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【摘 要】 本文结合新疆沙尔布拉克水电站导流洞测量施工，总结了隧洞洞内如何用不同功能的全站仪配合CASIOfx-5800P完成圆弧曲线测量放样工作，经过比较不同厂家全站仪配合CASIOfx-5800P完成了导流洞的测量精度满足规范要求。
【关键词】 不同全站仪；CASIOfx-5800P；圆弧曲线；隧洞
一、引言
隧洞工程石方洞挖阶段，对施工单位而言，洞内控制测量精度的高低就直接影响到贯通的精度，为保证隧洞在允许精度内贯通，施工测量放线工作占非常重要的地位。隧洞直线段测量放样工作相对简单，但对于圆弧曲线段的放样有一样的技术难度。尤其是目前好多项目都是低价中标，利润相对来讲比较低，作为施工单位为了节约成本，给工地配备的测量仪器（全站仪）功能不够强大，这样给隧洞洞内圆弧段测量放样带来一定的难度。下面就几种不同功能的全站仪如何配合CASIOfx-5800P来完成隧洞洞内圆弧段的测量放样工作加以介绍。
二、案例
现以新疆沙尔布拉克水电站导流隧洞工程为例来介绍几种不同功能的全站仪如何配合CASIOfx-5800P来完成隧洞洞内圆弧段的测量放样放工作。隧洞圆弧段开挖断面相关数据如下图所示：
（1）圆弧段断面底板开挖高程：EL766.0
（2）点O（5245900.549，427997.397）
（3）点D1（5245829.878，427865.088）
（4）点D2（5245979.796，427870.039）
1-1 断面图
三、测量放样的几种方法
1、有参考弧程序的全站仪（莱卡TS06、中纬ZT80）配合CASIOfx-5800P来完成隧洞洞内圆弧段的测量放样放工作。
1.1定义参考弧：参考弧可以通过圆心和起点或起点、终点、半径定义。
1.2参考弧测量的任务：测量相对于参考弧的径向和弧向的偏距及高差，如下图所示
备注：（1）P2为测量点
（2）P0为架站点
（3）d1为径向距离
（4）d2为弧向距离
1.3全站仪测量的径向、弧向的结果借助CASIOfx-5800P来完成隧洞洞内圆弧段的测量放样工作的原理：
以新疆沙尔布拉克水电站导流隧洞工程为例，横断面测量放样分为：（1）洞内两侧测量放样，（2）洞内拱圈测量放样。从隧洞的开挖断面图上可以看出：高程在EL772.013以下为洞内两侧测量放样，在其以上为洞内拱圈测量。
1.3.1洞内两侧测量放样
现为了大家便于理解测量放样方法，以具体数字来说明问题，假设某一断面侧面测量的数据为：（20.000，4.250，770.000），20.000为弧向距离、4.250为径向距离，从以上数据我们可以看出：
（1）从高程EL770.0可以看出为洞两侧测量放样；
（2）此断面开挖断面桩号为导0+226.0（246.0-20.0=226.0）；
（3）此开挖断面比设计值大0.10m，说明超挖0.10m，下一进尺放样点应向中心线方向缩小0.10m。
1.3.2洞内拱圈测量放样
假设某一断面侧面测量的数据为：（20.000，2.965，773.500），20.000为弧向距离、2.965为径向距离，从以上数据我们可以看出：
（1）从高程EL773.500可以看出为洞内拱圈测量放样；
（2）此断面开挖断面桩号为导0+226.0（246.0-20.0=226.0）。
此开挖断面尺寸比设计尺寸相差多少，是超挖还是欠挖，下一进尺如何控制，从测量数据上很难直接看出，此时我们就要借助CASIOfx-5800P计算器编一个小程序就很容易看出来了。
程序步骤编制如下：
（1）准备工作：为了简化程序过程，我们可以根据开挖断面图的标注尺寸，利用三角函数关系计算出以下参数：拱的半径为R=4.796m，拱圆心位置的高程为EL769.654，计算过程在此省略。
（2）程序的编制
Lbl0
“B”：？B
“H”：？H
“BB”：B-（4.7962-（H-769.654）2）?（1/2）→C▼
Goto0
备注：“B”：表示仪器上显示的径向距离
“H”：表示仪器上显示的高程
（3）从计算结果控制下一进尺的放样点
当结果显示“BB”的数据大于0时，说明此断面实际开挖尺寸超出设计尺寸，下一进尺放样点应该向洞中心线的方向移动。
