摘要：隧道施工中各工序转换快、连贯性强，其中测量放样是保证施工工序正常、快速推进的关键。本文通过casio5800计算器在隧道开挖施工中的应用，对casio5800计算器的编程进行了编制与优化，以提高隧道放样测量的效率。
关键词：casio5800 超欠挖 隧道施工
1、序言
隧道开挖是隧道施工重要的一个工序，它不仅影响着施工的质量、进度、安全，还决定着施工的成本。所以隧道施工中为了控制开挖断面的尺寸、保证二衬施工的厚度，需要准确的测量放样出开挖断面，保证开挖的精度。隧道测量放样工作就是为隧道开挖提供可靠的测量数据，以保证开挖的进度与质量。
现在隧道放样均采用的是三维坐标法，在洞内使用全站仪、配合计算器进行放样，该方法只需测量隧道断面内任意位置的三维坐标即可计算其与设计位置的偏差，从而放样出任意断面的位置。
隧道施工中各种工序衔接紧凑，平行作业、交叉施工的工序很多，若测量工作占用时间过长，将直接影响工程进度和经济放益，使用全站仪测量放样、计算器坐标计算复核的方法，使得测量过程非常方便、操作简单、数据准确。所以在隧道施工中编制一个符合施工特点的测量程序，能简化测量工作、加快各个工序的转换速度，为下一道工序提供保证。所以一个完整、精确的超欠挖程序显得非常重要。
2、隧道超欠挖编程原理
Caisio5800计算器编程采用的是类basic语言，通过计算器的内置函数计算出各个参数，将参数调入程序内，计算出所需的数据。
Caisio计算器编程需要确定一个明确的编程思路和合理的方法，然后结合数学公式进行程序化语言编译，Caisio5800超欠挖程序就是运用这个思路展开编制，通过坐标的正反算测量一个点与所放样点的空间位置，来定位放样点。
CASIOfx-5800P隧道超欠挖程序是通过检测点到设计圆心的距离与设计半径的差值来定位放样放样的。隧道超欠挖程序的计算原理主要是通过三角函数来确定放样点的位置，即由三角形的勾股定理求出对应的边长和理论边长的差值，来确定超欠挖情况。先通过arctan求出∠θ夹角，再通过cos求出边长c，用边长c减去半径r得出△d差值，△d即为向隧道设计圆心方向的偏移距离。
计算式中得出现场放样点距设计理论轮廓线的朝圆心方向距离为△d，说明测量点点需要沿圆心方向向放样点移动△d才是放样的标准位置，然后然后依次放样其他开挖点，将所有放样的点位用线形链接起来即成了掌子面开挖轮廓线。
即：△d =a/cos（arctan（b/a））-r
3、隧道超欠挖编程方法
根据编程原理，将隧道超欠挖计算的数学方程式，编制成程序语言。本程序由一个主程序、六个子程序和两个数据库程序组成。
3.1、主程序编制
主程序（ZBZFS）：Lb1 4：“1 →ZS，2→FS，3→CQW” ?Lb1 3：“LC（XS）=”?S：“XO=”?X：“YO=”?Y：“HO=”?B：
Prog “PQXSJK数据库”：X→I：Y→J Prog “FSCX”：O+W→S：“LC=”：Locate4，4，S：“BZ=”：Locate4，4，Z（显示偏距）：S→K：Prog “XLGC”：“H=”（计算设计内轨面高程）：Locate4，4，H▲（显示内轨面高程）
Prog “CQW”（运行超欠挖程序）：GOTO 4 ?（此处只编制超欠挖程序，正、反算程序未探讨）
3.2、子程序编制
（1）正算子程序（ZSCX）：1/P →C：（P-R）/（2HPR）→ D：180/π→ E：0.1739274226→Z<1>：0.3260725774→Z<2>：0.0694318442→K：0.3300094782→ L：1-L→ F：1-K→ M：U+W（Z<1>*cos（G+QEKW（C+KWD））+ Z<2>*cos（G+QE LW（C+ LWD））+ Z<2>*cos（G+ QEFW（C+FWD））+ Z<1>*cos（G+QEMW（C+MWD）））→ X：V+W（Z<1>*sin（G+QEKW（C+KWD））+ Z<2> *sin（G+QELW（C+LWD））+ Z<2>*sin（G+QEF W（C+FWD））+ Z<1>*sin（G+QEMW（C+MWD）））→ Y：G+QEW（C+WD）+90→ F：X+Zcos（F）→ X：Y+Zsin（F）→ Y（正算坐标求出X、Y）
（2）反算子程序（FSCX）?：G-90→T：Abs（（Y-V）cos（T）-（X-U）sin（T））→ W：O→ Z：Lbl 0：Prog "Z"：T+QEW（C+WD）→L：（J-Y）cosL-（I-X）sin（L）→ Z：If Abs（Z）<0.001（此处为设置精度）：Then Goto1：Elss W+Z → W：Goto 0：IfEnd ? ?Lbl 1：O→ Z：Prog “ZSCX”：（J-Y）÷sin（F）→ Z（计算偏距）
（3）超欠挖子程序（CQW）：Abs（Z）→Z：B-H→G：Goto E?
