隧道测量优化技术.doc

隧道测量技术优化一、 工程概况 本工程为马鞍山隧道工程，马鞍山隧道进口接拟建酉水河中桥，距离已建319国道120m左右。距离酉阳县城约3km，交通较为便利，出口接拟建本水溪大桥，该位置距离319国道约3km，之间有乡间小路相同。设计行车速度60km/小时，为双向4车道分离式特长隧道。隧道左线起止里程K0+110K4+948,长4838m，起止点设计高程分别为658.350m及585.780m；右线起止里程K0+100K4+944.000,长4844m，起止点设计高程分别为658.500m及585.920m。隧道左右线均为直线隧道，且为单向纵坡，纵坡均为1.5%。隧道最大埋深左线约540m，右线约530m。二、小组概况小组名称马鞍山隧道工程QC小组活动起止时间2010年1月至7月课题名称隧道测量技术的优化小组成员11活动频率二次注册时间2010年1月平均年龄26小组类型创新型序号姓名性别年龄职 务职 称小组分工文化程度1江润林男44项目经理高工顾 问本科2潘铮荣男28技术负责人助工组 长大专3余 丹男23测量负责人技术员副组长大专4钱 勇男24工程师部长技术员成 员大专5蒋孝生男24技术员技术员成 员大专6程 均男24技术员技术员成 员大专7王玉平男24技术员技术员成 员大专8何 可男24技术员技术员成 员大专9胥岳男23测量员技术员成 员大专10刘冠楠男23测量员技 工成 员中职11李青青男23测量员技术员成 员本科二、 选题理由1.测量技术直接影响着工程质量、进度，又间接与施工成本接轨。我项目部在特长隧道上经验欠缺，如何保证隧道贯通质量，是能否打响市场的关键。2.确保“巴渝杯”工程，争创“国优“工程。3.测量技术是施工中必不可少的。如何优化测量技术，提高测量精度，提高工程质量，缩短工期，是创优路上重要的一环。三、 工程现场调查、统计 隧道测量的精度、时间直接影响到工程的质量、工期。为提高测量精度，降低测量在施工中所占的时间比重，小组成员对隧道作了精密监测、记录。针对不同施测人员测量用时及精度、测量方法及配套设备、测量点数、通视情况、成型后尺寸偏差等进行检查分析。为本次QC活动提供依据，保证QC成果在本工程中的应用。影响“极坐标+测量坐标程序”施工放样时间、精度统计表序号熟练程度仔细程度通视条件仪器对中、整平、定向时间（min）22个施工用点耗时（min）完成一次循环时间（min）占开挖循环比重（%）成型后尺寸偏差超过设计值点数成型精度1师傅仔细通视525304.20%195.5%2师傅仔细不通视1225375.10%290.9%3师傅较仔细不通视1225375.10%386.4%4学徒仔细通视627334.60%195.5%5学徒仔细不通视1327405.60%290.9%6学徒较仔细不通视1327405.60%386.4%影响“自由设站+施工建筑坐标程序”施工放样时间、精度统计表序号熟练程度仔细程度仪器对中、整平、定向时间（min）22个施工用点耗时（min）完成一次循环时间（min）占开挖循环比重（%）成型后尺寸偏差超过设计值成型精度1师傅仔细615212.90%386.4%3师傅较仔细615212.90%481.8%4学徒仔细616223.10%386.4%6学徒较仔细616223.10%481.8%结论：现场操作人员的熟练程度、仔细程度对时间精度的影响较小，通视条件对精度及时间影响较大。同时“极坐标+测量坐标程序”与CASIO5800配套使用，坐标输入时间长，易出错，占用了大量的测量放样时间，而且坐标与隧道的关系不直观。采用“自由设站+施工建筑坐标程序”，虽然节省了时间，也直观的反应了隧道的施工进度但精度得不到保证。四、 目标值的确定及可行性论证目标确定：1.由原来测量坐标放样方法转变为施工建筑坐标，从而降低测量放样时间。2.采用自由设站，避免仪器对中整平后因不通视，转点后定向。3.多次观测自由定向，保证自由定向的测量精度。4提高操作人员素质，保证人人熟练、仔细。可行性论证： 项目部大力支持QC活动的开展，组员们勇于攻坚的精神，良好的配套设备、雄厚的技术力量奠定了成果。结论：此次的攻关活动一定能够达到预期目标。