卡西歐5800P計算器隧道施工測量程序設(shè)計

1、卡西歐5800p計算器隧道施工測量程序設(shè)計王慶軍隨著鐵路、公路建設(shè)的快速發(fā)展，我國隧道建設(shè)的施工技術(shù)也大幅度提高，由于工期緊迫促成測量放樣的過程也是一個重要環(huán)節(jié)，如果再采用普通的尺距法不僅僅降低了放樣效率還造成了輪廓線的放樣精度，導(dǎo)致開挖掘進造成隧道超欠挖，所以現(xiàn)在通過卡西歐編程計算器結(jié)合帶紅外線的全站儀進行配套操作，這樣不僅提高了施測效率還保證了放樣精度，現(xiàn)通過本文分析講解隧道超欠挖的計算原理和程序設(shè)計。何為超欠挖？：隧道超欠挖分為（超挖和欠挖），超挖即為隧道開挖輪廓線大于隧道設(shè)計輪廓線，欠挖即為隧道開挖輪廓線小于隧道設(shè)計輪廓線。超欠挖的影響：隧道超欠挖不止直接影響到了施工進度、安全質(zhì)量，還

2、會讓開挖費用增加，更重要的是由此造成了過量超填混凝土的費用。超挖在實際施工中由于重視不夠或方法不當(dāng)，以至于在施工過程中會不知不覺地提高工程成本，從而也減少了應(yīng)得的利潤。超欠挖是如何產(chǎn)生的？在目前的隧道施工中，掘進技術(shù)有兩種方法，一種是傳統(tǒng)的“鉆爆法（開挖臺階法）”；一種是“全斷面掘進法（盾構(gòu)掘進法）”。受各種條件的制約，“鉆爆法”仍是山區(qū)隧道施工的主要掘進方法。所以隧道超欠挖的形成也是不可避免的，下面講述一下形成超欠挖的三種情況。1、巖層變化：由于隧道開挖過程中隨著巖層的變化，地質(zhì)條件和圍巖裂隙的發(fā)生會出現(xiàn)不可避免的超欠現(xiàn)象，所以巖體是超欠挖的主要因素之一。 2、爆破方式：由于工作面

3、（掌子面）是一個不平整的巖體面，導(dǎo)致鉆孔間距控制不當(dāng)或間距過大、過小，容易影響其他孔位的爆破效果，或者由于裝藥結(jié)構(gòu)控制不當(dāng)和掏槽不合理也會造成隧道超欠現(xiàn)象。  3、測量放線：由于隧道測量放線過程中能見度低，操作有限，測量人員進入隧道測量時導(dǎo)致前后視照準(zhǔn)誤差，同時因為掌子面的凹凸不平畫輪廓線時也會產(chǎn)生偏離現(xiàn)象。  如何正確實施隧道測量工作？隧道測量工作應(yīng)由專業(yè)測量人員測量，根據(jù)設(shè)計院給定的坐標(biāo)控制點和高程控制點進行建立導(dǎo)線控制網(wǎng),并按規(guī)定程序檢查驗收,對施測人員實行詳細(xì)的圖紙交底和方案交底,所有施測的工作進度根據(jù)項目進度計劃進行安排。在隧道施工過程中,為了

4、保證開挖、初期支護及二次襯砌后的凈空滿足設(shè)計規(guī)范要求，必須對已完工的主體工程進行全斷面檢查，現(xiàn)場檢查一般采用帶紅外線的全站儀在現(xiàn)場實測三維坐標(biāo)進行檢查。對于測量數(shù)據(jù)應(yīng)及時反饋到現(xiàn)場施工管理人員，以便及時控制開挖及襯砌凈空標(biāo)準(zhǔn)。 通過以上對隧道超欠挖的了解及形成和影響，如何正確施測和控制等，現(xiàn)在就談?wù)勊淼莱吠诘挠嬎阍怼ＴS多測量人員會把超欠挖點位檢測和掌子面輪廓線放樣程序顛倒不分，其實隧道超欠挖計算屬于檢測點至該圓弧所對的圓心的半徑與設(shè)計圓心半徑的差值，而隧道輪廓線放樣則是放樣點至設(shè)計輪廓線邊緣的水平距離差值。超欠挖計算原理：隧道超欠挖檢測的計算原理主要是通過三角函數(shù)所求，即由三角形

5、的邊角關(guān)系求出對應(yīng)的邊長和理論邊長值產(chǎn)生的差值。 超欠挖檢測數(shù)學(xué)模型  超欠挖實測模型 從“超欠挖檢測數(shù)學(xué)模型”圖中可以看出x為大于設(shè)計輪廓線位置，表示該點為超挖，可以通過以下方式及公式進行求解得出x差值。1、      先通過tan-1求出夾角。2、      再通過cos求出邊長c。3、      用邊長c減去r半徑得出x差值。示例：假如a=4.8142、b= 6.026m