Lbl E：If S ≥（线元起点里程）And S＜（线元终点里程）：Then Goto1：IfEnd ?
If S ≥（线元起点里程）And S＜（线元终点里程）：Then Goto2：IfEnd?
If S ≥（线元终点里程）And S＜（线元终点里程）：Then Goto2：IfEnd?
Lbl 1：If G＜h1：Then√（Z2+（h1-G）2）-r→W：IfEnd ?
If G≥h1：Then√（Z 2 +（G-h1）2）-r→W：IfEnd ?Goto 0?
Lbl 0：“CQW=”：Locate6，4，W（此处只列举一种围岩状况）
（4）高程子程序（XLGC）：Prog “SQXSJK” ? C-T→F：S-F→L：C+T→Z：G-TI→Q：If T=0：Then Q+LI→H：GOTO 0：Else If S＜F：Then Q+LI→H：GOTO 0：Else If S≤E：Then Q+LI+L2? ÷2÷R→H GOTO 0?Lbl 0（此处为计算内轨顶标高）
3.3、数据库的设置
（1）竖曲线数据库（SQXSJK）：
IF≥（线元起点里程）：Then（半径）→R：（切线长）→T：（曲线长度）→C：（交点高程）→Z<8>：坡度→I：IfEnd ?
（2）平曲线数据库（PQXSJK）：
If S ≥（起点里程）Then （起点X坐标）→U：（起点Y坐标）→V：（起点里程）→O：（起点方位角）→G：（线元长度）→H：1045→P（起点曲率半径）：1045→（终点曲率半径）：0 →Q（线元左右偏标志：左负右正）：IfEnd?
注：XO、YO、HO----实测三维坐标。
S----线元起点里程
U、V---线元起点坐标。
H----内轨面标高。
B----所测标高。
Z----偏距。
I----路线纵坡﹪。（上坡为正，下坡时为负）
Q----参数。（线元左右偏标志：左负右正）
4、总结
本文通过对隧道超欠挖程序的设计与编写，更好的了解了casio5800超欠挖程序在隧道掌子面施工放样中的原理，在施工中通过超欠挖程序配合免棱镜全站仪进行放样，保证了隧道开挖速速与精度，现场测量放样后能迅速出结果，一次置站能有效地测量放样出掌子面开挖线。
在隧道施工中测量放样工作非常重要，他决定这隧道开挖的平面、高程和断面几何尺寸的准确，关系到隧道的贯通精度。隧道开挖施工中超欠挖虽然是普遍存在的，但精确的测量放样是可以将将差值控制在一定的范围内，最终实现隧道施工的质量、安全、进度的可控。
参考文献
1、《公路工程施工测量常用公式程序编写及应用》 人民交通出版社
2、中华人民共和国建设部 《GB 50026-2007工程测量规范》 中国交通出版
3、江正荣 朱国梁编著 《简明施工计算手册》 中国建筑工业出版社
4、《施工工艺汇编》 中铁二十三局集团第一工程有限公司
论文作者:李兆龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/14
标签：隧道论文; 测量论文; 里程论文; 程序论文; 求出论文; 起点论文; 坐标论文; 《建筑学研究前沿》2018年第4期论文;