南方CASS软件在水利倒虹吸工程施工中的应用

2014-03-26

水利建设与管理 2014年2期

(景东彝族自治县水利水电勘察设计室，云南景东 676200)

在水利工程建设中，特别是水利工程倒虹吸中开挖边坡，通常在狭长的带状范围内进行。为了了解沿线地区的地形起伏变化情况，在地面上定出轴线位置，然后沿轴线方向测出地面起伏情况，进行带状地形图测量，并沿线路中心线的垂直方向上进行断面图绘制，作为开挖路线边坡、计算土石方量和放样坐标文件生成的依据。带状地形图测量一般包括：踏勘选线、轴线确定、纵横断面测量、纵横断面绘制、在纵横断面上进行设计和土石方量计算以及边坡放样。横断面图绘制对于倒虹吸高差变化大或者复杂的地段来说，是一项繁重而又大量重复的工作。如果能有一个准确、快捷的绘制方法，并利用全站仪或RTK仪器将绘制的断面相关数据放样到现实地形中，将会大大提高施工准确性，使工作效率进一步提高。现在虽然有一些软件可以自动生成断面数据和断面图，但对于许多技术员来说要么软件用得不够熟练，要么根本不会用软件，通常只能采用常规的手工绘制方法绘制断面图。在多次倒虹吸施工中的带状地形图和断面绘制实践中，笔者总结出了利用全站仪等各种测量仪器和CASS7.1软件快速又精确地采集数据和绘制断面图的简单方法，并以横断面图、带状地形图为例进行介绍，结合断面图相关数据生成放样坐标文件，以供同行们参考。

1 数据采集

1.1 带状地形图测量

根据业主提供的倒虹吸控制点埋桩坐标及高程，复测控制点坐标和高程，在其允许误差范围内进行带状地形图测量。误差过大时报业主及监理工程师进行复核，交工后再进行带状地形图测量。根据施工图确定倒虹吸轴线位置，并根据施工图大体算出开挖宽度，根据倒虹吸轴线及开挖宽度进行测量，测量宽度一般须进行加宽，以免生成断面时宽度不够。

1.2 带状地形图生成

利用南方CASS9.0软件[数据]菜单项下的[读取全站仪数据]子菜单项把测量数据导入计算机，利用[绘图处理]菜单项下的[展高程点]子菜单把测绘后的数据导到计算机中，再利用[等高线]菜单项下的[建立DTM]子菜单建设DTM网格，点击[等高线]菜单项下的[绘制等高线]子菜单生成倒虹吸带状地形图。

2 断面绘制

2.1 纵断面绘制

根据设计图绘制出埋桩与轴线、镇墩等位置关系图，如图1所示：并根据所绘位置图，在带状地形图上逐段进行纵断面绘制。利用南方CASS9.0软件[工程应用]菜单项下的[生成里程文件]子菜单下的[由纵断面生成]项下的[新建]、[生成]子项生成里程文件。

图1 埋桩与轴线、镇墩等位置关系单位：m

利用南方CASS9.0软件[工程应用]菜单项下的[断面法土方计算]子菜单中的[任意断面]生成倒虹吸纵断面图(见下页图2)。

2.2 横断面绘制

利用南方CASS9.0软件[工程应用]菜单项下的[断面法土方计算]子菜单中的[任意断面]生成倒虹吸横断面图。根据纵断面设计开挖高程及倒虹吸开挖底宽、边坡数据，在任意断面设计参数窗口中输入相应的参数后按[确定]后生成横断面图(见下页图3)。

利用南方CASS9.0软件[工程应用]菜单项下的[断面法土方计算]子菜单中的[修改设计参数]逐个修改横断面图的高程，以得到各横断面设计资料。把开挖边坡线与原始地面线相交尺寸标绘出来，生成开挖横断面图如下页图4所示：

利用南方CASS9.0软件[工程应用]菜单项下的[断面法土方计算]子菜单中的[图面土方计算]项得到土石方开挖方量汇总表。

图2 里程文件生成单位：m

图3 任意断面设计参数界面

图4 生成的开挖横断面单位：m

3 放样坐标文件生成

把开挖边坡线与原始地面线相交尺寸沿倒虹吸轴线垂直方向左、右两边输入，得到倒虹吸开挖边坡点，再把左边、右边各点相连接，即得到倒虹吸开挖边坡线。如下页图5所示：

利用南方CASS9.0软件[工程应用]菜单项下的[指定点生成坐标数据文件]子菜单命令，输入相应放样坐标文件名，生成开挖边坡放样坐标文件。一般点选时先点取开挖断面中心点，输入相应里程作为点号，先点选左边点，后点选右边点，输入里程加L加R作为点号标记。放样坐标数据文件中不需要输入高程，只需点选相应放样点位置，输入相应点号即可。

图5 倒虹吸开挖边坡线单位：m

4 施工现场放样

利用南方CASS9.0软件[数据]菜单项下的[坐标数据发送]子菜单下的[微机—全站仪]命令把已生成的倒虹吸放样坐标文件导入全站仪。

把全站仪架设在倒虹吸控制点埋桩处，根据通视情况进行放样，不通视时可把架站点引到相应通视点进行架设仪器放样。仪器架设好后利用全站仪放样功能中的点放样功能，输入相应放样点点名，全站仪提示旋转相应角度。旋转全站仪后，提示棱镜往左往右找到直线，后照准棱镜提示往前往后，当全站仪器提示偏差为0时，即是放样点位置，钉上木桩作标记。

把放样好的左边点沿钉好的木桩标记用石灰线撒好，右边点同样用石灰线撒好，即为倒虹吸边坡开挖线，挖机手根据放样好的倒虹吸边坡开挖线进行开挖。