隧道工程测量，多半时间是在隧道里工作，但是隧道里的工作环境一般都比较恶劣，比如：光线比较暗、空气质量差、路面不平且有明沟和暗沟以及有时还会出现和别的工作之间的平行、交叉作业，这都给测量工作的进展和精度带来了一定的影响和挑战，所以在隧道里面工作我们必须熟练掌握隧道测量的方法和技巧，能够及时准确的完成每一次测量工作。

每次进洞之前要备好以下测量工具：测量仪器（主要包括红外线激光全站仪、配套脚架、单棱镜及配套简易脚架）、强光探照灯及其他辅助测量工具，其中强光探照灯是必不可少的辅助工具，杜伯华工程是中国水电总公司总承包的工程，我们使用的是TOPCON GTS-601LP、SOKKIA SET230RG全站仪，其中SOKKIA SET230RG全站仪是测程能达500米红外线激光全站仪，这样可样方便在洞中找出放样点。

(二)隧道测量的程序及运用

因为隧道测量是三维的测量工作，仅仅用普通的全站仪里面的程序不能很好的进行测量工作，所以我们需要配合科学计算器，现在一般运用较多的有CASIO4500、CASIO4800、CASIO4850等型号的编程计算器。

现在的隧洞一般多为直线型和弧线型，在隧道测量测量工作中我们要根据现场的要求来进行编程。

直线段马蹄形隧洞的应用程序：

文件名:MTX1

Fix3：Lab0：｛NEZ｝ ：｛XY｝

Pol（N-X，E-Y）：

S=L-I*Cos(J-A)

Q=I*Sin(J+180-A)

O=Z+(L-S)*i

Z≥O→C=√((Z-O)2+Q2)

≠→W=√((AbsQ+R)2+(O-Z)2)

Goto 0

程序使用说明：

1、 Fix指定小数点后取值位数；

2、 NEZ起始点的坐标，XY待测任一点的坐标（变量）；

3、 Pol直角坐标向极坐标变换；

4、 S测点的桩号，L起始点的桩号，J方位角，A为测点与起始点的连线与轴线的夹角

I是测点到起始点的距离、Q是测点到垂直于圆心半径的距离，Z、O分别为已知点和半圆圆心点的高程，i洞子的坡度；

5、C、W分别为上半圆和下部圆弧的半径。

注：在测量过程中本程序的使用点为C、W的数值变化，因为设计时上下部的半径都是一个固定的常数，所以在测量过程中通过对上下圆弧线上的点进行测量，然后把测量的点位数据输入计算器中，通过程序的计算得出C、W的值，再和已知半径向比较，如果和已知半径的数值相同，说明测点为圆弧上的点，就可以在掌子面上做油漆标记了，一般每隔50cm左右做一个点，这样下来这个断面放线就算完成了。

圆弧段马蹄形断面隧洞的应用程序

文件名:LX1

Fix3：Lab0：｛NE｝ ：｛XYZ｝

Pol（N-X，E-Y）：

S=L+3.14*R*(J-A)/180

Q=I-R

O=E1+M1+(S-L)*i

Z≥O→P=√((Z-O)2+Q2)

≠→W=√((AbsQ+M2)2+(O-Z)2)

Goto 0

程序使用说明：

1、 Fix指定小数点后取值位数；

2、 NEZ起始点的坐标，XY待测任一点的坐标（变量）；

3、 Pol直角坐标向极坐标变换；M1起始桩号处的底板到半圆圆心的距离

4、 S测点的桩号，L起始点的桩号，J方位角，A为测点与起始点的连线与轴线的夹角（在使用时注意把角弧度Rad作为缺省单位，在计算器角度测量单位选单中切换即可），I是测点到圆弧圆心的距离、Q是测点到垂直于圆弧半径的距离，Z为马蹄形断面上任一点的高程、O为上半圆圆心点的高程，E1为起始桩号处的底板高程(定值)，M1起始桩号处的底板到半圆圆心的距离(定值)，i洞子的坡度, M2为下部圆弧的圆心到上部圆心的距离(定值).

5、C、W分别为上半圆和下部圆弧的半径。

6、在使用本程序的时候，注意几个转折的地方，一是使用本程序前一定要把角弧度Rad作为缺省单位；二是测点时注意图形的转折点,这样打出来的洞形才会更加标准.