6、、r=6.96m，求x？計算公式如下：x=a÷cos（tan-1(b÷a)）-rx=0.753m從計算式得出該檢測點比隧道設(shè)計輪廓線大0.753米，屬于隧道超挖。輪廓線放樣原理：隧道開挖輪廓線放樣的計算原理主要通過直角三角形的兩直角邊的平方和等于斜邊的平方原理進行求解。（俗稱勾股弦定理）數(shù)學(xué)公式中常寫作a2+b2=c2（即勾的平方加股的平方等于弦的平方）。勾股定理圖示    輪廓線放樣數(shù)學(xué)模型   說明：放樣點為現(xiàn)場開挖實測掌子面實際點位，x為超挖寬度，通過計算出x寬度然后將該點水平移動到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)輪廓線位

7、置即可。方  式：1、   通過全站儀（配合紅外線或反射片）直接測出放樣點坐標(biāo)X、Y和高程Z。2、   用卡西歐編程計算器反算出放樣點的實際里程和該點距隧道中心線水平距離d。過  程：a）用放樣點實測高程Z減去O1點圓心設(shè)計理論高程得出高度a。b）斜長c等于圓心理論半徑R，求b長度，公式：c）求x寬度，公式： 示例：放樣點至隧道中心間距d= 6.026m、放樣點實測高程Z=314.8142m、O1圓心高程H=310.0000m、O1圓心理論半徑c=6.96m，通過以下公式求解！x=&#

8、160;x=1.000m從以上計算式中得出現(xiàn)場放樣點距設(shè)計理論輪廓線的水平距離為1m，說明放樣點需要向設(shè)計輪廓線內(nèi)移動1m才是放樣的標(biāo)準(zhǔn)位置，然后將所有放樣的點位用線形鏈接起來即成了掌子面開挖輪廓線。輪廓線放樣數(shù)學(xué)模型    超欠挖程序設(shè)計：通過以上了解相信各位對隧道超欠挖和隧道輪廓線放樣的方式并不陌生了，現(xiàn)在對隧道輪廓線的放樣程序進行設(shè)計。程序適用：CASIO fx-5800P工程測量編程計算器程序主題：隧道開挖輪廓線放樣程序準(zhǔn)備工作：1、公式：路線坐標(biāo)正算、反算公式，路線縱坡計算公式，勾股定理公式。2、工具：CASIO fx-5800P工程測量編程計

9、算器。3、數(shù)據(jù)：隧道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖、放樣點實測三維坐標(biāo)X、Y、Z數(shù)據(jù)。 雙線隧道橫斷面設(shè)計圖  關(guān)于坐標(biāo)正算公式，坐標(biāo)反算公式，縱坡計算公式見相關(guān)測量書籍。程序建立：程序設(shè)計需要有一個明確的思路和合理的方法，然后通過結(jié)合數(shù)學(xué)計算模型進行程序化語言編譯。通過本文了解到超欠挖的計算原理分析后，現(xiàn)在運用程序語言采用線元法進行設(shè)計和編譯，超欠挖程序主要分為（主程序和子程序）共11個，其中TYQXJS為運算主程序，其他均為調(diào)用子程序。 主程序TYQXJS（入口程序）1. 1-N=0ZD,=1SD1,=2SD2”（1-N=0現(xiàn)場輸入線元數(shù)據(jù)。=1,2,3.等進入各線路數(shù)

10、據(jù)庫提取數(shù)據(jù)進行計算）2. Deg:Fix4:20DimZ（擴充變量）3. “TYQXJS:1-N”?Z5(輸入線路代碼，比如數(shù)字1,2,3,4分別表示a,b,c,d線路，并儲存在變量Z5中，對于具體的線路項目，用戶可參照自行決定對應(yīng)關(guān)系)4. IfZ5=0:Then “X0”?U:“Y0”?V:“S0”?O:“F0”?G:“Ls”?H:“Rs”?P:“Rn”?R:“Q”?Q:If End5. Cls:“1:SZXY,2:XYSZ”?Z6:Z6=2Goto2(1為坐標(biāo)正算，放線計算。2為里程偏距計算)6. “CZX=”?M:“CZY=”?N(置儀點坐標(biāo))7. Lbi0:“Kp”K8. Z5&g

11、t;0=>Prog“TYQXJS-DATA”:Abs(K-O)W9. Prog“TYQXJS-SUB1”10. Lbi1:90Z:“JJ=0Kp”?Z:Z=0Goto0:“JB=”?B(輸入夾角和偏距，夾角為0時輸入下一個樁號)11. If B0:Then Res(AbsB,Z4+Z-180):Else Rec(AbsB,Z4+Z):IfEnd12. X+IZ7:Y+JZ813. Pol(Z7-M,Z8-N):J0J+360J14. 1T:Prog“TYQXJS-XS”15. Lbi3:“S=”?S:I-SS If Abs(S)0.01:Then Goto3:Else Goto1:IfE

