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文檔簡介

第八章施工放樣第一節(jié)概述施工控制網(wǎng)建立以后,即可按照施工的需要進行放樣工作。放樣工作的目的與測圖相反,它是將圖上所設(shè)計的建筑物的位置、形狀、大小與高低,在實地標定出來,以作為施工的依據(jù)。因此,工作過程中的任何一點差錯,將影響施工的進度和質(zhì)量。所以施工測量人員必須具有高度的責(zé)任心。為了達到預(yù)期目的,在進行放樣之前,測量人員首先要熟悉建筑物的總體布置圖和細部結(jié)構(gòu)設(shè)計圖,找出主要軸線和主要點的設(shè)計位置,以及各部分之間的幾何關(guān)系,再結(jié)合現(xiàn)場條件與控制點的分布,研究放樣的方法。在放樣實踐工作中,對于不同的工地和不同的施工場地,可結(jié)合具體條件靈活地選擇放樣方法。常用的方法有極坐標法、直角坐標法、交會法等。這些方法的基本操作都是長度與角度的放樣。高程的放樣通常均采用水準測量方法。因此可以這樣說,放樣工作的基本操作就是長度、角度(或方向)與高程的放樣。本章將詳細介紹常用的極坐標放樣法,并分析它們的精度,探討其對放樣點位影響的大小及規(guī)律。同時介紹施工中常見的建筑物的放樣。第二節(jié)直線放樣(放直線)直線放樣是應(yīng)用最廣泛的一種放樣工作,是鐵路、公路、橋梁、隧道等線型工程中主要的放樣工作。所謂放樣直線就是在這兩點之間或延長線上放樣一些點,使它們位于同一直線上。直線放樣的原理比較簡單,就是利用了光線沿直線傳播的原理。常用的直線放樣有內(nèi)插定線和外插定線兩種方法。一、內(nèi)插定線法設(shè)地面上有A、B兩點,經(jīng)緯儀架于A點,望遠鏡瞄準B點后固定照準部,然后自A向B即由近即遠、或自B向A,即由遠即近地定出AB之間直線上諸點。采用這種方法定線的精度主要取決于望遠鏡瞄準的精度,而與度盤讀數(shù)誤差的關(guān)系不大,與軸系誤差的關(guān)系也不大。設(shè)瞄準誤差為(s);所引起的待定點偏離直線的誤差為,待定點至測站的距離為S(m),則有:(8-1)式中:顯然,當(dāng)為定值時,與S成正比,即視線愈長,定線誤差愈大。待定點1、2、…(n一1)把AB距離L分作n等分,令L/n=S,各待定點都用上述簡單定線方法測定,則相鄰兩點i,i+1連線相對于基準線AB的方向誤差是:(8-2)二、外插定線方法—一正倒鏡定線法已知以A、B兩點,要在AB之延長線上定出一系列待定點。其具體步驟如下:①經(jīng)緯儀架于B點上。盤左,望遠鏡瞄準A點后,固定照準部;②把望遠鏡繞橫軸旋轉(zhuǎn)180°定出待定點1′;③盤右重復(fù)上述操作,定出待定點1″,取1′與1″的中點為l的最終位置(如圖8-1所示)。上述方法即為正倒鏡定線法。設(shè)L=AB,分段長為S=L/n,則各測點偏離AB基準線的中誤差為:(8-3)由上式可知,當(dāng)i增大時,定線誤差也隨之而增大。圖8-1正倒鏡放線第三節(jié)水平角放樣測設(shè)水平角是根據(jù)一個已知方向和角頂位置,按設(shè)計給定的水平角值,把該角的另一個方向在實地標定出來。水平角放樣有直接法和歸化法兩種方法。一、直接法欲放樣水平角β,如圖8-2所示,A為已知點,AB為已知方向,需要放樣出AP方向使<BAP=β,具體步驟如下:-1.將經(jīng)緯儀安置在A點,后視B點并讀水平度盤讀數(shù)為α(或配置水平度盤讀數(shù)為零);2.轉(zhuǎn)動照準部使水平度盤讀數(shù)為b=α+β;3.