浅谈测量员APP在隧道施工测量中的应用

鄢庆军

摘 要：测量是工程建设中非常重要的一项工作，常被人形容为工程建设的眼睛。测量计算直接关系着工程建筑的偏差，稍有不慎就就会造成重大的损失。本文介绍了测量员APP的部分功能特点，通过例举隧道施工现场应用，证明了测量员APP在测量工作中准确、快捷、便利的特点，避免了编程计算器测量编程复杂，输入数据易出错的缺点。使测量工作更便捷、智能，给工程测量人员提供了一个更好的工具。

关键词：隧道;测量;准确;便捷

随着测绘科学技术的快速发展，测量使用的仪器设备也在发生着巨大的变化。从带有光学玻璃度盘的光学经纬仪，到采用编码度盘的电子经纬仪，从激光测距仪到全站仪，再到GPS的应用，都尽各自最大努力的把测量人员从繁重的劳动中解放出来，并且得到高精度的观测数据。在辅助测量观测、计算、绘图以及内业工作方面也有许多优秀的测量软件。如：道路之星、公路测量放样计算系统、公路放样等等。

而今天要谈的是其中一款较为杰出的手机APP—测量员，它具有轻松高效、智能便捷的特点。可应用于道路、桥梁、铁路、隧道、地铁和市政等工程中，此软件与全站仪联机作业可得到广泛的应用，替代人工计算坐标、CAD图形软件提取坐标等较繁琐过程;同时也解决了众多坐标点位施工放样工程中使用全站仪以人工输入为主的环节，从而达到简化坐标计算及CAD提取坐标和数据输入的效果。它是将传统计算器编程测量转换到手机上的测量应用程序，具有计算精确、快捷、直观的显著特点。通过蓝牙和全站仪、RTK进行联机测量具有如下特点：

（1）测量员APP联机全站仪后，软件可以同时接受数据并计算出测量结果;

（2）数据实时更新，省却手动输人及手动记录的麻烦，可以避免人为原因造成的错误;

（3）可以让测量结果在手机上以图形的方式显示，变得更加直观清晰。

下面我们先从测量员APP联机测量谈起，测量员软件支持国内外各大品牌测绘仪器，如徕卡、拓普康、南方、索佳、三鼎、苏一光、宾得、中纬、科力达、尼康、科维、博飞、瑞得、合众思壮、中海达等;基本上涵盖了绝大部分仪器品牌，使用起来没有过多的限制。以全站仪联机为例讲讲联机的方法：

点击全站仪联机，设置仪器型号和串口延迟，点击全站仪联机界面右上角的扫描按钮，如果能扫描到未配对的新设备，下方会显示新设备名称，点击要联机的设备，会提示输入配对码，默认0000或1234。连接完成后，出现完成提示界面，点击测试，如果坐标数据返回正常将出现正常数据，若返回异常，则无法得到数据。

在工程建设施工中，隧道施工占有很重要的一席。以往实际隧道测量时，先要用卡西欧编程计算器先编写相应隧道的平曲线及纵曲线程序，还要根据断面情况在数据库中输入断面的各种参数。在观测时要手工输入仪器测量的数据，再根据计算器计算的结果得出相应的结论。这是一个很繁琐的过程。而测量员APP则给工程测量人员提供了很大的便利，超欠挖情况形象直观的显示在手机屏幕上，让人一目了然。下面着重谈谈测量员APP在隧道开挖中的应用。

参数编辑及输入过程：

一、隧道断面库

首先要在软件上输入隧道的平曲线、竖曲线、隧道断面库等相关测量参数。隧道断面库是所有设计断面的集合，包含开挖、初支、二衬三种类型的断面。各类型断面相互独立，互不干扰。断面可以通过手动编辑也可以导人dxf格式的CAD图。手动编辑输入步骤：

1、新建断面名称，隧中默认偏移量（根据实际隧道轴线决定）：左侧时输人负数，右侧时输入正数。

2、新建断面并保存后，继续根据软件提示编辑断面元素。其中编辑过程中的高差指的是相对设计标高的高差，高于设计标高为正，低于设计标高为负;偏距指的是相对隧道轴线的偏距，在隧道轴线左侧为负，在隧道中线右侧为正;可以只输入左右侧中的一侧，然后通过镜像复制即可。

如图1：

该断面图以底板高程为设计标高0、腰线长度为6.936、圆弧半径2.114、左侧边墙偏距-4.241、拱顶高差为9.050，直线段起点偏距为-2.127，终点至断面中线，故结束偏距为0。编辑左边直线段开始高差为0，结束高差为6.936。开始偏距-4.241，结束偏距-4.241。编辑圆弧段时也是以设计标高为基准，开始高差就为6.936，结束高差为圆弧最高处与底板的高差9.050，开始偏距-4.241结束偏距为拱顶直线段起点-2.127。拱顶直线段开始偏距输入起始点的偏距-2.127，结束偏距为0。开始高差与结束高差一致都输入9.050即可。这样左侧的图形结束，然后通过镜像复制该断面图编辑结束。

