边坡开挖放样的测量方法——异心圆及圆变直数学模型

边坡开挖放样的测量方法——异心圆及圆变直数学模型

牛昭通1李昌凯2

（1.葛洲坝测绘地理信息技术有限公司443002；2.中国水利水电建设工程咨询西北有限公司710061）

摘要：随着施工的进行为了保证施工的进度，以及现场施工的需要，施工过程中会产生很多设计变更，为了成本的节约并保证底部结构不变，设计结构会发生各种变化，为了确保能够按照设计进行施工，测量工作起到了主导作用；例如：洞式溢洪道出口A区由原设计的3米水平马道变成带有纵向坡比的7米宽便道；如何进行便道下方边坡开挖的放样？

关键词：设计变更；边坡开挖；放样；测量

1引言

两河口水电站是中国藏区综合规模最大的水电站工程、拥有295米国内最高土石坝。

现阶段施工为前期边坡开挖，测量工作主要分为两部分，开挖测量与支护测量；外业：开挖主要工作为预裂孔（开口线）放样，覆盖层边线等的放样工作。支护主要分为锚索，锁口锚索，支护范围边界等的放样工作。内业：边坡开挖的工作位：边坡的验收、预裂孔、样架的校验，开挖方量的计算，覆盖层清理的方量计算；边坡支护的工作为：喷锚面积的计算，锚索孔放样。在施工过程中会遇到很多设计变更，所以开挖阶段测量的工作任务繁重，是整个工程进度的“舵手”，如何在这阶段做好工作？如何保证质量和进度？是现阶段要解决的问题。

2现场操作与数据处理

2.1精度分析

后方交会，通过三个已知控制点，记录三个方向和天顶距得出测站信息；边坡开挖要求的精度为开挖高度的2%，一般开挖边坡每个梯段的高差为25米，因而要求的规范为50厘米，所以应用角度后方交会的方法能够满足现场开挖精度的要求。

2.2设站选择

选点时，要求点必须和三个以上的已知控制点通视，要求最不利的图形的点位中误差大于交会角=时点位中误差的两倍，即交会角。

选点时要求点的位置要选在土质坚实，目视尽量可以覆盖整个测量区域。

2.3具体观测

开口线放样放样原则，为保证下一层马道，所以一般按照下一层马道的内边线进行推算。但对于圆弧变直线，异心圆等的推算是根据坡比的定义来进行解算放样的。

2.3.1圆变直

如图1，（洞式溢洪道出口A区为例）已知斜马道纵坡坡比为3.4%，起点K1点高程为EL.2898.00,终点K2点高程为EL.2898.57，斜马道外边线为以圆心O（15.41,45.32）的圆弧。A点，B点为EL.2875.00马道的内边线。对斜马道以下至EL.2875.00的边坡进行检查。

图1A区边坡开挖设计图

可以把A,B点的坐标设为参考线，根据公式：

X=（1）

Y=（2）

S=（3）

=Arctan(/2&pide;29.75）（4）

=2（5）

N=*π&pide;180*29.75（6）

Z=N*3.4%+2898.00（7）

K=Y&pide;（Z-2875）（8）

M=O-K*（H-2875）（9）

M——为超欠挖尺寸。（正值为超挖，负值为欠挖）

——为横偏。

——为纵偏。

H——为实测高程。

Z——为纵偏对应的设计高程。

Θ——为圆心角的一半。

K——为设计坡比。

计算程序为：

Lbl1

“zong”?X:

“heng”?Y:

“gaocheng”？H:

LX:

-Y:

:

:

2*AB:

“HUCHANG”：B*π&pide;180*29.75N◢

“GAOCHENG”：N*3.4&pide;100+2898Z◢

“POBI”:Y&pide;（Z-2875）K◢

“CHAOQIANWA”:O-K*(H-2875)M◢

Goto1

3结论

根据坡比定义可以解决一些复杂变坡的测量放样，在现场多变的情况下，为了满足现场的施工要求，所以新的技术手段是适应当今经济发展的基础，并为企业的长期发展和创新提供了技术支持。

4方法拓展

对于这种边坡放样的方法，可以解决一些复杂的数学模型，并提供理论依据。此法还适用于其它变坡，异心圆，椭圆等复杂结构的边坡开挖放样。有待于简便公式；另外有待于推广应用到双曲线，抛物线等一些不常见的数学模型方向。

5结语

应用这种方法，可以应对一般的异心圆，椭圆等变坡的边坡开挖放样。而且运用不同的方法可以提高效率，提高精度，而且为施工的多样化提供了技术支持。突出了测量的价值。

6致谢

感谢两河口的项目经理陈学淼，对我工作和生活上的支持和帮助，副经理田四川对我工作上的帮助，感谢两河口项目部的全体同事的帮助和理解，让我在这里得到成长和锻炼。

参考文献

[1]DL/T5173-2003,《水电水利工程施工测量规范》。

[2]李青岳，等.工程测量学[M].北京：测绘出版社，1995。

作者简介

牛昭通(1988-)，男(汉族)，内蒙赤峰市人，助理工程师，本科，水利水电施工测量。