在該方向適當(dāng)位置作出標志點P,則<BAP即為放樣之角值β。上述放樣過程須采用盤左、盤右兩個位置分別進行點位標定,最后最后取其中點作為放樣結(jié)果。設(shè)規(guī)定的放樣點點位限差為△,則其中誤差為m=△/2,在放點8-2直接法放樣水平角時通常令量距和角度測設(shè)所產(chǎn)生的誤差影響相等,即,作為近似估算,設(shè)測設(shè)角度時的前、后視平均距離為S,則角度測設(shè)的有關(guān)限差可按下列公式估算:令(8-4)儀器對中及目標偏心e的限值為:(8-5)二、歸化法設(shè)A、B為已知點,待放樣的角為β(如圖8-3所示),其放樣步驟為:1.先按上述直接法放樣角度并在實地標定點位P′;2.以P′為過渡點,然后根據(jù)放樣精度選用必要的測回數(shù)實測角度<BAP′=β′,并概量AP′的長度設(shè)為S;3.計算β′與設(shè)計值β的差數(shù)△β=β-β′,按△β和S計算歸化值;8-3歸化放線4.從P′出發(fā)在AP′的垂直方向上歸化一個ε值,即可得待求的P點了。顯然丈量距離S和歸化值ε的誤差都會影響歸化角△β,則有:(8-6)(8-7)若要求對的影響小的可忽略而不計,則由對的關(guān)系式得:(8-8)(8-9)第四節(jié)距離放樣距離放樣就是在實地上從某已知點開始,按給定的方向,量出設(shè)計所需的水平距離定出終點。距離放樣的方式有:一、直接法1.鋼尺放樣當(dāng)測設(shè)精度要求不太高時,可從起點,按給定的方向和長度,用鋼尺量出終點位置。其步驟如下:(1)根據(jù)實際條件,進行改正值的計算;(2)按與丈量改正數(shù)符號相反值加到已知距離上,算出地面上應(yīng)量得的距離D′;(3)拉鋼尺進行放樣。其中D′的計算公式如下:(8-10)式中:——尺長改正數(shù);——溫度改正數(shù);——高差改正數(shù)。2.測距儀放樣以SETC系列全站儀為例,距離放樣的步驟為:(1)測距前的準備工作,包括各種改正數(shù)的輸入;(2)將儀器架在已知點上,啟動放樣功能,輸入放樣距離i(3)瞄準放樣方向,指揮棱鏡,測出儀器與棱鏡之間距離;(4)根據(jù)儀器上顯示的放樣值與實測值的差值達到精度要求為止。全站儀測距誤差可分為兩類:一類是與距離無關(guān)的誤差,如測相誤差等,稱為固定誤差;另一類是與距離成比例的誤差,如光速誤差、頻率誤差等,稱為比例誤差。習(xí)慣上為方便起見,采用下列的線性形式來表示測距精度:(8-11)式中:a——固定誤差;b——比例誤差系數(shù);D——所測距離。二、歸化法設(shè)A為已知點,待放樣距離為S,歸化法放樣距離的步驟如下:1.設(shè)置一個過渡點B′;2.選用適當(dāng)測量儀器精確丈量AB′的距離,加上各項改正數(shù)后可以求得AB′的精確長度S3.把S′與S相比較的差數(shù)△S,△S=S-S′,從B′向前(△S>0時)或向后(△S<0)時修正值就得所求之B點。歸化法放樣距離S的誤差,由兩部分誤差合成:測量S′的誤差和歸化△S的誤差,即:(8-12)第五節(jié)高程放樣的方法圖8-4中,BM為水準點,其高程為,待放樣點P設(shè)計高程為,其步驟如下:1.將水準儀置于BM至P點的中間位置附近,后視BM點得讀數(shù)a,視線高;2.根據(jù)儀器高及P點設(shè)計高程,計算前視讀數(shù);3.將水準尺置于P點木樁一側(cè),上下移動至讀取應(yīng)有的前視讀數(shù)b,沿尺底畫出一橫線,即為設(shè)計標高的位置。