12、nd16. Lbi2:“Xm=”?X:“Yn=”?Y:”SXG=”?Z17:“Kp=”?K（輸入實測坐標(biāo)及附近樁號）17. Z50Prog“TYQXJS-DATA”18. Prog“TYQXJS-SUB2”19. 2T:Prog“TYQXJS-XS”20.”Z1=”?Z:Z=0Goto2:Prog”BPEH-DATD”:Prog”BPEH-BPH”(Z=0返回進行里程，偏距計算。Z0進入高程計算)21:Prog”SOIDAO-DATA（隧洞數(shù)據(jù)庫路由引導(dǎo)）22.Prog” SOIDAO”(進行隧洞超，欠挖計算)23.Goto2TYQXJS-SUB1（坐標(biāo)正算子程序）11÷PC：（P-

13、R）÷（2HPR）D：180÷EA:0.3260725774Z1:0.0694318442S:0.3300094782L:1-LZ2:1-SZ33.U+W(ACos(G+QESW(C+SWD)+Z1Cos(G+QELW(C+LWD)+Z1Cos(G+Z2QEW(C+Z2WD)+A Cos(G+Z3QEW(C+Z3WD)X（計算點X坐標(biāo)）4.V+W(ASin(G+QESW(C+SWD)+Z1Sin(G+QELW(C+LWD)+Z1Sin(G+Z2QEW(C+Z2WD)+A Sin(G+Z3QEW(C+Z3WD)Y（計算點Y坐標(biāo)）5.G+QEW(C+WD)Z4（計算點切線方位角

14、）TYQXJS-SUB2（反算里程和邊距子程序）1 XI：YJ2 Abs(J-V)Cos(G-90)-(I-U)Sin(G-90)W:0B3 Lbi0:Prog”TYQXJS-SUB1”4 (G-90)+QEW(C+WD)L5 (J-Y)CosL-(I-X)SinLB6 If AbsB10(-6):Then Goto1:Else W+BW:Goto0:IfEnd7 Lbi1:0B:Prog“TYQXJS-SUB1”8 (J-Y)÷Sin(Z4+90)B9 O+WK:BB(K為反算樁號，B為偏距)TYQXJS-DATA（路由器）1.If Z5=1:Then Prog“TYQXJS-DA

15、T1”:Goto1:IfEnd(調(diào)用線路一數(shù)據(jù)庫據(jù))2.If Z5=2:Then Prog“TYQXJS-DAT2”:Goto1:IfEnd（調(diào)用線路二數(shù)據(jù)庫據(jù)）3.If Z5=3:Then Prog“TYQXJS-DAT3”:Goto1:IfEnd（調(diào)用線路三數(shù)據(jù)庫據(jù)）4.If Z5=4:Then Prog“TYQXJS-DAT4”:Goto1:IfEnd（調(diào)用線路四數(shù)據(jù)庫據(jù)）5.。（根據(jù)實際項目情況增減線路）6.Cls:Locate 4,2,“TYQXJS-ERROR”7. Stop(線路不存在，則警告后終止運行)8.Lbi1：MatB1,1O:MatB1,2U:MatB1,3V:Mat1

16、,4G:MatB1,5H:MatB1,6P:MatB1,7R:Mat1,8Q(將線元數(shù)據(jù)賦值給相關(guān)變量。O線元起點程，U,V線元起點坐標(biāo)，G線元起點切線方位角，H線元長度，P線元起點半徑，R線元終點半徑，Q線元左右偏標(biāo)志，左偏取-1，右偏取+1，直線段取0)TYQXJS-XS（顯示子程序）1. Cls:If T=1:Then “X=”:Locate 4,1,Z7:“Y=”:Locate 4,2,Z8:Fix4:“FJ=”:Locate 4,3,J°:“HD”:Locate 4,4,I EfEnd2. If T=2:Then “K=”:Locate 4,1,K:“B=”:Locate

17、4,2,B IfEnd線元法數(shù)據(jù)庫子程序（TYQXJS-DAT1,2,3）的格式1 If K線元計算終點樁號：Then線元起點樁號O,線元起點U(X)坐標(biāo)，線元起點V(Y)坐標(biāo)，線元起點切線方位角G,線元長度H,線元起點半徑P,線元終點半徑R,線元左右偏標(biāo)志QMatB:Return:IfEnd2 根據(jù)以上格式，編寫1-N各線元數(shù)據(jù)庫3 Cls:Locate6,2,”KPOUT”(若輸入的樁號不在匝道范圍內(nèi)，則提示警告)BPEH-DATA（縱斷面數(shù)據(jù)庫路由引導(dǎo)子程序）1. If Z5=1:Then Prog“BPEH-BPH1”:Goto1:IfEnd（調(diào)用線路一數(shù)據(jù)庫據(jù)）2. If Z5=2:

