文档介绍：Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse蚄地铁区间隧道三维坐标计算羂康明莀1引言芇上海地铁区间隧道施工采用土压平衡式盾构机掘进,施工所需的三维坐标可采用计算机处理。根据图纸所给线路的特征点,用AutoCAD成图,通过捕捉功能可知各点坐标,并可将实际掘进过程中实测盾构机和管片的数据输入,与计算机上图形相比较,以确定实测值与理论值的偏差,来调整掘进的参数。肂但施工现场常常需要平曲线和竖曲线所组成的三维坐标,以此为依据来确定施工掘进参数。通过实测盾构姿态、管片偏差、地面及隧道沉降,并加以分析、比较来调整参数,以控制掘进方向,减少轴线误差。(1)单条线掘进螄每个隧道区间段上、下行线间都有一个联系通道(即泵站)。为保证上、下行线联系通道准确连通,必须保证施工后泵站点的实际位置与设计相符。故单线掘进时,可以只参照设计图纸上该线泵站点位置(里程、坐标)倒推计算,确定第一环里程,亦即洞内留量。葿(2)上、下行线先后推进蒀上、下行线以泵站连通,施工必须以保证两实际泵站点对准为宗旨,推算后掘进的一条线的第一环里程。螅这里不妨设下行线先竣工,实测下行线泵站点实际坐标,然后推算上行线泵站点实际坐标,同时还必须考虑施工误差,如图1所示,综合为以下两点:节(1)由下行线实测泵站点坐标,按图纸可以算出上行线实测泵站点坐标,进而算出其相对于设计泵站点差α。蒂(2)管片分为标准型(1m宽)和转弯型(),由于施工中管片上需贴止水带引起管片变宽,根据施工经验,每环管片平均超前误差约Fb(约1mm),若上行线第一环至泵站点共b环管片,估算施工误差约为。薀 芆 羄 芁 虿 蚇 蒂 肀 蝿 螄 膄图1隧道上、下行线路蝿基于以上两点,上行线施工之前,必须考虑施工可能引起的超前数约,才可倒算第一环里程。衿若设计图纸上连续墙至洞圈宽为d,设计第一环洞内宽度V及第一环管片宽为l(),如图2所示,则膅薂(1)袂罿薆莃(2)薁聿羆 螁 荿 聿 莇 蒃 莂 腿 蒄图2管片位置图膅若e≥0,则推算的第一环在洞圈内,需抽掉一环,且第一环洞内留量为:膁芈(3)袅蚃羀若e′≥0,测推算的第一环全在洞内,亦需抽掉一环,且第一环洞内留量为:莈芆(4)莅虿蒈两种情况之外,则第一环洞内留量为蚇袃(5)螂薈袄由此,可根据图纸计算每环三维坐标。平曲线、竖曲线分别计算,以里程相联系(管片三维坐标为其大里程坐标,见图3)薅第i环大里程即第i+l环小里程薁第i环小里程第i+l环大里程蚈i环i+l环芅 、缓和曲线和圆曲线三种。螄(1)直线段莂已知设计轴线方位角为Fo,连续墙(Xo,Yo),里程So,第一环洞内留量t或缓直点坐标,里程,缓直点在管片上距小里程的距离为t′,直线段全为标准型管片,直线段第K环管片坐标为螈肆(6)膂肁袈或蒇袄(7)袀羇薄(2)缓和曲线段莂设计规定缓和曲线参数方程沿曲线起点处虿肇(8)羅肄蚂(切线方向)膇莆薂蒁(9)芇螇芄(法线方向)膀芇膈式中R1为曲线半径,L0为缓和曲线长度,A、B、C、D为设计常数,L为起点到计算点的长度,(X0′,Y0′)为缓直点或直缓点坐标,F0′为缓直点或直缓点切线方位角,DS1为缓直点或直缓点至计算点的距离,F1为图示夹角,(X′,Y′)为局部坐标(见图4)。蚁先由参数方程计算出(X′,Y′),再求出DS1和F1。芃莇(10)莄莃羁蒇(11)螅膅螀然后求出缓直点或直缓点到计算点的方位角为F=F0+F1薇由此即可求出缓和曲线上各点坐标(X,Y)膆薃(12)蕿蚆薇芅(13)薂螆蚄 螃 莁 袆 肅 蒅 肀 膀 蒆 羃图4缓和曲线示意图膃(3)圆曲线段芀1、由图纸上缓圆点(X1,Y1),圆缓点(X2,Y2)和圆半径R2,可计两点切线方位角(见图5)袇蚄羂(14)莀芇肂蚀蒀莄式中DS2为两点间距离,A1为切线与弦线间夹角,F1′为两点间方位角,F2、F2′分别为两点切线方位角。螄 葿 蒀 螅 节 蒂 螇 蒄 膂 葿 袇图5圆曲线示意图袅2、圆曲线施工,相当于由管片组成的小段小段折线组成,为满足施工中每环管片与设计曲线相吻合,圆曲线采用逐环推进计算(见图6,l1、l2、l3为管片宽),即由缓圆点计算第1环坐标,再由第1环推算第2环坐标,由第2环推算第3环坐标,依次类推。蚀 芈 羇 羂 莁 羇 肇图6逐点推进法园曲线推进莂此法与一直以缓圆点为计算起点(如图7所示),计算各环坐标相比,可减少折线与圆曲线间的累积误差。1蝿聿1膇螃2薁缓圆点3螈(X1,Y1)图7以缓圆点为起点推进芇若图纸给出圆中点坐标,可将圆曲线分成两段计算,前半段以缓圆点为计算起点,后半段以圆中点为计算起点