8道路之星-隧道计算全解

基于计算器的中文测量计算系统道路之星操作手册2018年4月目录第一章概述 (1)第二章系统安装 (3)第一节电脑端程序 (3)第二节计算器与电脑交换数据 (4)第三节计算器程序 (6)第四节计算器程序基本操作 (8)第五节计算器与仪器的联机操作 (12)第六节道路之星简易操作指南 (16)第三章常规计算 (18)第四章水准网记录及平差 (27)第五章控制测量记录与平差 (33)第六章道路测设 (37)第一节项目管理 (38)第二节道路正反算 (43)第三节路基路面控制 (54)第四节边坡计算 (60)第五节构筑物及桥梁计算及检测 (64)第六节隧道超欠挖计算 (72)第七节批量数据计算 (81)第八节数据采集及处理 (82)第七章计算器数据输入 (87)道路之星操作手册第一章概述第一章概述一、功能和特点道路之星适用于公路、铁路、城市道路主线、立交匝道、隧道的勘测设计与施工放样工作。

软件分为两个部分：a.电脑端数据处理负责设计输入输出、设计成果的复核、现场采集数据的分析计算以及与计算器进行文件传输；b.计算器端施工现场计算基于Casio fx9750、fx9860、fxCG20计算器设计，负责现场的施工指导和相关数据的采集。

（一）、道路全线测设系统：将道路全线或一个标段所有数据一次性输入，主线、匝道可以存入一个文件，用路线名进行标识，一个项目文件可以包含任意多条路线。

统一计算中边桩平面坐标及高程，进行一致的查询、放样等计算。

1、支持任意多级断链，支持任意道路断面形式。

2、平面。

支持点法或线元法，都可适用于对称或不对称基本形、S或C形、拱（凸）形、复曲线、卵形线、回头曲线等各种线形。

提供的成果主要有：直曲表、线元一览表、逐桩坐标计算表。

3、纵断面。

可以进行纵断面的设计、计算。

竖曲线计算方式可以选择传统或精确算法。

4、超高加宽。

采用按板块进行超高、加宽的计算。

加宽方式有：线性过渡、三次抛物线、四次抛物线过渡；超高过渡方式：线性过渡、三次抛物线过渡。

主要工程数量计算虎山隧道工程量计算书5.1、工程角度对工程量的说明5.1.1、洞身开挖（1）开挖轮廓线尺寸时，尤其要注意按设计要求预留变形量，当设计文件无特殊要求时，按下表选取开挖轮廓的预留变形量，防止开挖出的洞身因围岩变形而导致衬砌厚度不足的现象。

开挖轮廓预留变形量（参考《公路隧道施工技术细则》（JTG/T F60-2009））注：1、围岩破碎取最大值，围岩完整取最小值。

2、有明显流变和膨胀性岩体，应根据量测信息反馈计算分析选定。

1）洞身开挖、出碴工程量按设计断面数量（成洞断面加衬砌断面）计算，包含洞身及所有附属洞室的数量，定额中已考虑超挖因素，不得将超挖数量计入工程量。

现浇混凝土衬砌中浇筑、运输的工程数量均设计断面衬砌数量计算，包含洞身及所有附属洞室的衬砌数量。

定额中已综合因超挖及预留变形需回填的混凝土数量，不得将上述因素的工程量计入计价工程量中。

辅助坑道开挖、出碴工程量按设计断面数量（成洞断面加衬砌断面）计算，定额中已考虑超挖因素，不得将超挖数量计入工程量。

2）根据问题所示的“设计断面加允许平均超挖量”，该工程执行的是2003版招标范本的计量规则，503.10-1-（1）款：“洞内开挖……按隧道设计横断面加允许平均超挖量计得的土石方工程量，不分围岩类别，以立方米计量”。