通常為了作業(yè)方便,使木樁頂略高于設(shè)計標高,將水準尺置于樁頂讀出樁頂?shù)那耙曌x數(shù)b樁計算差值δh=b樁-b,此時δh<0。自樁頂向下量取δh值,作出橫線標記即可。如圖8-4所示。在高程放樣工作中,常遇到待放點高程大于視線高的情況,即Hp>Hi。這時,根據(jù)現(xiàn)場條件,可將尺子倒立,使視線對準水平尺的讀數(shù)b,這時尺子零點的高程即為放樣點的高程。在土方工程施工中,常遇到斜坡的放樣工作。這時,首先應(yīng)根據(jù)設(shè)計坡度i和放樣點至已知高程的點子之間的距離,計算出放樣點的高程H。如圖8—5所示,若要放樣C、D、B三點,則先求B點的高圖8-4高程放樣程,HB=HA一iSAB,利用前述方法放樣出B點。當(dāng)坡度i較小時,可在A點安置水準儀,量取儀器高m,用望員鏡瞄準B尺上的讀數(shù)m,則望遠鏡的視準軸即為坡度線的平行線。在C、D點上安置水準尺,同樣使儀器視準線上的讀數(shù)為m,則水準尺的零點即為該點的放樣高程。當(dāng)坡度i較大時,則hAB較大。這時,可利用在A點安置的經(jīng)緯儀,照準B點處的水準尺,使尺上的讀數(shù)為m,求得坡度線的平行線。同法在圖8-5斜坡地段高程放樣C、D點上安置水準尺,放樣出C、D兩點。在施工測量中,常常要同時用一個視線高測設(shè)出若干個具有同一設(shè)計標高的點。例如橋梁樁基開挖中的基底標高,橋面標高等。此時除在校正水準儀時,使其i角盡可能地小外。還應(yīng)限制前、后視距離差不宜過大。第六節(jié)極坐標法放樣極坐標法放樣是利用數(shù)學(xué)中的極坐標原理,以兩個控制點的連線作為極軸,以其中一點作為極點建立極坐標系,根據(jù)放樣點與控制點的坐標,計算出放樣點到極點的距離(極距)及該放樣點與極點連線方向和極軸間的夾角(極角),它們即為所求之放樣數(shù)據(jù)。極坐標法放樣的具體放樣步驟為:1.計算放樣數(shù)據(jù)極坐標法所需的放樣數(shù)據(jù)β、D(見圖8—6)可根據(jù)A、B、P點的坐標計算而得。(8-13)圖8-6極坐標法放樣點位(8-14)(8-15)(8-16)2.放樣方法.將儀器安置于A點,后視B點,撥角β,然后沿撥角方向放樣距離D并標定點位P。3.精度分析極坐標放樣的主要誤差來源包括:(1)儀器對中誤差對放樣點位的影響對中誤差e對P點的影響在兩坐標軸方向上的誤差分別為:其總影響為:根據(jù)真誤差與中誤差的關(guān)系,得,當(dāng)n足夠大時,,則:(2)測角誤差對放樣點點位的影響:(3)測距誤差對放樣點點位的影響當(dāng)放樣距離較短,采用鋼尺丈量時,(μ為鋼尺單位長度的誤差);若放樣距離較長,采用全站儀測定D時,則,式中a為固定誤差,b為比例誤差系數(shù)。(4)在地面標定點位的誤差τ綜上所述,P點的中誤差為:(8-17)由上式可見,P點離開A點與O點愈遠,則中誤差m愈大,尤其是直線長度D增加時,其影響更大,對于一定的對中誤差me,當(dāng)及愈大時,me對P點位置所發(fā)生的影響就愈大。所以后視點要遠一些,且要特別注意后視方向的對中。第七節(jié)路基施工放樣一、路基邊樁的放樣路基邊樁測設(shè)就是在地面上將每一個橫斷面的路基邊坡線與地面的交點用木樁標定出來。邊樁的位置由兩側(cè)邊樁至中樁的距離來確定。常用的邊樁測設(shè)方法如下:1.圖解法直接在橫斷面圖上量取中樁至邊樁的距離,然后在實地用皮尺沿橫斷面方向測定其位置。當(dāng)填挖方不很大時,采用此法較簡便。2.解析法路基邊樁至中樁的平距系通過計算求得。