測量技術(shù)在內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用分析

王春飛

摘 要:測量技術(shù)水平對于提高內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程施工質(zhì)量具有十分重要的意義。首先闡述了內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程主要測量工作內(nèi)容與儀器設(shè)備,并重點分析了測量技術(shù)要點。

關(guān)鍵詞:測量技術(shù);養(yǎng)護(hù)工程;GPS

中圖分類號:TU113.2+1文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-3198(2009)16-0292-01

1 內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程中的主要測量工作及儀器設(shè)備

1.1 主要測量工作內(nèi)容

內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程分為疏浚工程和整治工程,而整治工程又分為筑壩工程和護(hù)岸工程,其工程主體基本位于水下,在工程施工過程中涉及的測量工作主要有:

(1)疏浚工程:平面控制和高程控制測量,施工前工程量復(fù)核測量,挖槽的施工放樣測量,施工全過程中的水尺設(shè)立和觀測,中間檢測和驗收測量,工程完成后的效果檢測。

(2)整治工程:平面控制和高程控制測量,壩位、護(hù)坡、護(hù)岸以及施工圍堰的施工放樣測量,中間檢測,施工中及施工后的沉降觀測,驗收測量,工程完成后的效果檢測。

1.2 主要測量儀器設(shè)備

傳統(tǒng)的控制測量工作是使用光學(xué)儀器,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)在已使用GPS設(shè)備逐步代替光學(xué)儀器進(jìn)行平面控制測量。GPS(全球定位系統(tǒng)Global Positioning System )是美國從20世紀(jì)70年代開始研制的,該系統(tǒng)由空間星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶系統(tǒng)三部分組成。用戶接收機根據(jù)接收的定位信息,實時計算求出接收機的三維位置,以及運動速度和時間信息。從而達(dá)到全球性、全天候、連續(xù)的精密三維定位與導(dǎo)航的目的。但是因民用的GPS設(shè)備采用的是P碼(普通碼),測出的高程(橢球高)精度不能達(dá)到規(guī)范要求,所以高程控制測量還是需要使用光學(xué)水準(zhǔn)儀。而在施工中,平面位置的放樣工作可以使用全站儀,也可以使用GPS設(shè)備,高程測量(包括沉降測量)則基本使用自動安平水準(zhǔn)儀。水下地形測量是聯(lián)合進(jìn)行的,使用測深儀測量水深。用光學(xué)儀器或GPS設(shè)備測出測深點的平面位置。而為了檢測工程效果進(jìn)行水文測量時,也需要由幾種設(shè)備聯(lián)合進(jìn)行,使用流速儀測量水流速度,通過水準(zhǔn)測量測出比降,用光學(xué)儀器或GPS設(shè)備測出測速點或比降點的平面位置。

2 航道養(yǎng)護(hù)工程中測量技術(shù)要點

2.1 挖槽放線

放樣工作是進(jìn)行航道工程施工的前提,是工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計要求的重要保證。由于內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程的特殊性,放線精度要求高,測量難度大,一般放線采用指示性導(dǎo)標(biāo),給工程施工帶來困難。一般而言,對航道養(yǎng)護(hù)工程的放線,常規(guī)做法是在岸上設(shè)置導(dǎo)標(biāo),標(biāo)示出挖槽區(qū)域的左右邊線、起止線。由于受地形地物及通視條件的限制,導(dǎo)標(biāo)的靈敏度往往達(dá)不到施工要求,如果在放線中存在測量誤差,就會“失之毫厘,謬以千里”。以往對此種情況只能通過提高測量精度盡量滿足放線要求,但還不能完全達(dá)到施工要求。利用GPS 測量系統(tǒng)進(jìn)行放線一改往日實地放線的做法,只需在計算機內(nèi)以挖槽的左右邊線及起止線等參數(shù)做出計劃線,將GPS 接收機天線安置于挖泥船的挖泥部,通過計算機就可隨時掌握挖泥部的位置,確保航道養(yǎng)護(hù)工程在設(shè)計挖槽內(nèi)進(jìn)行,這樣,即提高了工程作業(yè)的效率和質(zhì)量,又減少了測量放線的工作量。

2.2 水深測量

由于航道建設(shè)工程隱蔽性高,絕大部分疏浚和整治工程均在水下進(jìn)行,工程基本上不可視,因此水深測量是航道建設(shè)工程測量工作的重點。一般采用GPS 定位,采用兼有數(shù)字和模擬記錄功能測深儀測深,采用專業(yè)的導(dǎo)航軟件進(jìn)行實時導(dǎo)航、定位、采集和記錄深度數(shù)據(jù),其主要的技術(shù)控制:一是檢驗導(dǎo)航軟件對GPS 實時差分?jǐn)?shù)據(jù)的解算結(jié)果,檢驗方法就是采用導(dǎo)航軟件在控制點進(jìn)行檢測; 二是控制好測深、定位、定標(biāo)、記錄的同步性、控制好測深與水位觀測的時間同步;三是測深儀器的校準(zhǔn)和比測。