当结果显示“BB”的数据小于0时，说明此断面实际开挖尺寸小于设计尺寸，下一进尺放样点应该向远离洞中心线的方向移动。
2、没有参考弧程序的全站仪（莱卡TCR402、）配合CASIOfx-5800P来完成隧洞洞内圆弧段的测量放样放工作。
2.1测量放样思路：在全站仪没有参考弧程序只能测出大地坐标的情况下，第一步我们应该想办法将大地坐标转换为施工坐标。第二步将转换后的施工坐标按上述中介绍的参考弧放样原理来控制隧洞内的测量放线工作。
2.2借助CASIOfx-5800P计算器将大地坐标转换为施工坐标
2.2.1图示解析
为了便于说明问题，容易让大家理解，现以新疆沙尔布拉克水电站导流隧洞工程圆弧段为例，如下图所示
假如我们测量任意一点P（XP、YP、HP），现在我们来求点P相对参考弧的桩号、径向距离：
（1）点P的桩号 由图可知点P的桩号为点D1的桩号减去D1-D的弧长：
D1-D的弧长：LD1-D=R*θ
P点桩号：SP=SD-LD1-D
备注：①θ单位为弧度制
（2）点P的径向距离
点P的径向距离即点P到隧洞纵向轴线的垂直距离，由图可以看出P的径向距离为线段OP的距离减去半径R的绝对值。
线段OP的距离由两点直线距离可知：
dOP=（（XP-XO）2+（YP-YO）2）0.5
点P的径向距离为：
dP=Abs（R-dOP）
2.2.2借助CASIOfx-5800P计算器编程
Lbl0
“H”：？H
IfH≦772.013：ThenGoto1：ElseGoto2：Ifend
Lbl1
“Xp”：？A：“Yp”：？B：5245900.549→C：427997.397→D
“AOP”：tan-1（（B-D）/（A-C））→E
IfA-C>0：ThenE+360→E：ElseE+180→E：Ifend
IfE>360：ThenE-360→E：ElseE→E：Ifend
“D1OP”：Abs（E-241.8917）→O
“SP”：SD1-150*O/360*2*π→S▼
“DDP”：Abs（150-（A-5245900.549）2+（B-427997.397）2）^0.5→L▼
Goto0
Lbl2
“Xp”：？A：“Yp”：？B：5245900.549→C：427997.397→D
“AOP”：tan-1（（B-D）/（A-C））→E
IfA-C>0：ThenE+360→E：ElseE+180→E：Ifend
IfE>360：ThenE-360→E：ElseE→E：Ifend
“D1OP”：Abs（E-241.8917）→O
“SP”：SD1-150*O/360*2*π→S▼
“DDP”：Abs（150-（A-5245900.549）2+（B-427997.397）2）^0.5→L
“BB”：L-（4.7962-（H-769.654）2）?（1/2）→G▼
Goto0
备注：①XP、YP、H代表点P的大地坐标
②“AOP”表示A→P的方位角
③“D1OP”表示∠D1OP的度数
④OD1的方位角：241.8917°
⑤“SP”：表示点P对应的桩号
⑥“DDP”：表求点P相对圆弧曲线的径向距离
⑦“BB”：表示点P在拱圈位置相对于洞轴线位置的径向距离与设计值的差值
2.2.3计算果控制下一进尺的放样点
（1）当H≦772.013时，说明此位置是隧洞内洞两侧放样
当“DDP”>0时，说明实际开挖尺寸大于设计开挖尺寸，此位置超挖，下一进尺的测量放样点应该向洞轴线位置移动。
当“DDP”<0时，说明实际开挖尺寸小于设计开挖尺寸，此位置欠挖，下一进尺的测量放样点应该向远离洞轴线位置移动。
（2）当H>772.013时，说明此位置是隧洞内拱圈放样
当“BB”>0时，说明实际开挖尺寸大于设计开挖尺寸，此位置超挖，下一进尺的测量放样点应该向洞轴线位置移动。
当“BB”<0时，说明实际开挖尺寸小于设计开挖尺寸，此位置欠挖，下一进尺的测量放样点应该向远离洞轴线位置移动。
四、结束语
技术的进步、测量仪器更新和改进，促使施工测量放样工作越来越简化，精度也越来越高。但作为一个测量者，要想在测量领域内出类拔萃，就不能全依赖以先进的测量仪器来完成测量放样工作。我们在以后的工作中既要会用普通的测量仪器来完成测量放样工作又要不断地掌握先进的测量仪器技术。这样以来，不管给我们配备什么样的测量仪器，我们都能轻松地完成所有的测量放样工作，不至于使自己陷入被动的境地。