(1)平坦地段路基邊樁的測設(shè)填方路基稱為路堤,如圖8-7,路堤邊樁至中樁的距離為(8-18)挖方路基稱為路塹,如圖8-8,路塹邊樁至中樁的距離為(8-19)以上兩式中,B為路基設(shè)計寬度;l:m為路基邊坡坡度;h為填土高度或挖土深度;S為路塹邊溝頂寬。以上是斷面位于直線段時求算D值的方法。若斷面位于曲線上有加寬時,在以上述方法求出D值后,還應(yīng)于曲線內(nèi)側(cè)的D值中加上加寬值。圖8-7路堤圖8-8路塹(2)傾斜地段路基邊樁的測設(shè)在傾斜地段,邊樁至中樁的距離隨著地面坡度的變化而變化。如圖8-9,路堤邊樁至中樁的距離為(8-20)如圖8-10,路塹邊樁至中樁的距離為(8-21)圖8-9斜坡地段路堤邊樁測設(shè)圖8-10斜坡地段路塹邊樁測設(shè)式中B、S和m為已知,h中為中樁處的填挖高度,亦為已知。h上、h下為斜坡上、下側(cè)邊樁與中樁的高差,在邊樁未定出之前則為未知數(shù)。因此在實際工作中采用逐漸趨近法測設(shè)邊樁。先根據(jù)地面實際情況,并參考路基橫斷面圖,估計邊樁的位置,然后測出該估計位置與中樁的高差,并以此作為h上、h下代人式(8-20)或(8-21)計算D上、D下,并據(jù)此在實地定出其位置。若估計位置與其相符,即得邊樁位置。否則應(yīng)按實測資料重新估計邊樁位置,重復(fù)上述工作,直至相符為止。3極坐標法測設(shè)根據(jù)邊樁至中樁的距離,計算出邊樁的坐標,可采用極坐標法對其放樣。此法簡單而快捷。二、路基邊坡的放樣邊樁測設(shè)后,為保證路基邊坡滿足設(shè)計要求,還應(yīng)將設(shè)計邊坡在實地上標定出來,以指導(dǎo)施工。(一)掛線法測設(shè)邊坡如圖(8-11a)所示,O為中樁,A、B為邊樁,CD為路基寬度。測設(shè)時,在C、D兩點豎立圖8-11掛線法測設(shè)邊坡標桿,在其上等于中樁填土高度處作C′D′標記,用繩索連接A′C′D′B′,即得出設(shè)計邊坡線。當(dāng)掛線標桿高度不夠時可采用分層掛線法施工見圖(8-11b)。此法適用于填方路段的路基施工。(二)固定邊坡樣板剛設(shè)邊坡如圖8-12所示,路塹施工前,可在邊樁外側(cè)按設(shè)計邊坡釘立固定的邊坡樣板,施工時可隨時指示并檢查開挖和修整情況。(三)插桿法剛設(shè)邊坡機械化施工,掛線、標桿易遭破壞,宜在邊樁外插上標桿以表明坡腳位置,每填筑2m~3m后,用平地機或人工修整邊坡,使其達到設(shè)計坡度。圖8-12固定坡樣板測設(shè)邊坡第八節(jié)擋墻的放樣擋墻的放樣系根據(jù)施工圖擋墻與路線之間的關(guān)系進行的。如圖8-13,已知下?lián)鯄到B的放樣的水平距離為a,A點的高程為HA,B點的高程為HB。擋墻施工放樣可按以下步驟進行:1.置儀A點上,在橫斷面方向上任意測設(shè)一點D,求出D點的高程HD和水平距離b。2.由D量?。╞-a),可求出擋墻外側(cè)在地面上的相應(yīng)點E,同時求出DE的高差△h。3.計算EB的高差h=HD-HB+△h4.根據(jù)高差h和基坑開挖邊坡,測設(shè)基坑開挖邊樁F。如果擋墻的長度比較長,每次放樣都從中線開始比較麻煩,圖8-13擋墻的放樣為減少工作量,可在坡腳的適當(dāng)位置(如D點)設(shè)一側(cè)移中線。第九節(jié)隧道施工放樣一、開挖斷面的放樣測量開挖斷面必須確定斷面各部位的高程,通常采用的方法叫腰線法。如圖8-14所示,將水準儀置于開挖面附近,后視已知水準點P讀數(shù)α,即得儀器視線高程:Hi=HP+α(8-22)根據(jù)腰線點A、B的設(shè)計高程,可分別計算出A、B點與儀器視線間的高差△HA、△HB:(8-23)先在邊墻上用水準儀放出與視線等高的兩點A′、B′,然后分別量測△HA、△HB,即可定出點A、B。