[发明专利]一种隧道断面的超欠挖面积获取方法

说明书

本发明属于隧道与地下工程技术领域，特别涉及一种隧道断面的超欠挖面积获取方法。主要包括如下步骤：对隧道断面设计线按照积木法进行定义，利用获取的隧道断面实测线测点数据得到第一坐标，进一步通过第一坐标反算测点数据的第二坐标，按照一定方式排序，得到排序后的包括所述隧道断面实测线测点在所述隧道断面设计线上的偏距和第二坐标的坐标数列；根据排序后的坐标数列依次连线，计算第一坐标、第二坐标的交点坐标，即第三坐标；由此可计算出隧道超欠挖面积及测点偏离值。该方式无需知道各曲线元圆心坐标等其它结构尺寸，隧道断面设计线的确定方法更加简单、统一、灵活，组成隧道断面设计线的线元类型更加多样。

技术领域

本发明属于隧道与地下工程技术领域，特别涉及一种隧道断面的超欠挖面积获取方法。

背景技术

铁路、公路、水利、市政道路及人防工程中的地下洞室工程(以下统称为隧道)，开挖、初支、二衬后，均需采用测量设备实测断面，得到实测断面各点坐标。相邻实测坐标点连线形成隧道实际断面轮廓线。因测量、施工误差或岩层沉降隆起，导致隧道实测断面轮廓线与设计的理论断面轮廓线不符，实测点不均匀地位于理论断面轮廓线的内侧或外侧，其连线处于理论断面轮廓线内侧与理论断面轮廓线围成的面积称为隧道欠挖面积，反之称为隧道超挖面积。隧道施工的不同阶段，经需实测并计算超欠挖面积以及各测点偏离设计轮廓线的距离，确定是否进行修正，并以此作为竣工验收的重要依据。

目前通常根据组成设计轮廓线的不同线段分别采用三角形法、梯形法、扇形法等方法计算超欠挖面积；根据实测点至圆心距离获得测点偏距。或者将实测点坐标和理论断面轮廓线展绘到CAD中，从CAD图形文件中读取相关信息。

现有计算方法及相关设计存在以下问题：

1、计算方法不统一，存在重复计算；

2、程序化计算存在大量的判断；

3、对于圆曲线段，需要获取圆心位置信息；

4、实测点偏离隧道断面设计线的偏离值需要与半径比较；

5、现有技术过分依赖CAD等辅助软件，将断面生成CAD图形并从中读取超欠面积和偏距信息，需要图形绝对闭合，自动化程度不高；

6、部分简易计算方法精度较低；

7隧道断面设计线线形单一，只有直线和圆曲线两种线形。

因此，统一计算方法、提高自动化程度且方便程序语言设计，以及最大限度减少判断、增加隧道断面设计线可用线形是本方法要实现的目标。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的需要获取圆心位置以及过分依赖辅助软件、计算精度低的技术缺陷，提供一种隧道断面的超欠挖面积及测点偏离值获取方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种隧道断面的超欠挖面积获取方法，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；