作者简介：朱朝虎（1985-），男，助理工程师，安徽亳州人，从事水利水电技术、测量管理工作。
【关键词】 不同全站仪；CASIOfx-5800P；圆弧曲线；隧洞
一、引言
隧洞工程石方洞挖阶段，对施工单位而言，洞内控制测量精度的高低就直接影响到贯通的精度，为保证隧洞在允许精度内贯通，施工测量放线工作占非常重要的地位。隧洞直线段测量放样工作相对简单，但对于圆弧曲线段的放样有一样的技术难度。尤其是目前好多项目都是低价中标，利润相对来讲比较低，作为施工单位为了节约成本，给工地配备的测量仪器（全站仪）功能不够强大，这样给隧洞洞内圆弧段测量放样带来一定的难度。下面就几种不同功能的全站仪如何配合CASIOfx-5800P来完成隧洞洞内圆弧段的测量放样工作加以介绍。
二、案例
现以新疆沙尔布拉克水电站导流隧洞工程为例来介绍几种不同功能的全站仪如何配合CASIOfx-5800P来完成隧洞洞内圆弧段的测量放样放工作。隧洞圆弧段开挖断面相关数据如下图所示：
（1）圆弧段断面底板开挖高程：EL766.0
（2）点O（5245900.549，427997.397）
（3）点D1（5245829.878，427865.088）
（4）点D2（5245979.796，427870.039）
1-1 断面图
三、测量放样的几种方法
1、有参考弧程序的全站仪（莱卡TS06、中纬ZT80）配合CASIOfx-5800P来完成隧洞洞内圆弧段的测量放样放工作。
1.1定义参考弧：参考弧可以通过圆心和起点或起点、终点、半径定义。
1.2参考弧测量的任务：测量相对于参考弧的径向和弧向的偏距及高差，如下图所示
备注：（1）P2为测量点
（2）P0为架站点
（3）d1为径向距离
（4）d2为弧向距离
1.3全站仪测量的径向、弧向的结果借助CASIOfx-5800P来完成隧洞洞内圆弧段的测量放样工作的原理：
以新疆沙尔布拉克水电站导流隧洞工程为例，横断面测量放样分为：（1）洞内两侧测量放样，（2）洞内拱圈测量放样。从隧洞的开挖断面图上可以看出：高程在EL772.013以下为洞内两侧测量放样，在其以上为洞内拱圈测量。
1.3.1洞内两侧测量放样
现为了大家便于理解测量放样方法，以具体数字来说明问题，假设某一断面侧面测量的数据为：（20.000，4.250，770.000），20.000为弧向距离、4.250为径向距离，从以上数据我们可以看出：
（1）从高程EL770.0可以看出为洞两侧测量放样；
（2）此断面开挖断面桩号为导0+226.0（246.0-20.0=226.0）；
（3）此开挖断面比设计值大0.10m，说明超挖0.10m，下一进尺放样点应向中心线方向缩小0.10m。
1.3.2洞内拱圈测量放样
假设某一断面侧面测量的数据为：（20.000，2.965，773.500），20.000为弧向距离、2.965为径向距离，从以上数据我们可以看出：
（1）从高程EL773.500可以看出为洞内拱圈测量放样；
（2）此断面开挖断面桩号为导0+226.0（246.0-20.0=226.0）。
此开挖断面尺寸比设计尺寸相差多少，是超挖还是欠挖，下一进尺如何控制，从测量数据上很难直接看出，此时我们就要借助CASIOfx-5800P计算器编一个小程序就很容易看出来了。
程序步骤编制如下：
（1）准备工作：为了简化程序过程，我们可以根据开挖断面图的标注尺寸，利用三角函数关系计算出以下参数：拱的半径为R=4.796m，拱圆心位置的高程为EL769.654，计算过程在此省略。
（2）程序的编制
Lbl0
“B”：？B
“H”：？H
“BB”：B-（4.7962-（H-769.654）2）?（1/2）→C▼
Goto0
备注：“B”：表示仪器上显示的径向距离
“H”：表示仪器上显示的高程
（3）从计算结果控制下一进尺的放样点
当结果显示“BB”的数据大于0时，说明此断面实际开挖尺寸超出设计尺寸，下一进尺放样点应该向洞中心线的方向移动。
当结果显示“BB”的数据小于0时，说明此断面实际开挖尺寸小于设计尺寸，下一进尺放样点应该向远离洞中心线的方向移动。
2、没有参考弧程序的全站仪（莱卡TCR402、）配合CASIOfx-5800P来完成隧洞洞内圆弧段的测量放样放工作。
