpa）cosfa+( ypb）sinfa 鋼管軸線(xiàn)坐標(biāo)系之縱坐標(biāo) b=（ypb）cosfa+( xpa）sinfa 鋼管軸線(xiàn)坐標(biāo)系之橫坐標(biāo) 依據(jù)上面公式，將立面圖中上（下）豎彎的特征點(diǎn)q，z點(diǎn)、q1，z1點(diǎn)、q2，z2點(diǎn)的鋼管軸

15、線(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換出來(lái)，同時(shí)將其設(shè)計(jì)高程值也查找出來(lái)，以備后用，其代表值為aq、bq、hq。 #8226;數(shù)學(xué)模型（公式）： lp=lq+lp公式（3） lp測(cè)點(diǎn)p沿豎彎圓心方向的切割面與彎段中心軸線(xiàn)的交點(diǎn)的里程樁號(hào)； l0起弧點(diǎn)q在中心軸線(xiàn)上的的里程樁號(hào)； lp=r/180fp 公式（4）。 fp如上圖中所示，fp =fq-fp。 fq，fp則由圓心點(diǎn)坐標(biāo)a01,h01分別和起弧點(diǎn)q的坐標(biāo)aq，hq以及p點(diǎn)測(cè)量坐標(biāo)ap，bp進(jìn)行坐標(biāo)反算后得出的在豎面上的方位角。 2.2.2 casiofx5800p袖珍型計(jì)算機(jī)程序的編寫(xiě)和操作指南 源程序：鋼管道上彎段洞身放 樣（檢測(cè)）計(jì)算程序： 文件名：“s.s.

16、wd.jc” 源程序： 語(yǔ)句1：lb1 0:“ao=”？a:“ho=”？b: “aq=”？c:“hq=”？d:“dq=0+”？h:“dz=0+”？l -輸入豎彎圓心點(diǎn)o1的坐標(biāo)、起弧點(diǎn)q的坐標(biāo)、起弧點(diǎn)q的樁號(hào)、弧終點(diǎn)z的樁號(hào)。 語(yǔ)句2：“rs=”v -（輸入豎彎半徑）。 語(yǔ)句3：pol(c-a),(d-b): if j0: thenj=j+360:“fq=” jelse“fq” jjr -計(jì)算豎彎圓心點(diǎn)o1到起弧點(diǎn)q的方位角fq，為豎面計(jì)算起始方位角。 語(yǔ)句4：lb1 1:“ap=”?e:“bp=”?f:“hp=”?g -輸入豎曲線(xiàn)洞段上任意一點(diǎn)p的實(shí)測(cè)坐標(biāo)，系統(tǒng)與豎彎特征點(diǎn)一致。 語(yǔ)句5：p

17、ol(e-a),(g-b): if j0:thenj=j+360:js -計(jì)算豎曲線(xiàn)洞段上任意一點(diǎn)p相對(duì)于豎彎圓心點(diǎn)o1、起始方位角fq在豎面上的相對(duì)關(guān)系值。 語(yǔ)句6：if sr:then“dpdq”goto 1: elseabs(s-r)u -判斷測(cè)量點(diǎn)p位置是否處于豎彎段上一次判斷，如果是，則計(jì)算o1p和o1q的豎面方位角的夾角。 語(yǔ)句7：w=h+u180v3.14159: if wl:t h e n“dpdz”goto 1: elserec(v,s): i+an: j+bt:(e-n)2+(f-0)2+(g-t)2)i:i-3.45z:“dp=0+”w“pd=” f “ddr=”z go

18、to 1 -判斷測(cè)量點(diǎn)p是否處于彎段上二次判斷，只有測(cè)量點(diǎn)p處于彎段上時(shí)，程序才針對(duì)p點(diǎn)進(jìn)行中心軸線(xiàn)里程樁號(hào)w、經(jīng)過(guò)p點(diǎn)的橫斷面中心位置（在中心軸線(xiàn)上）的豎面坐標(biāo)n、t、斷面坐標(biāo)系中的縱坐標(biāo)值m以及p點(diǎn)在半徑方向上的超（欠）挖值z(mì)（-為欠挖，+為超挖）的計(jì)算。 注意：如果是下豎彎測(cè)量，則將以上程序步中的sr改成sr即可，其它操作不變。程序中的下劃線(xiàn)部分為開(kāi)挖半徑設(shè)計(jì)值，鋼管節(jié)安裝定位則可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。 經(jīng)過(guò)以上測(cè)量程序?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量快速解算。只要是在豎彎段上的任意測(cè)量點(diǎn)，都能利用程序很快地解算出其相對(duì)洞軸線(xiàn)的位置關(guān)系，超（欠）挖數(shù)值，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)彎段上的任意點(diǎn)數(shù)字化。實(shí)現(xiàn)了測(cè)量放樣或檢查快

