1 概述:
四川省都江堰至汶川高速公路, 地处川西平原与川西高原的交汇处, 是国道213线和317线的共同段, 紫坪铺隧道则是进入高原的咽喉, 号称川西第一隧, 设计为双向四车道, 分左右洞设计, 左右洞设计线间距30米, 两洞线间距39.5米, 全长4111米。其中我段施工进口段左洞LK13+350—LK15+990, 全长2632米, 右洞K13+385—K15+900, 全长2512米, 全部位于直线段。
2 施工放样:
2.1 内业计算:
经控制测量得出的坐标是大地坐标, 由于本隧道为直线隧道, 为了施工方便, 建立以隧道前进方向为0°方向角, 即里程为纵轴坐标, 垂直于纵轴线方向为横轴坐标。 (以下简称施工坐标) , 这样我认为既简单又方便。
以右洞为例, 设计资料:J D 1 1 (3 4 3 1 7 2 0.3 1 7 2, 365316.4577) , JD里程k13+000.904, a左30°25′14.52″, R750米, L0长195米, T301.9354米, HZK13+292.175。K1 (3431927.5958, 364979.6969) , K6 (34322197.9716, 364514.1477) , K15+900 (3433199.8775, 362810.9424) 。
计算过程为:J11、K15+900坐标算出隧道前进方位角300°33′45.93″, K1, K15+900坐标算出方位角, 300°23′51.58″, 距离S (2514.3979) 。由于控制线在隧道左侧, 让它平移至隧道中线即右移4.75米 (即隧道中线) 。此方位角与隧道前进方位角 (夹角a=0°09′54.35″) , 转换后里程=k15+900-cosa×s=k13+385.613, 横向=sina×s-4.75=2.495
K15+900
其它点计算与K1一样, 为了确保计算结果的正确性, 需进行验算, 验算方法:以JD11代替k15+900与K1坐标反算得出方位角 (301°36′45.3″) , 距离S (395.4393) , 此方位角与隧道前进方位角之差 (夹角A=1°02′59.37″) , 转换后里程=COSA×S-T+HZ=K13+385.613。横向计算一样, 横向=sinA×S-4.75=2.495米。
需要说明的是由于取位上的原因, 计算结果存在1mm—2mm的差别, 验算无误即可使用。另外, 如果减出的得数是负值, 那么就等于在隧道中线左边了, 反之为隧道右边了。举例说明如导线点K6 (3432197.9716, 364514.1477) 与k15+900两点坐标算得出方位角 (300°27′57.8″) , 距离S (1976.0374) , 与隧道轴线两方位角之差 (夹角B=0°05′48.13″) .转换后里程=k15+900-COSB×S=k13+923.965, 横向=sinB×S-4.75=﹣1.415米。
2.2 外业放样, 使用转换后的坐标, 测出的数据即三维坐标 (即此点里程相对应的隧道中线里程、横向位置以及高程) , 计算简单、施测方便、快捷, 不需要传统的坐标放样, 直接测量即可。
举例 (1) 、开挖面施工测量, 传统的是5寸台阶法定出隧道中线, 画出施工轮廓线, 目前利用CAS10FX-4800P等型号的计算器编程, 施测出的点对应到隧道断面与施工测量出的每一个点 (里程、距中线宽度、高程) 即可算出它的对应开挖面的位置, 按显示结果, 指挥光标 (或棱镜) , 挪到位置即可定出断面轮廓。
举例 (2) 、右洞水沟电缆槽, 设计为横向偏离隧道中线左4米, 而测得该点宽度为左3.985米, 那么移动棱镜左0.015米即可, 根据里程算得它的设计高程再与实测得的高程比较即可知此点填挖量。
3 结束语:
我认为, 由于使用施工坐标, 在隧道的任何位置都可以转点, 现场计算简单, 施测方便, 在实例中采用此法, 右洞在SK15+900处贯通, 贯通误差为:横向19mm, 纵向18mm, 高程25mm。左洞在Lk15+990处贯通, 贯通误差横向为22mm, 纵向29mm, 高程1mm.
本人水平有限, 如有错误, 请批评指正。
下表为隧道工程的贯通限差 (《测规》GB50026-2007) 第96页
摘要：直角坐标法施工放样
关键词：坐标转换,放样
参考文献
(1) 白迪谋主编西南交通大学出版社出版《交通工程测量学》1996
(2) 章子寿, 陈福山:测量学教程, 测绘出版社, 1991年