2.1测量放样思路：在全站仪没有参考弧程序只能测出大地坐标的情况下，第一步我们应该想办法将大地坐标转换为施工坐标。第二步将转换后的施工坐标按上述中介绍的参考弧放样原理来控制隧洞内的测量放线工作。
2.2借助CASIOfx-5800P计算器将大地坐标转换为施工坐标
2.2.1图示解析
为了便于说明问题，容易让大家理解，现以新疆沙尔布拉克水电站导流隧洞工程圆弧段为例，如下图所示
假如我们测量任意一点P（XP、YP、HP），现在我们来求点P相对参考弧的桩号、径向距离：
（1）点P的桩号 由图可知点P的桩号为点D1的桩号减去D1-D的弧长：
D1-D的弧长：LD1-D=R*θ
P点桩号：SP=SD-LD1-D
备注：①θ单位为弧度制
（2）点P的径向距离
点P的径向距离即点P到隧洞纵向轴线的垂直距离，由图可以看出P的径向距离为线段OP的距离减去半径R的绝对值。
线段OP的距离由两点直线距离可知：
dOP=（（XP-XO）2+（YP-YO）2）0.5
点P的径向距离为：
dP=Abs（R-dOP）
2.2.2借助CASIOfx-5800P计算器编程
Lbl0
“H”：？H
IfH≦772.013：ThenGoto1：ElseGoto2：Ifend
Lbl1
“Xp”：？A：“Yp”：？B：5245900.549→C：427997.397→D
“AOP”：tan-1（（B-D）/（A-C））→E
IfA-C>0：ThenE+360→E：ElseE+180→E：Ifend
IfE>360：ThenE-360→E：ElseE→E：Ifend
“D1OP”：Abs（E-241.8917）→O
“SP”：SD1-150*O/360*2*π→S▼
“DDP”：Abs（150-（A-5245900.549）2+（B-427997.397）2）^0.5→L▼
Goto0
Lbl2
“Xp”：？A：“Yp”：？B：5245900.549→C：427997.397→D
“AOP”：tan-1（（B-D）/（A-C））→E
IfA-C>0：ThenE+360→E：ElseE+180→E：Ifend
IfE>360：ThenE-360→E：ElseE→E：Ifend
“D1OP”：Abs（E-241.8917）→O
“SP”：SD1-150*O/360*2*π→S▼
“DDP”：Abs（150-（A-5245900.549）2+（B-427997.397）2）^0.5→L
“BB”：L-（4.7962-（H-769.654）2）?（1/2）→G▼
Goto0
备注：①XP、YP、H代表点P的大地坐标
②“AOP”表示A→P的方位角
③“D1OP”表示∠D1OP的度数
④OD1的方位角：241.8917°
⑤“SP”：表示点P对应的桩号
⑥“DDP”：表求点P相对圆弧曲线的径向距离
⑦“BB”：表示点P在拱圈位置相对于洞轴线位置的径向距离与设计值的差值
2.2.3计算果控制下一进尺的放样点
（1）当H≦772.013时，说明此位置是隧洞内洞两侧放样
当“DDP”>0时，说明实际开挖尺寸大于设计开挖尺寸，此位置超挖，下一进尺的测量放样点应该向洞轴线位置移动。
当“DDP”<0时，说明实际开挖尺寸小于设计开挖尺寸，此位置欠挖，下一进尺的测量放样点应该向远离洞轴线位置移动。
（2）当H>772.013时，说明此位置是隧洞内拱圈放样
当“BB”>0时，说明实际开挖尺寸大于设计开挖尺寸，此位置超挖，下一进尺的测量放样点应该向洞轴线位置移动。
当“BB”<0时，说明实际开挖尺寸小于设计开挖尺寸，此位置欠挖，下一进尺的测量放样点应该向远离洞轴线位置移动。
四、结束语
技术的进步、测量仪器更新和改进，促使施工测量放样工作越来越简化，精度也越来越高。但作为一个测量者，要想在测量领域内出类拔萃，就不能全依赖以先进的测量仪器来完成测量放样工作。我们在以后的工作中既要会用普通的测量仪器来完成测量放样工作又要不断地掌握先进的测量仪器技术。这样以来，不管给我们配备什么样的测量仪器，我们都能轻松地完成所有的测量放样工作，不至于使自己陷入被动的境地。
作者简介：朱朝虎（1985-），男，助理工程师，安徽亳州人，从事水利水电技术、测量管理工作。