此处平均超挖量不是预留变形量。

在定额预算中的预算工程量应为计断面数量（成洞断面加衬砌断面）计算，而清单工程量则按照规范规定加上允许平均超挖量，在隧道施工技术规范中查阅。

3）预留变形量根据2003版范本不在计量范围之内，定额也指明开挖定额中已综合考虑超挖及预留变形因素，项目图纸可能只给出了设计断面数量和预留变形量，作为工程量清单的数量，而予以计量的则不含预留变形量，所以预算和计量都要剔除预留变形量。

4）在2009版的标准招标文件中修改了这一计量规则，“洞内土石方开挖应符合图纸所示(包括紧急停车带、车行横洞、人行横洞以及监控、消防和供配电设施等的洞室)或监理人指示，按隧道内轮廓线加允许超挖值(设计给出的允许超挖值或《公路隧道施工技术规范》(JTG F60-2009)按不同围岩级别给出的允许超挖值)后计算土石方。

小升初数学行程问题之错车问题、过桥问题、过隧道问题错车问题、过桥（隧道）问题是特殊的行程问题。

我们所指的车通过了桥或隧道是指：从车头至桥头开始，到车尾离桥尾位置，车行距离=桥长+车长。

车过桥问题公式：车速×过桥时间=车长+桥长。

车过桥（隧道）问题求解方法：（1）用公式“桥长之差÷时间之差=归一后的车速”，即S差=V×t差；（2）画图分析求解。

车所行路程为车头到车头或车尾到车尾的距离，不是车头到车尾的距离。

错车问题求解方法：是相遇问题，其中对方车长为路程和，路程和=速度和×时间不同行程问题的S=vt过桥（隧道）典型例题：1、一列火车长300米,速度为20米/秒，则全车通过400米的大桥，需要多长时间？★解析：利用公式“车速×过桥时间=车长+桥长”求解，所以过桥时间=车长+桥长÷车速=(400+300)÷20=35秒。

2、一列火车通过100米的隧道用了25秒，如果车速加快一倍，通过300米长的高架桥用了15秒。

求该火车原来的速度和长度。

★★解析：“如果车速加快一倍，通过300米长的高架桥用了15秒”，可能有的同学看到这句话就懵了，这句话的意思是：如果不加速，则通过300米长的高架桥用15×2=30秒。

根据公式“S差=V×t差”可得：V=S差÷t差=（300-100）÷（15×2-25）=40米/秒，根据“车速×过桥时间=车长+桥长”可得：40×25=100+车长，所以车长=900米。

3、为支援灾区，28团某旅运输车队奉命执行一次帐篷运输任务。

在行军过程中途径一座长200米的大桥，用时115秒。

已知每辆车长5米，两车间隔10米，车速4米/秒，你知道这个车队共有多少辆车吗？★★解析：根据“车速×过桥时间=车长+桥长”可得：4×115=200+车队长，解得车队长260米；“每辆车长5米，两车间隔10米”怎么看？我们知道第一辆车前或者最后一辆车后是没有10米的间隔的，所以我们可以把第一辆车或最后一辆车先不看（总长度变为260-5=255米），把中间的任何一辆车和间隔看车“一辆车的长度”，它等于15米，260米的车队共有255÷15=17，即有17大辆车（车长+间隔）也就是有17辆车，别忘了我们是在把首车或末车忽略的前提下算出的，所以总车数=17+1=18辆。

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软件分为两个部分：a.电脑端数据处理负责设计输入输出、设计成果的复核、现场采集数据的分析计算以及与计算器进行文件传输；b.计算器端施工现场计算基于Casio fx9750、fx9860、fxCG20计算器设计，负责现场的施工指导和相关数据的采集。

