[发明专利]一种隧道断面的超欠挖面积获取方法

权利要求书

1.一种隧道断面的超欠挖面积获取方法，其特征在于，

包括如下步骤：

S1、建立隧道断面坐标系，将隧道断面设计线的设计数据根据构成隧道断面设计线的不同曲线段的连接顺序以及相邻两曲线段连接处的设计切线角，按积木法从坐标原点按所述隧道断面设计线里程增加方向依次确定隧道断面设计线各曲线段之间的相互关系，即得到隧道断面设计线的线路定义文件；

S2、通过测量获取目标线路里程的隧道断面实测线上若干测点在线路坐标系中的坐标，标记为原始坐标，根据目标线路里程的隧道断面与线路的关系，反算得到若干所述测点在所述隧道断面坐标系的坐标数据，标记为第一坐标；

S3、通过反算所述第一坐标在所述隧道断面设计线上对应的坐标数据，标记为第二坐标，同时获得所述第一坐标对应于隧道断面设计线的里程和偏离隧道断面设计线的偏离值；

S4、根据步骤S3得到的坐标数据，按里程排序后，将隧道断面设计线各连接点坐标按里程大小顺序插入排序后的所述第二坐标中，得到包括隧道断面设计线各连接点坐标在内的第二坐标，标记为新第二坐标，从而得到由若干折线组成的隧道断面实测线和隧道断面设计线；计算所有隧道断面实测线与隧道断面设计线相交的交点坐标，标记为第三坐标；

S5、根据相邻的两个第三坐标、相邻所述第三坐标之间的所述第一坐标以及所述新第二坐标的数据，即可计算超挖或欠挖面积；累计所有交点之间的所有超挖、欠挖面积，即可得到目标里程隧道断面的超挖、欠挖面积。

2.根据权利要求1所述的隧道断面的超欠挖面积获取方法，其特征在于，所述隧道断面设计线的线路定义文件具体的数据格式如下所示：

l₀ r₀ α₀ t₀ x₀ y₀

l₁ r₁ α₁

....

l_i r_i α_i

其中，l_i表示隧道断面设计线上不同曲线段首尾连接点处的里程，r_i表示对应的曲率半径，α_i表示该里程处的设计切线角；其中i为自然数。

3.根据权利要求1所述的隧道断面的超欠挖面积获取方法，其特征在于，步骤S2中，所述第一坐标通过如下方式获取：

S21、根据所述线路定义文件，获取隧道断面设计线的隧道中心线偏离线路平面中心线的水平偏离值s以及隧道断面设计线的拱顶偏离线路高程设计线的高程偏离值h；

S22、根据线路高程设计线，计算所述隧道断面的线路里程L对应线路高程设计线的高程值H；

S23、通过测量设备，获得所述隧道断面实测线上各测点在线路平面设计线坐标系中的坐标(X_i、Y_i)，即原始坐标，以及每个所述原始坐标对应的高程值H_i；

S24、根据上述原始坐标数据、高程H_i的数据以及隧道所在线路的关系，反算得到各原始坐标对应的线路里程L和水平偏距D_i；

S25、将步骤S24中反算得到的里程L对应的隧道断面各测点的水平偏距D_i和高程H_i，按照下式转化得到所述原始数据在隧道断面坐标系的坐标(x_i、y_i)，即第一坐标：

式中x_i、y_i分别为隧道断面实测线各测点的第一坐标；

D_i、H_i分别为隧道断面实测线各测点在线路里程L处偏离线路中心线的水平偏距和高程值；

H为隧道断面所在线路里程L对应的设计高程值；

s、h分别为隧道断面设计线的隧道中心线偏离线路中线的水平偏离值和O点偏离高程设计线的高程偏离值。