南方CASS軟件在水利倒虹吸工程施工中的應(yīng)用

(景東彝族自治縣水利水電勘察設(shè)計室， 云南 景東 676200)

在水利工程建設(shè)中，特別是水利工程倒虹吸中開挖邊坡，通常在狹長的帶狀范圍內(nèi)進(jìn)行。為了了解沿線地區(qū)的地形起伏變化情況，在地面上定出軸線位置，然后沿軸線方向測出地面起伏情況，進(jìn)行帶狀地形圖測量，并沿線路中心線的垂直方向上進(jìn)行斷面圖繪制，作為開挖路線邊坡、計算土石方量和放樣坐標(biāo)文件生成的依據(jù)。帶狀地形圖測量一般包括：踏勘選線、軸線確定、縱橫斷面測量、縱橫斷面繪制、在縱橫斷面上進(jìn)行設(shè)計和土石方量計算以及邊坡放樣。橫斷面圖繪制對于倒虹吸高差變化大或者復(fù)雜的地段來說，是一項繁重而又大量重復(fù)的工作。如果能有一個準(zhǔn)確、快捷的繪制方法，并利用全站儀或RTK儀器將繪制的斷面相關(guān)數(shù)據(jù)放樣到現(xiàn)實地形中，將會大大提高施工準(zhǔn)確性，使工作效率進(jìn)一步提高。現(xiàn)在雖然有一些軟件可以自動生成斷面數(shù)據(jù)和斷面圖，但對于許多技術(shù)員來說要么軟件用得不夠熟練，要么根本不會用軟件，通常只能采用常規(guī)的手工繪制方法繪制斷面圖。在多次倒虹吸施工中的帶狀地形圖和斷面繪制實踐中，筆者總結(jié)出了利用全站儀等各種測量儀器和CASS7.1軟件快速又精確地采集數(shù)據(jù)和繪制斷面圖的簡單方法，并以橫斷面圖、帶狀地形圖為例進(jìn)行介紹，結(jié)合斷面圖相關(guān)數(shù)據(jù)生成放樣坐標(biāo)文件，以供同行們參考。

1 數(shù)據(jù)采集

1.1 帶狀地形圖測量

根據(jù)業(yè)主提供的倒虹吸控制點(diǎn)埋樁坐標(biāo)及高程，復(fù)測控制點(diǎn)坐標(biāo)和高程，在其允許誤差范圍內(nèi)進(jìn)行帶狀地形圖測量。誤差過大時報業(yè)主及監(jiān)理工程師進(jìn)行復(fù)核，交工后再進(jìn)行帶狀地形圖測量。根據(jù)施工圖確定倒虹吸軸線位置，并根據(jù)施工圖大體算出開挖寬度，根據(jù)倒虹吸軸線及開挖寬度進(jìn)行測量，測量寬度一般須進(jìn)行加寬，以免生成斷面時寬度不夠。

1.2 帶狀地形圖生成

利用南方CASS9.0軟件[數(shù)據(jù)]菜單項下的[讀取全站儀數(shù)據(jù)]子菜單項把測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入計算機(jī)，利用[繪圖處理]菜單項下的[展高程點(diǎn)]子菜單把測繪后的數(shù)據(jù)導(dǎo)到計算機(jī)中，再利用[等高線]菜單項下的[建立DTM]子菜單建設(shè)DTM網(wǎng)格，點(diǎn)擊[等高線]菜單項下的[繪制等高線]子菜單生成倒虹吸帶狀地形圖。

2 斷面繪制

2.1 縱斷面繪制

根據(jù)設(shè)計圖繪制出埋樁與軸線、鎮(zhèn)墩等位置關(guān)系圖，如圖1所示：并根據(jù)所繪位置圖，在帶狀地形圖上逐段進(jìn)行縱斷面繪制。利用南方CASS9.0軟件[工程應(yīng)用]菜單項下的[生成里程文件]子菜單下的[由縱斷面生成]項下的[新建]、[生成]子項生成里程文件。