（一）、道路全线测设系统：将道路全线或一个标段所有数据一次性输入，主线、匝道可以存入一个文件，用路线名进行标识，一个项目文件可以包含任意多条路线。

盾构区间隧道中心平面坐标的计算方法隧道中心的平面设计坐标在直线上很容易计算，而在弯道上的计算方法不同于地面上的曲线。

在盾构施工掘进过程中，由于存在超高h和超距e，如图1，这时就存在设计曲线与施工曲线不一致的情况(如图2)。

因为设计曲线指的是隧道内铺设轨道中心的曲线，如图2中的线路中心线，而施工曲线是要确定隧道中心的曲线即盾构机推进的轴线，如图2中的隧道中心线［2，3］。

列车在曲线上行驶时会产生离心力，所以在曲线上要用外轨超高的方法来克服离心力。

由于超高的存在，车辆向曲线内侧倾斜，且半径越小超高越大。

因此，在曲线地段的隧道断面内侧尺寸会增大。

采用盾构法施工的圆形隧道，其断面半径也就会增大，并出现断面内侧得到有效利用，而断面外侧不能充分利用的情形。

如果将地铁在曲线地段隧道的施工中线相对于线路设计中线向曲线内侧偏移某一个量，便可节省曲线隧道开挖断面尺寸，降低地铁建造成本［4］。

超距e为隧道中心线与线路中心线的偏移量。

隧道中心线向线路中心线的曲线内侧偏移，即隧道中心线相对于线路中心线向曲线圆心一侧偏移，在直线上超距为零，在缓和曲线上超距逐渐增大，在圆曲线上超距达到最大。

具体的偏移规则是:直缓(缓直)点处偏移量为0，缓圆(圆缓)点处偏移量为e，圆曲线偏移量为e，直缓(缓直)点与缓圆(圆缓)点之间偏移量为这两处偏移量的线性内插值［5］。

计算表明，当超高h=0.12m时，则超距e=0.149m，所以在盾构施工掘进过程中超距e 是必须要考虑的［2，3］。

图1 超高h和超距e示意图图2 超距e分布示意图在盾构施工掘进过程中针对考虑超距超距e示意图布示意图影响的曲线隧道中心的设计坐标计算，推出了如下的计算公式。

2 缓和曲线上任意一点坐标的计算在求缓和曲线上任意一点坐标时(如图3对称缓和曲线)，建立以ZH点为原点，过ZH点的缓和曲线切线为x轴，ZH 点上缓和曲线的半径为y轴的直角坐标系，即切线支距法。

采用切线支距法计算标准缓和曲线上任意一点的坐标为［7］:在切线支距法的直角坐标系中，标准缓和曲线上任意一点的切线方位角为，任意一点处的偏移量为，根据坐标正算得到偏移后的任意点坐标为:公式简化好，即为：式中: 为缓和曲线长，为以ZH点起算的弧长，e为超距即偏移量，R 为圆曲线半径。

基于计算器的中文测量计算系统道路之星操作手册2018年4月目录第一章概述 (1)第二章系统安装 (3)第一节电脑端程序 (3)第二节计算器与电脑交换数据 (4)第三节计算器程序 (6)第四节计算器程序基本操作 (8)第五节计算器与仪器的联机操作 (12)第六节道路之星简易操作指南 (16)第三章常规计算 (18)第四章水准网记录及平差 (27)第五章控制测量记录与平差 (33)第六章道路测设 (37)第一节项目管理 (38)第二节道路正反算 (43)第三节路基路面控制 (54)第四节边坡计算 (60)第五节构筑物及桥梁计算及检测 (64)第六节隧道超欠挖计算 (72)第七节批量数据计算 (81)第八节数据采集及处理 (82)第七章计算器数据输入 (87)道路之星操作手册第一章概述第一章概述一、功能和特点道路之星适用于公路、铁路、城市道路主线、立交匝道、隧道的勘测设计与施工放样工作。

软件分为两个部分：a.电脑端数据处理负责设计输入输出、设计成果的复核、现场采集数据的分析计算以及与计算器进行文件传输；b.计算器端施工现场计算基于Casio fx9750、fx9860、fxCG20计算器设计，负责现场的施工指导和相关数据的采集。