18、Then Prog“BPEH-BPH2”:Goto1:IfEnd（調(diào)用線路二數(shù)據(jù)庫據(jù)）3. If Z5=3:Then Prog“BPEH-BPH3”:Goto1:IfEnd（調(diào)用線路三數(shù)據(jù)庫據(jù)）4. If Z5=4:Then Prog“BPEH-BPH4”:Goto1:IfEnd（調(diào)用線路四數(shù)據(jù)庫據(jù)）5. (根據(jù)實際項目情況增減線路數(shù)目).Lbi1:MatC1,1H:MatC1,2M:MatC1,3I:MatC1,4J:MatC1,5R（將豎曲線數(shù)據(jù)賦值給相關(guān)變量）BPEH-BPH（縱斷面高程計算子程序）1. R×Abs(J-I)÷2T:M-KC:1F2. If IJ:Th

19、en -1F:IfEnd3. If KM-T:Then 0Z:IP:Goto1:IfEnd4. If KM-T And KM:Then 1Z:IP:Goto1:IfEnd5. If KM And KM+T:Then 1Z:JP:Goto1:IfEnd6. If KM+T:Then 0Z :JP:Goto1:IfEnd7. Lbi1:H-CP+ZF(T-AbsC)2÷(2R)V （設(shè)計高程）縱斷面豎曲線數(shù)據(jù)庫子程序格式（BPEH-BPH1,2,3,4）1. If K豎曲線計算終點樁號：Then豎曲線頂點高程H,豎曲線頂點樁號M，豎曲線前縱坡I，豎曲線后縱坡J，豎曲線半徑RMatC:Re

20、turn:IfEnd2. IfK豎曲線計算終點樁號: Then根據(jù)實際項目情況編寫豎曲線數(shù)據(jù)庫MatC:Return:IfEnd3. Cls:Locater4,2,”BPH-OUT”隧道數(shù)據(jù)庫路由引導(dǎo)子程序（SOIDAO-DATA）IfZ5=1:ThenProg” SD-LX1”:Return:IfEnd（調(diào)用隧道一數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)）IfZ5=2:ThenProg” SD-LX2”:Return:IfEnd（調(diào)用隧道二數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)）隧道超欠挖數(shù)據(jù)庫子程序名：（SD-LX）？Z9    （設(shè)計線路中心與隧道中心偏距，左偏為負(fù)，右偏為正數(shù)，相等為0）？Z10 

21、60;   (O11圓心半徑)？Z11     (O22圓心半徑)？Z12  (O11圓心點高程與設(shè)計點之高程差)？Z13  (O22圓心點高程與設(shè)計點之高程差)？Z14  (O11圓弧最小高程與設(shè)計點之高程差，低于設(shè)計高取負(fù)值。)？Z15  (O22圓弧最小高程與設(shè)計點之高程差，低于設(shè)計高取負(fù)值。)？Z16  (O12圓心距隧道中心間距)  隧道輪廓線放樣子程序：（SOIDAO）Z12+VZ12Z13+VZ13Z14+VZ14Z15+

22、VZ15（中間值加上計算高差進行賦值）IfZ17>Z12+Z10：ThenCls：Locate 2,2,H>CFW？Goto 4：IfEnd（判斷語句，當(dāng)放樣點高程大于O1圓心高程加O1圓心半徑時則提示該語句H>CFW？，然后結(jié)束運行）IfZ17<Z15：ThenCls：Locate 2,2,H<CFW？Goto 4：IfEnd（判斷語句，當(dāng)放樣點高程小于O2圓弧最小高程時則提示該語句H<CFW？，然后結(jié)束運行）IfZ17Z14：Then Goto 1：IfEnd（判斷語句，當(dāng)LZ6時則跳轉(zhuǎn)至Lbl 1語句）IfZ17Z15：Then Goto 2：IfEnd（判斷語句，當(dāng)LZ7時則跳轉(zhuǎn)至Lbl 2語句）Lbl1：Abs(Z17-Z12)L：If LZ10：Then （L2-Z102）I：Else （Z102-L2）I：IfEnd：0J：Goto 3Lbl2：Abs(Z17-Z13)L：If LZ11：Then （L2-Z112）I：Else （Z112-L2）I：IfEnd：Z16J：Goto 3Lbl3：If B>0：Then Abs(B)-Z9-I-JV：Else Abs(B)+Z9-I-JV：IfEndCls：CQW=：Locate 5,1,V（顯示超欠計算結(jié)果，正數(shù)為大于設(shè)計輪廓