圖1 埋樁與軸線、鎮(zhèn)墩等位置關(guān)系單位：m

利用南方CASS9.0軟件[工程應(yīng)用]菜單項下的[斷面法土方計算]子菜單中的[任意斷面]生成倒虹吸縱斷面圖(見下頁圖2)。

2.2 橫斷面繪制

利用南方CASS9.0軟件[工程應(yīng)用]菜單項下的[斷面法土方計算]子菜單中的[任意斷面]生成倒虹吸橫斷面圖。根據(jù)縱斷面設(shè)計開挖高程及倒虹吸開挖底寬、邊坡數(shù)據(jù)，在任意斷面設(shè)計參數(shù)窗口中輸入相應(yīng)的參數(shù)后按[確定]后生成橫斷面圖(見下頁圖3)。

利用南方CASS9.0軟件[工程應(yīng)用]菜單項下的[斷面法土方計算]子菜單中的[修改設(shè)計參數(shù)]逐個修改橫斷面圖的高程，以得到各橫斷面設(shè)計資料。把開挖邊坡線與原始地面線相交尺寸標(biāo)繪出來，生成開挖橫斷面圖如下頁圖4所示：

利用南方CASS9.0軟件[工程應(yīng)用]菜單項下的[斷面法土方計算]子菜單中的[圖面土方計算]項得到土石方開挖方量匯總表。

圖2 里程文件生成單位：m

圖3 任意斷面設(shè)計參數(shù)界面

圖4 生成的開挖橫斷面單位：m

3 放樣坐標(biāo)文件生成

把開挖邊坡線與原始地面線相交尺寸沿倒虹吸軸線垂直方向左、右兩邊輸入，得到倒虹吸開挖邊坡點(diǎn)，再把左邊、右邊各點(diǎn)相連接，即得到倒虹吸開挖邊坡線。如下頁圖5所示：

利用南方CASS9.0軟件[工程應(yīng)用]菜單項下的[指定點(diǎn)生成坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件]子菜單命令，輸入相應(yīng)放樣坐標(biāo)文件名，生成開挖邊坡放樣坐標(biāo)文件。一般點(diǎn)選時先點(diǎn)取開挖斷面中心點(diǎn)，輸入相應(yīng)里程作為點(diǎn)號，先點(diǎn)選左邊點(diǎn)，后點(diǎn)選右邊點(diǎn)，輸入里程加L加R作為點(diǎn)號標(biāo)記。放樣坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件中不需要輸入高程，只需點(diǎn)選相應(yīng)放樣點(diǎn)位置，輸入相應(yīng)點(diǎn)號即可。

圖5 倒虹吸開挖邊坡線單位：m

4 施工現(xiàn)場放樣

利用南方CASS9.0軟件[數(shù)據(jù)]菜單項下的[坐標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送]子菜單下的[微機(jī)—全站儀]命令把已生成的倒虹吸放樣坐標(biāo)文件導(dǎo)入全站儀。

把全站儀架設(shè)在倒虹吸控制點(diǎn)埋樁處，根據(jù)通視情況進(jìn)行放樣，不通視時可把架站點(diǎn)引到相應(yīng)通視點(diǎn)進(jìn)行架設(shè)儀器放樣。儀器架設(shè)好后利用全站儀放樣功能中的點(diǎn)放樣功能，輸入相應(yīng)放樣點(diǎn)點(diǎn)名，全站儀提示旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度。旋轉(zhuǎn)全站儀后，提示棱鏡往左往右找到直線，后照準(zhǔn)棱鏡提示往前往后，當(dāng)全站儀器提示偏差為0時，即是放樣點(diǎn)位置，釘上木樁作標(biāo)記。

把放樣好的左邊點(diǎn)沿釘好的木樁標(biāo)記用石灰線撒好，右邊點(diǎn)同樣用石灰線撒好，即為倒虹吸邊坡開挖線，挖機(jī)手根據(jù)放樣好的倒虹吸邊坡開挖線進(jìn)行開挖。

5 結(jié) 語

水利或公路等部門的線路測量中包括了大量的橫斷面繪制、縱斷面繪制和放樣，通過對各種測量儀器觀測得到的帶狀地形圖數(shù)據(jù)，利用南方地形地籍成圖系統(tǒng)CASS9.0軟件，可以快速地完成批量斷面圖的繪制，提高了工作效率和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，同時減少了人為的錯誤環(huán)節(jié)，為工程設(shè)計、工程量計算及施工提供了可靠的依據(jù)。