（一）、道路全线测设系统：将道路全线或一个标段所有数据一次性输入，主线、匝道可以存入一个文件，用路线名进行标识，一个项目文件可以包含任意多条路线。

统一计算中边桩平面坐标及高程，进行一致的查询、放样等计算。

1、支持任意多级断链，支持任意道路断面形式。

2、平面。

支持点法或线元法，都可适用于对称或不对称基本形、S或C形、拱（凸）形、复曲线、卵形线、回头曲线等各种线形。

提供的成果主要有：直曲表、线元一览表、逐桩坐标计算表。

3、纵断面。

可以进行纵断面的设计、计算。

竖曲线计算方式可以选择传统或精确算法。

4、超高加宽。

采用按板块进行超高、加宽的计算。

加宽方式有：线性过渡、三次抛物线、四次抛物线过渡；超高过渡方式：线性过渡、三次抛物线过渡。

道路之星V1.22操作手册目录第一章概述- 1 - 第二章系统安装- 3 - 第一节电脑端程序- 3 - 第二节计算器与电脑交换数据- 5 - 第三节计算器程序- 7 - 第四节计算器程序基本操作- 11 - 第五节简易操作指南- 14 - 第三章常规计算- 16 - 第四章水准网记录及平差- 20 - 第五章控制测量记录与平差- 26 - 第六章道路测设- 30 - 第一节项目管理- 30 - 第二节道路正反算- 36 - 第三节路基路面控制- 44 - 第四节边坡计算- 49 - 第五节结构物及桥梁计算及检测- 53 - 第六节隧道超欠挖计算- 60 - 第七章计算器数据输入- 68 -道路之星用户手册第一章概述第一章概述一、功能和特点道路之星适用于公路、铁路、城市道路主线、立交匝道、隧道的勘测设计与施工放样工作。

软件分为两个部分：a.电脑端数据处理负责设计输入输出、设计成果的复核、现场采集数据的分析计算以及与计算器进行文件传输；b.计算器端施工现场计算基于Casio fx9750、fx9860、fxCG20计算器设计，负责现场的施工指导和相关数据的采集。

（一）、道路全线测设系统：将道路全线或一个标段所有数据一次性输入，主线、匝道可以存入一个文件，用路线名进行标识，一个项目文件可以包含任意多条路线。

统一计算中边桩平面坐标及高程，进行一致的查询、放样等计算。

1、支持任意多级断链，支持任意道路断面形式。

2、平面。

支持点法或线元法，都可适用于对称或不对称基本形、S或C形、拱（凸）形、复曲线、卵形线、回头曲线等各种线形。

提供的成果主要有：直曲表、线元一览表、逐桩坐标计算表。

3、纵断面。

可以进行纵断面的设计、计算。

竖曲线计算方式可以选择传统或精确算法。

4、超高加宽。

采用按板块进行超高、加宽的计算。

加宽方式有：线性过渡、三次抛物线、四次抛物线过渡；超高过渡方式：线性过渡、三次抛物线过渡。

5、结构物计算。

隧道设计衬砌计算范例(结构力学方法)1.1工程概况川藏公路二郎山隧道位于四川省雅安天全县与甘孜泸定县交界的二郎山地段, 东距成都约260km , 西至康定约97 km , 这里山势险峻雄伟, 地质条件复杂, 气候环境恶劣, 自然灾害频繁, 原有公路坡陡弯急, 交通事故不断, 使其成为千里川藏线上的第一个咽喉险道, 严重影响了川藏线的运输能力, 制约了川藏少数民族地区的经济发展。

二郎山隧道工程自天全县龙胆溪川藏公路K2734+ 560 (K256+ 560)处回头, 沿龙胆溪两侧缓坡展线进洞, 穿越二郎山北支山脉——干海子山, 于泸定县别托村和平沟左岸出洞, 跨和平沟经别托村展线至K2768+ 600 (K265+ 216) 与原川藏公路相接, 总长8166km , 其中二郎山隧道长4176 m , 别托隧道长104 m ,改建后可缩短运营里程2514 km , 使该路段公路达到三级公路标准, 满足了川藏线二郎山段的全天候行车。