坐标反算：

L1 NE:Fixm:｛XY｝

L2 Pol（N-X，E-Y）

L3 W＜O W=W+360

L4 IntW+0.01Int(60Frac W)+0.006 Frac(60Frac W)

说明：

1、 本程序用于计算直角坐标值已知的两点间的边长和坐标方位角。

2、 起算点和目标点的坐标分别为（N，E）、（X，Y）。

3、 起算点改变时应重新调用程序以改变N，E的值。

4、 边长值和方位角分别自动存放在“V”和“W”中。

“W”的单位为：度“ °”。

边角后方交会

L1 NEXY：Lbl5: ｛ABC｝

L2 Pol（N-X，E-Y）

L3 Q=90(1-K)+K Sin-1(S Sin P/V)

L4 T=W+180-P-Q

L5 Rec(S,T):X=N+V Y=E+W

L6 Goto 5

说明：

1、 测边的已知点作为P1（N，E），未测边的点作为P2（X，Y）。

2、 K=-1。

3、 P是以测边方向为起始方向，顺时针观测另一个已知点方向的右角。

4、 理想图形要求实测的S边相对于已知边P1P2越短越好，角P越接近180°越好。

(三)、测量人员的安排及测量过程

在隧道测量工作中，测量人员的安排是有一定规定的，因为没一个人都有一定的作用，一般内放样人员需要4人，带班一人，辅助3人，每人的具体分工为：一人观测、一人纪录、一人扶棱镜、一人做点。

仪器架设在待测断面前，不宜距离掌子面太近，也不宜太远，太近了由于刚爆破不久，岩石还不太稳定，影响人员和仪器的安全，太远不利于无棱镜观测；由于仪器受洞内的温度、湿度以及机械的干扰很大，所以测量过程中要不断的查看仪器的气泡是否居中，及时调整，以免影响测量精度。在观测时一般用后方交会的方法来进行施工放线比较简单省时，我们在此工程中基本都是这样进行的。

五、开挖断面超欠挖的测量、内业成图及方量计算

(一)外业测图

此工程业主要求施工单位每5米测一个断面，用以检查超欠挖的状况，我们采用的方法是在洞轴线上的大致位置架设全站仪，仪器整平后,调用SOKKIA SET230RG全站仪内存里的后方交会测量程序,以已知的两个控制点为后视点,很容易就能测出仪器架设处的坐标,把所测的坐标记下或存入全站仪中,然后利用所测的坐标进行测站设置:然后配合CASIO4800计算器内编制的隧洞测量程序,把距仪器前后10-30米范围内每5米一个断面的桩号测出来,并标在洞子两侧,接下来就可以测断面了,测断面的时候一定要有一个测量人员在所测断面处进行指挥,不要让激光偏离断面太远,记录人员要记好每个断面的起止点号,此项工作如果大家能配合紧密的话,一般每个断面只需1-3分钟就能测完,所测的坐标数据能够自动存储在全站仪内存中.

(二) 内业处理数据

外业结束后,通过全站仪的内存数据传输到计算机上后为GIS格式,传输完毕后,打开数据文件,把所有数据复制到记事本文件中,然后保存, GIS格式就转化为DAT格式的数据文件了,然后把数据文件打印出来,并在相应的点号范围内标出每个断面的桩号.

(三) 计算数据

接下来的工作就要进行数据的计算和整理了,绘图数据包括偏中距离和断面上每点的高程,高程已测出, 偏中距离可以利用计算器内编制的隧洞测量程序算出,此程序设置的偏左距离为负数,偏右距离为正数,整理完这些数据后,把偏中和高程数据整理好,并在每个点的数据前面加上”@”,在高程后面加上”;”,保存.

(四) 绘制断面图,计算方量

下面的工作就是绘制断面了,绘制开挖断面之前,先在CAD中绘制出每一个断面的设计开挖的标准断面和底板高程,然后再利用已算好的断面数据和CAD绘制多段线命令来绘制实际开挖断面,每绘好一个,把它复制到相同桩号的标准断面中,比较两者的区别,再用创建块命令对超欠挖部分创建块,再用查询命令查处超欠挖块的面积,输入EXCEL表格中,利用平均断面法算出相邻两断面的平均面积,, 相邻两断面的平均面积乘以断面间距即为两断面间的超欠挖体积,再进行求和,就能算出超欠挖的方量.

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知识点：隧道测量方法及程式