AutoCAD結(jié)合Excel表格繪制巷道斷面的新方法

段亞瓊 郭寶文

（1.平頂山天安煤業(yè)股份有限公司 勘探工程處，河南 平頂山 467000；2.河南地礦集團(tuán)巖土工程有限公司，河南 平頂山 467000）

斷面測(cè)繪是巷道工程施工測(cè)量的一項(xiàng)重要工作。一直以來(lái)斷面測(cè)繪數(shù)據(jù)采集勞動(dòng)強(qiáng)度大，斷面的繪制工作的效率低下等問(wèn)題一直困擾著測(cè)繪人員。究其原因主要是測(cè)繪儀器功能和數(shù)據(jù)處理方法的限制。

目前，傳統(tǒng)的巷道斷面測(cè)繪方法根據(jù)數(shù)據(jù)采集方式不同，可以概括為兩種。其一：在巷道中心線上每10米測(cè)放一個(gè)中心點(diǎn)，在其上使用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等測(cè)量斷面點(diǎn)距巷道中心線的平距、相對(duì)巷道中心控制點(diǎn)的高差，現(xiàn)場(chǎng)畫草圖并記錄各種測(cè)量數(shù)據(jù)，然后根據(jù)測(cè)量的平距和高差，在CAD上逐點(diǎn)連線繪圖；其二：在巷道中心線上每10米測(cè)放一個(gè)中心點(diǎn)，在每個(gè)中心點(diǎn)上，利用全站儀后視巷道中心線上的點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)儀器90°后采集斷面點(diǎn)三維坐標(biāo)，將坐標(biāo)采用距離和高差計(jì)算公式求得各點(diǎn)距巷道中心線的平距、相對(duì)巷道中心控制點(diǎn)的高差，再進(jìn)行逐點(diǎn)連線繪制斷面圖。

通過(guò)上述作業(yè)過(guò)程，可見(jiàn)傳統(tǒng)斷面測(cè)繪方法存在外業(yè)測(cè)繪工作強(qiáng)度大，攜帶的設(shè)備多，需要多名外業(yè)人員配合等缺陷；內(nèi)業(yè)處理計(jì)算工作量大，效率低下。因此為了提高效率，減輕外業(yè)強(qiáng)度和內(nèi)業(yè)壓力，需要充分應(yīng)用先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器并改進(jìn)作業(yè)方式，提高工作的自動(dòng)化程度。

1 免棱鏡全站儀碎步點(diǎn)的采集工作

為提高外業(yè)效率，斷面測(cè)量建議使用免棱鏡全站儀采集數(shù)據(jù)，利用其免棱鏡測(cè)距功能，可以快速地對(duì)待測(cè)斷面點(diǎn)位進(jìn)行碎步點(diǎn)采集工作。在這種狀態(tài)下，每架設(shè)一站可采集6～8個(gè)斷面，而且巷道斷面越寬，一站采集的斷面數(shù)將越多。但是要注意免棱鏡功能在正對(duì)儀器測(cè)量時(shí)反應(yīng)速度比較快，而在斜對(duì)或者測(cè)距較遠(yuǎn)時(shí)測(cè)點(diǎn)的速度則會(huì)受到影響，因此在較遠(yuǎn)處或者斜對(duì)儀器測(cè)量時(shí)要借助反光片來(lái)提高采集點(diǎn)的速度。

傳統(tǒng)的作業(yè)無(wú)法從三維數(shù)據(jù)上看出碎步點(diǎn)是否位于所需的測(cè)量斷面上，給現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量工作帶來(lái)不便。為使數(shù)據(jù)能夠較為直觀地反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)洞室偏差，測(cè)量時(shí)應(yīng)先確定巷道施工軸線坐標(biāo)系。即采用每條巷道中心線為X軸，以其起始樁號(hào)點(diǎn)作為坐標(biāo)起始點(diǎn)的施工坐標(biāo)系，具體方法是：由全站儀測(cè)出的斷面點(diǎn)X值定為斷面的樁號(hào)，Y值則是斷面點(diǎn)距巷道中心線的距離。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量時(shí)，可直接通過(guò)測(cè)量X值(樁號(hào))將測(cè)量點(diǎn)控制在待測(cè)斷面上，從Y值上就可以看出斷面超欠挖情況，

2 快速斷面繪圖方法

外業(yè)完成以后，將數(shù)據(jù)下載到電腦后用Excel表格打開(kāi)并進(jìn)行相應(yīng)的編輯。由于斷面圖反映的是垂直于巷道掘進(jìn)方向的二維平面，即Y值與H值，所以X值并不需要展繪到CAD中，它只是作為樁號(hào)的參考。當(dāng)每一斷面Y值較為接近時(shí)，需將各斷面Y值按樁號(hào)依次增加固定常數(shù)即斷面間距，并使同一斷面各點(diǎn)的Y值所加的常數(shù)相同，以使各斷面在自動(dòng)成圖時(shí)不發(fā)生重疊現(xiàn)象。為了在繪制的實(shí)測(cè)斷面圖中準(zhǔn)確標(biāo)識(shí)設(shè)計(jì)斷面位置，在成圖時(shí)加入設(shè)計(jì)斷面底板中點(diǎn)，其中Y值為0并加上該斷面常數(shù)，H值則按該段設(shè)計(jì)高程內(nèi)插計(jì)算既可。

以某礦巷道工程實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為例，在Excel工作表內(nèi)編輯的數(shù)據(jù)如表1所示，將“Y”與“H”合并到“編輯后文件”列中，最終編輯成如下表一所示，其中的空格部分不可缺少。

打開(kāi)CAD系統(tǒng)軟件，將Excel工作表內(nèi)編輯好的“編輯后文件”列中內(nèi)容全部復(fù)制，粘貼文本編輯器中并存為SCR文件。在CAD系統(tǒng)中執(zhí)行SCR命令，系統(tǒng)可直接調(diào)用SCR文件并自動(dòng)繪制斷面圖。

圖形繪制完畢以后，將標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)斷面圖復(fù)制到圖1中設(shè)計(jì)底板中心點(diǎn)，進(jìn)行設(shè)計(jì)斷面圖與實(shí)測(cè)斷面圖符合程度的判斷。

表一 測(cè)繪數(shù)據(jù)編輯表格

3 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)工程實(shí)踐證明該方法使外業(yè)工作和內(nèi)業(yè)處理量大大減輕，它的應(yīng)用提高了工作效率，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：(1)外業(yè)只需要2名測(cè)量員，無(wú)需經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀等繁瑣配置，定位精度大大提高；架站次數(shù)減少，減少了井下的工作時(shí)間。(2)只需要在Excel表格中進(jìn)行簡(jiǎn)單的編輯，無(wú)需進(jìn)行平距與垂距計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了利用CAD軟件自動(dòng)成圖的目的，減輕了內(nèi)業(yè)人員工作壓力，提高了工作效率。