1.2工程地质条件1.2.1 地形地貌二郎山段山高坡陡,地形险要,在地貌上位于四川盆地向青藏高原过渡的盆地边缘山区分水岭地带,隶属于龙门山深切割高中地区。

隧道中部地势较高。

隧址区地形地貌与地层岩性及构造条件密切相关。

由于区内地层为软硬相间的层状地层,构造为西倾的单斜构造,故地形呈现东陡西缓的单面山特征。

隧道轴线穿越部位,山体浑厚,东西两侧发育的沟谷多受构造裂隙展布方向的控制。

主沟龙胆溪、和平沟与支沟构成羽状或树枝状,横断面呈对称状和非对称状的“v ”型沟谷,纵坡顺直比降大,局部受岩性构造影响,形成陡崖跌水。

1.2.2 水文气象二郎山位于四川盆地亚热带季风湿润气候区与青藏高原大陆性干冷气候区的交接地带。

由于山系屏障,二郎山东西两侧气候有显著差异。

东坡潮湿多雨,西坡干燥多风,故有“康风雅雨”之称。

全年分早季和雨季。

夏、秋两季受东进的太平洋季风和南来的印度洋季风的控制,降雨量特别集中；冬春季节,则受青藏高原寒冷气候影响,多风少雨,气候严寒。

(正常涌水量)裘布依理论式：Qs=L*K*(H2-h2)/(Ry-r):式中Qs——隧道正常涌水量（m3/d），K——含水体渗透系数（m/d）；H——洞底以上潜水含水体厚度（m）；h——洞内排水沟假设水深（一般考虑水跃值）（m），Ry——隧道涌水地段的引用补给半径（m），r——抽水孔出水半径（m），L——隧道通过含水体的长度（m）。

Q S L K H h R 1315.919253.000.0017200202.000.40500.00
3079.212954.000.0178000170.000.40500.00
(最大涌水量)古德曼经验公式：Q0=L*（2π*K*H）/ln(4H/d):式中Q0——隧道通过含水体地段的最大涌水量（m3/d），K——含水体渗透系数（m/d）；H——静止水位至洞身横断面等价圆中心的距离（m）；d——洞身横断面等价圆直径（m）；L——隧道通过含水体的长度（m）。

Q0L K H d2π4906.349253.000.0017200202.9513.00 6.2800
13873.342954.000.0178000165.0013.00 6.2800
(大气降水入渗法)：Q=2.74*α*W*A:式中α――降水入渗系数；W――年降水量（mm）；A――隧道通过含水体地段的集水面积（km2）。

QαW A
3248.017920.21568 3.78
——隧道正常涌水量含水体厚度（m）；隧道涌水地段的引用含水体的长度（m）
r
6.5000
6.5000
式中Q0——隧道通过d）；H——静止水价圆直径（m）；L—
；W――年降水量。

道路之星软件在复杂断面隧道测量控制中的应用包高强摘要深圳地铁7号线西丽湖站～西丽站区间矿山法隧道左线长107.575m，右线长100.774m。

矿山法隧道段由直线、缓和曲线、圆曲线组成，分六种开挖断面，测量放样计算复杂。

如何采用更好的方法，减少错误，提高效率，是计算的难点。

本文结合西西区间矿山法段的设计参数，成功利用道路之星软件进行现场放样及超欠挖计算，保证了计算的正确性，提高了计算效率。

关键词隧道测量道路之星放样1 概况1.1 工程概况深圳市城市轨道交通7号线7301-2标西丽湖站～西丽站区间矿山法隧道左线长107.575m(DK0+559.226～DK0+666.801)，右线长100.774m(DK0+559.226～DK0+660.000)。