A、B圖8-14腰線法確定開挖斷面高程兩點間的連線即是腰線。根據(jù)腰線就可以定出斷面各部位的高程及隧道的坡度。在隧道的直線地段,隧道中線與路線中線重合一致,開挖斷面的輪廓左、右支距(指與斷面中線的垂直距離)亦相等。在曲線地段,隧道中線由路線中線向圓心方向內(nèi)移一d值,如圖8-15所示。由于標定在開挖面上的中線是依路線中線標定的,因此在標繪輪廓線時,內(nèi)側(cè)支距應(yīng)比外側(cè)支距大2d。拱部斷面的輪廓線一般用五寸臺法測出。如8-15所示,自拱頂外線高程起,沿路線中線向下每隔半米向左、右兩側(cè)量其設(shè)計支距,然后將各支距端點連接起來,即為拱部斷面的輪廓線。墻部的放樣采用支距法,如圖8-16,曲墻地段自起拱線高程起,沿路線中線向下每隔半米向左、右兩側(cè)按設(shè)計尺寸量支距。直墻地段間隔可大些,可每隔一米量支距定點。如隧道底部設(shè)有仰拱時,可由路線中線起,向左、右每隔半米由路基高程向下量出設(shè)計的開挖深度。二、襯砌放樣隧道各部位襯砌的放樣,是根據(jù)路線中線、起拱線及路基圖8-15曲線地段拱部斷面高程定出其斷面尺寸。所以在襯砌放樣之前,首先應(yīng)對這三條基本線進行復(fù)核檢查。I.拱部襯砌放樣拱部襯砌的放樣主要是將拱架安置在正確位置上。拱部分段進行襯砌,一般按5m~10m進行分段,地質(zhì)不良地段可縮短至1m~2m。拱部放樣根據(jù)路線中線點及水準點,用經(jīng)緯儀和水準儀放出拱架頂?shù)奈恢煤推鸸熬€的位置以及十字線(是指路線中線與其垂線所形成的十字線,在曲線上則是路線中線的切線與其垂線所形成的十字線),然后將分段兩端的兩個拱架定位。拱架定位時,應(yīng)將拱架頂與放出的拱架頂位置對齊,并將拱架兩側(cè)拱腳與起拱線的相對位置放置正確。兩端拱架定位并固定后,在兩端拱架的拱頂及兩側(cè)拱腳之間繃上麻線,據(jù)以固定其間的拱架。在拱架逐個檢查調(diào)整后,即可鋪設(shè)模板襯砌。圖8-162.邊墻及避人洞的襯砌放樣邊墻襯砌先根據(jù)路線中線點和水準點,按施工斷面各部位的高程,用儀器放出路基高程、邊墻基底高程及邊墻頂高程,對巴放過起拱線高程的,應(yīng)對起拱線高程進行檢核。如為直墻,可從校準的路線中線按設(shè)計尺寸放出支距,即可立模襯砌。如為曲墻,可先按1:1的大樣制出曲墻模型板,然后從路線中線按算得的支距安設(shè)曲墻模型板進行襯砌。避人洞的襯砌放樣與隧道的拱、墻放樣基本相同。其中心位置是按設(shè)計里程,由路線中線放垂線(即十字線)定出。3.仰拱和鋪底放樣仰拱砌筑時的放樣,是先按設(shè)計尺寸制好模型板,然后在路基高程位置繃上麻線,再由麻線向下量支距,定出模型板位置。隧道鋪底時,是先在左、右邊墻上標出路基高程,由此向下放出設(shè)計尺寸,然后在左、右邊墻上繃以麻線,以此來控制各處底部是否挖夠了尺寸,之后即可鋪底。4.洞門仰坡放樣隧道施工之前有路塹邊坡和洞門仰坡的放樣工作,路塹邊坡的放樣已在“路基放樣”一節(jié)述及,這里僅介紹洞門仰坡放樣。仰坡與邊坡在坡面上的放樣方法相同。即先把仰坡的坡腳線(相當(dāng)于邊坡的路肩線)按設(shè)計數(shù)據(jù)在地面上確定下來,在得到坡腳線高程和平面位置之后,再根據(jù)設(shè)計的仰坡坡度,即可定出坡頂線。這里著重介紹仰坡與邊坡的連接部分的放樣。它們的連接形式分為方角式和圓角式兩類。