五、 原因分析六、 要因确认序号因素要因确认负责人结论1不通视转点不通视时，转点需要多花5min-7min余丹2测量坐标读数不能直接反应施工情况全站仪测出的测量坐标(X,Y,Z)需要通过CASIO5800计算器转换才能反应工程情况潘铮荣3施测人员的熟练程度多次试验证明，师傅级别的要快1min左右潘铮荣4人为操作不够仔细人为操作不够仔细带来的错误都能及时的改正钱勇5现场不通视转点造成的误差不转点测出的数据与转点测出的数据相差0.5cm余丹6定向误差多次观测定向与单次观测定向数据相差0.2cm，且包含定向距离因素余丹以上要因都是通过现场抽取、调查，通过仪器观测后收取数据。整理分析后得出结论。注： 表示符合要因七、 制定对策序号要因对策目标措施负责人地点时间1不通视转点耗时自由设站消除不通视情况用5800后方交会程序任意设站余丹现场施工全工程2测量坐标读数不能直接反应施工情况施工建筑坐标全站仪读数直观的反应工程状况用CASIO5800编辑坐标转换程序潘铮荣现场施工全过程3施测人员的熟练程度开展知识讲座全员熟练每周一晚7时，在项目部会议室开展知识讲座活动潘铮荣会议室施工全过程4认为操作不够仔细开展素质教育增强员工责任心每周日晚7时在项目部会议室开展素质教育讲座钱勇会议室施工全过5现场不通视转点造成的误差自由设站消除不通视情况用5800后方交会程序任意设站余丹现场施工全过程6定向误差多次观测使误差降至最低多次观测定向与单次定向后读数相差0.1cm现场施测人员多次观测余丹现场施工全过程八、 实施情况1. 让全站仪读数直观的反应工程状况，用CASIO5800编辑测量坐标与建筑坐标相互转换程序。如图：设测量坐标系为XOY，点的复数表示为Z=X+Yi；建筑坐标系为XOY,点的复数表示为Z=X+Yi 。已知原点O的测量坐标为Z0= X0+ Y0i，+X轴的测量坐标方位角为a，尺度参数为K.则Z变换为Z的复数公式为-Z= Z0+KaZ反之，Z变换为Z的复数公式为- Z= (Z- Z0 )/ Ka“ZBZH” 显示程序标题Deg：Fix 3 十进制度，3位固定小数显示“XO(SUR)= ”?C: “YO(SUR)= ”?D 输入建筑坐标系原点的测量坐标C+DiO 平移参数的复数形式“a（Deg）=”？A 输入建筑坐标系+X轴的方位角1AP 尺度（K=1）与旋转参数的复数形势“INDSUR(0),SURIND(Else)=”?L 输入坐标变换方向判断数值If L=0 建筑坐标测量坐标Then Lbl 0 “X(IND)=”?E: “Y(IND)=”?F 输入任意点的建筑坐标E+FiX 任意点建筑坐标的复数形式O+XPU 计算测量坐标的复数形式“SUR X(m)=”:Rep(U) 显示测量坐标系的X坐标（复数实部）“SUR Y(m)=”:Imp(U) 显示测量坐标系的Y坐标（复数虚部）Goto 0 重复计算Else Lbl 1 “X(SUR)=”?E: “Y(SUR)=”?F 输入任意点的测量坐标E+FiX 任意点测量坐标的复数形式(X-O)/PU 计算建筑坐标的复数形式“IND X(m)=” : Rep(U) 显示测量坐标系的X坐标（复数实部）“IND Y(m)=” : Imp(U) 显示测量坐标系的Y坐标（复数虚部）Goto 1 重复计算IfEndCASIO5800编辑测量坐标与建筑坐标相互转换程序的成功，顺利解决了全站仪读数不能直观反应工程状况的难题。实施效果：目前全站仪读数 X:马鞍山隧道里程 Y:偏离马鞍山隧道中线的距离，+Y轴为正，反之为负。 自评：达到预期的效果 2自由设站 为消除不通视情况、转点所耗时与带来的精度误差等，项目部一致研究决定采用任意设站。但全站仪的任意设站只观测2个已知点，造成了精度不高。成型后尺寸偏差1cm的点数超过了“国优”标准。因此项目部决定用CASIO5800编辑一个后方交会程序，并增加检查点。将仪器架立在待定点上，设站向4个已知控制点观测方向或距离，增加了观测点，但提高了精度。