该段采用矿山法开挖支护，盾构空推同时拼管片通过。

隧道具体布置详见图1所示。

图1 西丽湖站～西丽站区间矿山法段平面布置图1.2 道路之星软件概述道路之星适用于公路、铁路、城市道路主线、立交匝道、隧道的勘测设计于施工放样工作。

道路之星测量计算系统由安装于电脑上的主系统和安装于计算器上的子系统组成。

系统的运行流程为：①、在电脑和计算器上分别安装道路之星软件；②、用电脑上的道路之星主系统将工程的设计参数输入道路之星软件，并形成rod文件；③、将rod文件通过道路之星主系统传输至计算器的储存存储器；④、运行计算器上的道路之星子系统，根据项目文件(rod)中的设计数据完成野外测量工作。

道路之星主界面如图2所示。

图2 道路之星主程序界面2 计算器与电脑的数据交换道路之星支持从电脑上对计算器储存存储器中文件的上传和下载，CASIO计算器使用通用的USB方口数据线与电脑连接进行数据交换。

计算器与电脑连接时必须处于连接模式。

当数据线连接好电脑和计算器后，计算器显示连接方式的选择对话框，选择F1。

DataTrans:[F1] 数据传输ScreenCapt:[F2] 屏幕捕捉Projector:[F3] 连接casio投影仪ScreenRecv:[F4] 屏幕接收计算器与电脑文件传输，打开电脑版“9750/9860(C)”菜单的“计算机文件管理”，将会出现计算器文件管理界面，可以选择相应目录进行文件的上传和下载。

道路之星软件在复杂断面隧道测量控制中的应用包高强摘要深圳地铁7号线西丽湖站～西丽站区间矿山法隧道左线长107.575m，右线长100.774m。

矿山法隧道段由直线、缓和曲线、圆曲线组成，分六种开挖断面，测量放样计算复杂。

如何采用更好的方法，减少错误，提高效率，是计算的难点。

本文结合西西区间矿山法段的设计参数，成功利用道路之星软件进行现场放样及超欠挖计算，保证了计算的正确性，提高了计算效率。

关键词隧道测量道路之星放样1 概况1.1 工程概况深圳市城市轨道交通7号线7301-2标西丽湖站～西丽站区间矿山法隧道左线长107.575m(DK0+559.226～DK0+666.801)，右线长100.774m(DK0+559.226～DK0+660.000)。

该段采用矿山法开挖支护，盾构空推同时拼管片通过。

隧道具体布置详见图1所示。

图1 西丽湖站～西丽站区间矿山法段平面布置图1.2 道路之星软件概述道路之星适用于公路、铁路、城市道路主线、立交匝道、隧道的勘测设计于施工放样工作。

道路之星测量计算系统由安装于电脑上的主系统和安装于计算器上的子系统组成。

系统的运行流程为：①、在电脑和计算器上分别安装道路之星软件；②、用电脑上的道路之星主系统将工程的设计参数输入道路之星软件，并形成rod文件；③、将rod文件通过道路之星主系统传输至计算器的储存存储器；④、运行计算器上的道路之星子系统，根据项目文件(rod)中的设计数据完成野外测量工作。

道路之星主界面如图2所示。

图2 道路之星主程序界面2 计算器与电脑的数据交换道路之星支持从电脑上对计算器储存存储器中文件的上传和下载，CASIO计算器使用通用的USB方口数据线与电脑连接进行数据交换。

计算器与电脑连接时必须处于连接模式。

当数据线连接好电脑和计算器后，计算器显示连接方式的选择对话框，选择F1。

DataTrans:[F1] 数据传输ScreenCapt:[F2] 屏幕捕捉Projector:[F3] 连接casio投影仪ScreenRecv:[F4] 屏幕接收计算器与电脑文件传输，打开电脑版“9750/9860(C)”菜单的“计算机文件管理”，将会出现计算器文件管理界面，可以选择相应目录进行文件的上传和下载。