19、速準(zhǔn)確。 該程序同樣適用于豎彎鋼管節(jié)的測(cè)量安裝定位及檢測(cè)，應(yīng)用時(shí)只需將語(yǔ)句7中的紅字部分3.45改為鋼管外沿半徑2.75即可。 2.2.3橫斷面測(cè)量數(shù)據(jù)采集 因豎彎段的特殊性，我們不能象平彎段那樣方便的進(jìn)行儀器的架設(shè)。出于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量條件限制，為了安全起見(jiàn)，我們只能將儀器架設(shè)在比較安全的位置進(jìn)行測(cè)量了。 測(cè)量時(shí)，我們需要利用測(cè)量程序?qū)λ枰獪y(cè)量的斷面樁號(hào)進(jìn)行逐點(diǎn)定位（測(cè)量任意點(diǎn)，并根據(jù)所計(jì)算的各點(diǎn)中心軸線(xiàn)樁號(hào)進(jìn)行比照），當(dāng)測(cè)點(diǎn)計(jì)算樁號(hào)符合需要樁號(hào)時(shí)，由全站儀進(jìn)行測(cè)量坐標(biāo)記錄，手工則記錄測(cè)點(diǎn)斷面繪制數(shù)據(jù)信息（橫斷面坐標(biāo)系如附圖3中i-i斷面所示）。通常是手工記錄如下測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)： w 樁號(hào)（程序計(jì)算出來(lái)

20、的合乎斷面位置要求w值）； f 距中線(xiàn)偏距（實(shí)測(cè)出來(lái)的b坐標(biāo)值，左偏為“”，右偏為“”）； m 斷面坐標(biāo)系中的縱坐標(biāo)值（程序計(jì)算出來(lái)的m值）。 日后我們就可以采用同一樁號(hào)的所有測(cè)點(diǎn)的f，m值結(jié)合autocad軟件進(jìn)行斷面圖的繪制了。 2.3鋼管道斜井段測(cè)量 2.3.1數(shù)學(xué)模型的建立和施工測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)的建立 根據(jù)鋼管道斜井段的特點(diǎn)作如下分析：鋼管道斜井段中心走向?yàn)橐粭l豎面（鉛垂面）上的標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)，此標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)具有一個(gè)固定傾角。那么它的特性表現(xiàn)為數(shù)學(xué)線(xiàn)性變化關(guān)系。 #8226;思路：我們只要任意測(cè)量（或放樣）出斜井段洞身上任意測(cè)量點(diǎn)的坐標(biāo)，我們就要能夠及時(shí)計(jì)算出該點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的洞中心軸線(xiàn)位置（里程樁號(hào)等）以及

21、其超（欠）挖的數(shù)值。這對(duì)于施工測(cè)量放樣開(kāi)挖輪廓線(xiàn)位置就很關(guān)鍵了。 #8226;確立測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)： 測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)采用鋼管道上平段施工軸線(xiàn)坐標(biāo)系統(tǒng)，如附圖4所示。其代表值為a，b，h。 a為軸線(xiàn)縱向值，永遠(yuǎn)為“”。 b為軸線(xiàn)橫向值，也是偏離中心線(xiàn)的水平距離值，依據(jù)水流方向左偏為“”右偏為“”。 h為實(shí)際測(cè)量高程值。測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)示意如下圖： #8226;確立測(cè)量坐標(biāo)系統(tǒng)與整網(wǎng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換： 如上附圖4所示，首先依據(jù)設(shè)計(jì)總布置圖，計(jì)算出該段鋼管軸線(xiàn)的g2 0+0（鋼管道零樁號(hào)中心點(diǎn)）位置的大地坐標(biāo)值a(x),b(y)和該段洞軸線(xiàn)沿水流方向的大地方位角fa。根據(jù)如下轉(zhuǎn)換公式： a=（xpa）cosfa+(

22、 ypb）sinfa 鋼管軸線(xiàn)坐標(biāo)系之縱坐標(biāo) b=（ypb）cosfa+( xpa）sinfa 鋼管軸線(xiàn)坐標(biāo)系之橫坐標(biāo) 依據(jù)上面公式，將立面圖中斜井的特征點(diǎn)z、z1點(diǎn)的鋼管軸線(xiàn)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換出來(lái)，同時(shí)將其設(shè)計(jì)高程值也查找出來(lái)，以備后用，其代表值為aq、bq、hq。 #8226;數(shù)學(xué)模型（公式）： lp0=lz+lp公式（6） lp測(cè)點(diǎn)p沿斜井中心軸線(xiàn)的垂直線(xiàn)方向投影到中心軸線(xiàn)上的里程樁號(hào)； lp0 斜井起始點(diǎn)z在中心軸線(xiàn)上的的里程樁號(hào)； lp=zpcos 公式（7）。 如附圖4中所示，=fp =fp-f中。 f中，fp則由起點(diǎn)z的坐標(biāo)az,hz分別和起弧點(diǎn)p的實(shí)測(cè)坐標(biāo)ap，hp進(jìn)行坐標(biāo)反算后得出的在