导人dxf格式CAD图步骤：

将设计断面以设计标高水平线与隧道轴线交点为基点，移動至CAD坐标系原点（坐标为0，0）的位置，选中所有多段线执行炸开操作，将断面图另存为dxf格式，并复制到手机中，点击断面元素编辑页面右上角的dxf按钮，找到刚刚保存的dxf断面图，点击并导入后软件会显示找到线的类型、半径、长度。

二、线路参数

平曲线输入：平曲线的输人有两种方法，交点法与线元法（交点法的特点是输入参数少;线元法的特点是适用广泛）。将隧道设计平曲线参数依次输人，如桩号、坐标、曲线要素等。以交点法为例输入平曲线参数：

1、点击起始点输入开始里程、X坐标、Y坐标点击保存。

2、输入交点编号、圆曲线半径、交点X坐标、Y坐标、有缓和曲线输入LS1、LS2值，没有则输入0，依次把交点输入完成。五单元交点、虚交点、折线点按需求输入。

3、输入终点的X坐标、Y坐标即完成平曲线输入

竖曲线输人相对简单：按顺序输人起点一变坡点或折线点一终点的里程和高程设计数据（坡度会自动计算，可用于检核）。线路参数设置完成后即可永久保存，无需多次设置。同时，APP支持多条线路数据参数的设置，在需要时调取即可。有超高、超宽则需要输入，在输入前先要在标准横断面中创建板块，没有则不必输入。

三、测量员APP在隧道超欠挖中的应用：

图2为硬梁包水电站ZIV标适用于Ⅲ类围岩（A型支护）的验收断面图，在用卡西欧编程计算器手工计算的时候需要根据全站仪测得桩号、偏距、高程值来计算隧道测超欠挖值。如图对于腰线以下的边墙来说相对简单一些，可以直接通过全站仪显示的偏距值来判断边墙的超欠挖情况。隧道断面宽度为8.2m，则左侧边墙设计偏距为-4.1m，右侧边墙设计偏距为+4.1m。当全站仪实测左侧边墙数字为-4.706时，该点超挖值为4.706-4.1=0.606m。当实测右侧边墙数字为4.447时，该点的超挖值为4.447-4.1=0.347m。如果测得数值的绝对值小于4.1m时，表示该点欠挖，欠挖数值为该点实测数值的绝对值与4.1的差值。这还是存在需要计算的过程，不是很方便。对于腰线以上的圆弧段则更加麻烦，需要计算考虑的要素更多，如实测点的设计高程、实测高程、设计偏距、实测偏距等。通过卡西欧编程计算器复杂的程序来计算该点的超欠挖值。在实际工作中，还存在测量人员手动输入错误的可能性，对工作造成不必要的麻烦，且效率低下。

测量员APP则很好的避免了以上的缺点。软件断面库编辑好各类围岩的设计断面、输入正确的平曲线、竖曲线（该隧道不存在隧中偏移，可以不输入该参数）。

完成全站仪架设、设站、校核后，打开测量员APP通过蓝牙连接全站仪，在测量员中打开隧道超欠挖应用进行测量即可计算出实测点的超欠挖值（图3），不需要再手工输入实测点的X、Y、Z坐标，实测点位置会在设计断面图上显示，避免了人为因素造成的错误，方便快捷一目了然。点击手机右下角记录，测量结束后以Excel格式导出并传送至电脑以方便整理归档。

隧道内业资料中开挖断面图是必不可少的一项，它可以直观的反应出隧道超欠挖的情况，在隧道地质缺陷的计量中更是计算的重要依据。在常规的断面出图中我们需要测量人员先采集相应桩号的断面数据，内业人员再根据断面数据在电脑上生成该桩号的断面图。各点的超欠挖情况还要人工在断面图上逐一量取标注，浪费了大量的人力和时间。

而测量员APP可以断面扫描出图，在断面测量过程中就完成实测断面图，节省了内业作图时间。步骤如下：连接全站仪后进入断面扫描出图界面，在里程范围内输入需要出图里程，加入允许出图偏差值，手动选择需要出图的设计断面。预留变形量根据实际要求进行填写，之后进行观测，观测数值和结果会以图形形式显示，实测点点位以多段线进行连接，实测点超欠挖数值会标注在多段线旁。（如图4）图形下方会有观测数据的记录，根据实际情况可以进行删减。测量完成后点击导出，输入需要导出的桩号，點击确认即可。

导出文件分为dxf图形和数据成果表，在电脑上处理该dxf图形时输入缩放比例0.01，生成的图形即为实际比例图形。

该成果表详细列出了各点的超欠挖数值、平面坐标、高程、偏距、设计标高、隧中偏差、设计高差、隧中偏距，为内业人员做资料提供了详细的参考依据。

测量员APP在测绘工作使用中，其携带方便、计算准确、快速的特点使繁重的计算工作变得轻松有效。同时APP也在不断的更新升级中，使其更好地适用于不同的测量工作。传统的测量工作也将变得更加智能化、人性化。

参考文献：

[1]测量员APP用户使用说明书