(1)方角式仰坡放樣如圖8-17所示,方角式仰坡放樣,主要是確定仰坡與邊坡的交線AB和CD。為此,就須確定交線AB和CD與路線中線方向的水平夾角φ和θ值以及兩交線的坡度1:M和1:N。圖中A、C為仰坡在洞頂?shù)钠履_點,AC為坡腳線,其位置由它的設(shè)計里程和洞門與路線中線的交角α或β確定,A、C點的高程為已知。仰坡的設(shè)計坡度為I:m,左、右邊坡的設(shè)計邊坡分別為1:nL、1:nR于是(8-24)及(8-25)以上公式是按斜交洞門推導(dǎo)的,適合于各種情況。如為正交洞門,則α=β=90°代人即可。方角式仰坡放樣可按以下步驟進行:①在現(xiàn)場根據(jù)仰坡坡腳線的設(shè)計里程定出坡腳線中線樁0。②將儀器置于0,按洞門與路線中線交角a或β及洞門主墻寬度AC(可由邊坡坡度和坡腳線高程計算)定出坡腳點A和C。③將儀器置于A,后視B點或C點,撥角(β+φ,定出AB方向。以同樣的方法定出CD方向。④測出A、C點的地面高程及測繪AB、CD方向的斷面圖。⑤根據(jù)A、C點的地面高程與設(shè)計高程之差圖8-17方角式仰坡確定其挖深。再由AB、CD的坡度l:M、1:N及斷面圖求得A至交線角樁B(AB方向與地面的交點)的平距和C至交線角樁D的平距。⑥由A、C點分別沿AB、CD方向量平距即可定出交線角樁B、D。⑦施工需要的其它邊樁、仰坡樁,亦可參照上述步驟定出。(2)圓角式仰坡放樣如圖8-18所示,仰坡與邊坡以錐體面相接者,稱為圓角式仰坡。兩錐體面的錐頂為仰坡坡角點A、C,錐底面(朝上)的邊線通常為四分之一橢圓,即圖中JL曲線和EC曲線。右邊橢圓長半徑a=AE,短半徑b=AG;左邊橢圓長半徑a=CL,短半徑b=CJ。由于左、右兩橢圓的長、短半徑相等,故兩橢圓完全相同。在計算放樣數(shù)據(jù)時,只需計算一套數(shù)據(jù),用于左、右橢圓的放樣。仍設(shè)仰坡的設(shè)計坡度為1:m,邊坡的設(shè)計坡度為1:n。,圖8-18圓角式仰坡洞門與路線中線的交角為β,錐體高為h,橢圓的長、短半徑可按下式計算:(8-26)當(dāng)長半徑方向AE(或CL)向右(或向左)偏0角時,向徑的長度為(8-27)設(shè)沿向徑P的坡度為1:N,則(8-28)放樣時一般在0°至90°之間每隔15°放一坡度線,這已足以控制連接部位的錐面。將0°、l5°30°、……、90°分別代人式(8-27)和式(8-28)依次計算各向徑ρ的長度及坡率N值,即可據(jù)以放樣出錐面。式(8-27)和式(8-28)是按斜交洞門、兩邊邊坡坡度相同的情況導(dǎo)出。當(dāng)兩邊邊坡坡度不同時,亦可按兩公式計算,但式中的n分別以nR、nL代入。當(dāng)洞門為斜交且m=n時,就不再連接J、L和G、E,而是直接將J、P和G、F以圓弧相連,如圖8-19所示。這時圓弧的半徑為nh,任何向徑ρ的值亦為nh,各向徑的坡度均為l:n。當(dāng)為正交洞門,且m=n時,則a=b=nh,即橢圓成為圓,各向徑P的坡度均為1:n。圓角式仰坡放樣與邊坡的放樣基本相同,當(dāng)坡腳點A、C定出后,在A、B兩點分別安置儀器,每隔15°撥出向徑方向,再按各向徑的坡度放出樁點。5.端墻和翼墻的放樣直立式端墻,洞門里程即是端墻里程。放樣時將儀器置于洞門里程中線樁上,放出十字線或斜交線即是端墻位置。圖8-18仰坡與邊坡坡度相同時如果端墻有1:n的坡度,則應(yīng)算出端墻基底的里程。的圓角式仰坡基底里程=洞門里程士nhh為基底與洞門

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