改进自由设站程序：（主程序）“RYSZ” 显示程序标题Fix 3:Deg:ClrStat:FreqOn 基本设置“XA(m)=”?A:AList X1 输入已知点A的X坐标“YA(m)=”?B:BList Y1 输入已知点A的Y坐标“XB(m)=”?C:CList X2 输入已知点B的X坐标“YB(m)=”?D:DList Y2 输入已知点B的Y坐标“XC(m)=”?E:EList X3 输入已知点C的X坐标“YC(m)=”?F:FList Y3 输入已知点C的Y坐标Norm 1：“D POINT YES(1) Or NO(0)”? Z 是否有检查点Fix 3If Z=1：Then“XD(m)=”？G:GList X4输入已知点D的X坐标“YD(m)=”？H:HList Y4:IfEnd 输入已知点D的Y坐标5DimZ 定义额外数组变量“ANGLE A(Deg)=”？ List Freq1 输入角A“ANGLE B(Deg)=”？ List Freq2 输入角B“ANGLE C(Deg)=”？ List Freq3 输入角CIf Z=1：Then“CHECK ANGLE D(Deg)=”? List Freq 4:IfEnd 有D点坐标输入角1O:2P:3Q 为调子程序计算A准备Prog“ANGLE” 调子程序计算A“A（DMS）=”：VDMS 显示A1（tan(V)-1-tan（ListFreq1-1）Z1计算PA2O:3P:1Q 为调子程序计算B准备Prog“ANGLE” 调子程序计算B“B（DMS）=”：VDMS 显示B1（tan(V)-1-tan（ListFreq2-1）Z2计算PB3O:1P:2Q 为调子程序计算C准备Prog“ANGLE” 调子程序计算C“C（DMS）=”：VDMS 显示C1（tan(V)-1-tan（ListFreq3-1）Z3计算PC(Z1ListX1+ Z2ListX2+ Z3ListX3) （Z1+ Z2+ Z3）X (Z1ListY1+ Z2ListY2+ Z3ListY3) （Z1+ Z2+ Z3）Y 计算交会点坐标“XP(m)=”：X 显示交会点X坐标“YP(m)=”：Y 显示交会点Y坐标If Z=1:Then XListX5:YListY5如果观测了检查角5O:3P:4Q 为调子程序计算检查角准备Prog“ANGLE” 调子程序计算检查角“CHECK(DMS)=”：VDMS 显示计算的检查角ListFreq4- VK 计算检查角观测值与计算值之差“CHECK ANGLE ERROR(DMS)=”:KDMS 显示检查角差Else“NO CHECK ANGLE”:IfEnd 显示没有观测角子程序ANGLEPol（ListX5- ListXO, ListYP- ListXO）:ClsIf J0:Then J+360R:ElseJR:IfEnd 计算OP方向的方位角Pol（ListXQ- ListXO, ListYQ- ListYO）:ClsIf J0:Then J+360S:ElseJS:IfEnd 计算OQ方向的方位角R-SV 计算方位角差If V0:Then V+360V:IfEndReturn 返回主程序实施效果：经过现场数据采集分析，CASIO5800后方交会程序的使用不但消除了不通视情况。同时也消除了转点耗时、转点带来的精度误差。自评：达到预期的效果3 每周一晚在会议室开展的知识讲座活动。提高了员工的理论知识，让员工从根本上理解它，为员工在现场熟练操作打下坚实的基础。周日晚开展的素质教育讲座提高了员工自身素质、自身的责任感，意识到粗心给公司带来的损失，以及自身的价值。十一、效果检查各项预定目标于2010年5月均已实现，见总汇表：影响隧道时间、精度总汇表序号检查项目改进后效果是否达到预期目标1自由设站经现场数据采集分析自由设站比不通视情况转点快了5min，精度上与直接由控制点施测结果比较0.1cm是2施工建筑坐标施工建筑坐标很直观的反映了工程进度，较测量坐标系施测节省10min是3施测人员熟练程度施测人员已能熟练的操作，较以前节约1min是4人员操作不仔细责任心的加强使得操作人员对工作做够的用心是5定向误差多次观测后基本消除了定向误差是 制表人：余丹 2010年5月12日自由设站+施工建筑坐标配合使用，完成一次断面测量只需要22min，较之极坐标+测量坐标系节省18min。结论：目标完成十二、巩固措施1.为巩固和推广QC成果，我们将这