23、豎面上的方位角。 空間里的兩點(diǎn)間距離的計(jì)算公式同公式（5）。 2.3.2 casiofx5800p袖珍型計(jì)算機(jī)程序的編寫(xiě)和操作指南 源程序：鋼管道斜井段洞身放樣（檢測(cè)）計(jì)算程序： 文件名：“xjdjc” 源程序： 語(yǔ)句1：lb1 0：“a0=”?a：“h0=”? b：“az=”?c：“hz=” ?d：“d0=0+”?h：“dz=0+”? l -輸入斜井段起點(diǎn)z及終點(diǎn)z1的坐標(biāo)以及其對(duì)應(yīng)的中心軸線(xiàn)樁號(hào)。 語(yǔ)句2：pol(c-a),(d-b)：if j0: then j=j+360：“fz=” j elsej“fz=” jr -計(jì)算斜井中心軸線(xiàn)在豎面（鉛垂面）上的方位角f中，為豎面計(jì)算起始方位角。

24、 語(yǔ)句3：lb1 1：“ap=”? e：“bp=”? f：“hp=”? g -輸入斜井段上任意一點(diǎn)p的實(shí)測(cè)坐標(biāo)，系統(tǒng)與斜井段特征點(diǎn)一致。 語(yǔ)句4：pol(e-a),(g-b)：if j0:t h e n j=j+360: iv：js -計(jì)算斜井起點(diǎn)z到測(cè)量點(diǎn)p在豎面（鉛垂面）上的斜距zp及方位角fp。 語(yǔ)句5：vcos(abs(s-r) o：h+o w：if wh: then “dpd0”goto 1：elserec(o,r): i+an：j+bt：if wl: then“dpdz”goto 1：else(e-n)2+(f-0)2+(g-t)2)i:i-3.45z：（i2-f2）m：“dp=0

25、+” w “pd=” f“ph=”m “ddr=”z goto 1 -判斷測(cè)量點(diǎn)p是否處于斜井段上。只有測(cè)量點(diǎn)p處于斜井段上時(shí)，程序才針對(duì)p點(diǎn)進(jìn)行中心軸線(xiàn)里程樁號(hào)w、經(jīng)過(guò)p點(diǎn)的橫斷面中心位置（在中心軸線(xiàn)上）的豎面坐標(biāo)n、t、斷面坐標(biāo)系中的縱坐標(biāo)值m以及p點(diǎn)在半徑方向上的超（欠）挖值z(mì)（-為欠挖，+為超挖）的計(jì)算。 注意：程序中的下劃線(xiàn)部分為設(shè)計(jì)開(kāi)挖半徑，鋼管節(jié)安裝定位則可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整。 經(jīng)過(guò)以上測(cè)量程序可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量快速解算。只要是在斜井段上的任意測(cè)量點(diǎn)，都能利用程序很快地解算出其相對(duì)洞軸線(xiàn)的位置關(guān)系，超（欠）挖數(shù)值，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)斜井段上的任意點(diǎn)數(shù)字化。實(shí)現(xiàn)了測(cè)量放樣或檢查快速準(zhǔn)確。 該程序同樣適用于斜井段鋼管節(jié)的測(cè)量安裝定位及檢測(cè)，應(yīng)用時(shí)只需將語(yǔ)句5中的紅字部分3.45改為鋼管外沿半徑2.75即可。 2.3.3橫斷面測(cè)量數(shù)據(jù)采集 因斜井段的特殊性，我們不能象平彎段那樣方便的進(jìn)行儀器的架設(shè)。出于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量條件限制，為了安全起見(jiàn)，我們只能將儀器架設(shè)在比較安全的位置進(jìn)行測(cè)量了。 測(cè)量時(shí)，我們需要利用測(cè)量程序?qū)λ枰獪y(cè)量的斷面樁號(hào)進(jìn)行逐點(diǎn)定位（測(cè)量任意點(diǎn)，并根據(jù)所計(jì)算的各點(diǎn)中心軸線(xiàn)樁號(hào)進(jìn)行比照），當(dāng)測(cè)點(diǎn)計(jì)算樁號(hào)符合需要樁號(hào)時(shí)，由全站儀進(jìn)行測(cè)量坐標(biāo)記錄，手工則記錄測(cè)點(diǎn)斷面繪制數(shù)據(jù)信息（橫斷面坐標(biāo)系如附圖4中i-i斷面所示）。通常是手工記