部分地方單位采用RTK 進(jìn)行無驗潮水深測量,規(guī)范沒有相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)控制。無驗潮測量簡單地說就是用移動站GPS 天線中心的高程減去天線到水面的長度再減測深儀測得的深度就得出地面高程。實際工作中主要控制的技術(shù)要點一是無驗潮水深測量中移動站GPS 天線中心高程的求得( 導(dǎo)航軟件對GPS 實時差分?jǐn)?shù)據(jù)解算的三維坐標(biāo)),其檢驗方法是用導(dǎo)航軟件直接在控制點上比測或用RTK 控制器手薄采集的與導(dǎo)航軟件對GPS 實時差分?jǐn)?shù)據(jù)解算的三維坐標(biāo)比較; 二是在進(jìn)行水深測量過程中船體姿態(tài)的控制,目前沒有好的方法控制或修正運動船體的姿態(tài)。對于多波束測深儀在運河航道的測量應(yīng)用,由于內(nèi)河的水深一般在幾米,其優(yōu)越性得不到充分的體現(xiàn)。

2.3 施工船舶挖泥作業(yè)

在施工船舶上配備全球定位系統(tǒng)GPS和裝有電子圖形控制系統(tǒng)的計算機。施工前由測量人員編制施工計劃文件,把施工計劃輸人計算機;施工過程中,利用電子圖形控制系統(tǒng),駕駛員按照計算機所顯示的施工挖泥圖形范圍操作,即可有效地控制挖槽范圍。在耙臂和耙頭、絞刀頭位置安裝深度指示裝置,可對挖泥船的耙頭、絞刀頭實行精確定位并加以控制,從而有效地提高挖泥效率、挖槽平整度和邊坡開挖的精度,有效地控制施工過程中的超挖、欠挖情況,減少無效挖方,從而達(dá)到了減少挖泥廢方、提高疏浚效益的目的。

2.4 施工船舶監(jiān)測

為了及時、有效、準(zhǔn)確對施工區(qū)段各施工船舶的航行動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤處理,確保施工安全,工程中需要實時掌握各船舶的航行位置、航速、航行線路,做到統(tǒng)一調(diào)度、及時調(diào)整。因此,可以在投入施工的船舶均安裝水上交通管理監(jiān)控系統(tǒng)。這個系統(tǒng)的工作原理是:由安裝在施工船舶上的船載定位終端通過無線網(wǎng)絡(luò)向陸地監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù),通過監(jiān)控中心計算收集。即可在計算機屏幕上實時顯示船舶位置及航行動態(tài),并可通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)多終端同時監(jiān)控,是集GPS衛(wèi)星定位技術(shù)、GPRS、GSM和CDMA1移動通信技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體的綜合管理系統(tǒng),具有定位、跟蹤、預(yù)警、報警、緊急救援等綜合功能。

2.5 測量質(zhì)量監(jiān)理的工作重點

在施工前的工程量復(fù)核測量時,測量工程師應(yīng)該和承包商共同進(jìn)行,并各自獨立完成水下地形測量,各自得出復(fù)核結(jié)果。如果復(fù)核結(jié)果與設(shè)計工程量有較大出入,還應(yīng)該知會建設(shè)單位,做好和建設(shè)單位、設(shè)計單位-起復(fù)測的準(zhǔn)備。在施工中,測量監(jiān)理工程師應(yīng)經(jīng)常對挖槽進(jìn)行水下地形測量,及時發(fā)現(xiàn)疏浚工作中的欠挖、漏挖等質(zhì)量問題,及時指揮承包商解決問題,保證施工質(zhì)量。而在進(jìn)行中間計量時,測量監(jiān)理工程師還應(yīng)該會同計量監(jiān)理工程師一起測量挖槽的水下地形,以確認(rèn)可以計量的工程量。每個單位工程結(jié)束后,測量監(jiān)理工程師應(yīng)該及時對該單位工程進(jìn)行驗收測量,確定其是否達(dá)到交工的要求。在交工以及竣工驗收時進(jìn)行的水下地形測量,測量監(jiān)理工程師也必須參與。

3 結(jié)語

隨著測繪科技的不斷發(fā)展 測量手段不斷更新,新的精度更高、操作更加簡單方便的測量儀器、測繪軟件不斷涌現(xiàn)。新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用大大地提高了測繪工作的生產(chǎn)效率;降低了測量成果的差錯率;提高了測繪產(chǎn)品的質(zhì)量。尤其是計算機與GPS結(jié)合應(yīng)用在內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)測量工程中,使測量工作發(fā)生了質(zhì)和量的“革命”。隨著GPS 測量理論的不斷完善,經(jīng)驗的不斷豐富以及技術(shù)設(shè)備的更新, GPS 測量系統(tǒng)在航道中的應(yīng)用將更加廣泛,將在更多領(lǐng)域中取代傳統(tǒng)的施測方法。

參考文獻(xiàn)

[1]@李明峰,馮寶紅.GPS定位技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京.國防工業(yè)出版社,2006.

[2]@熊志昂,李紅瑞,賴順香.GPS技術(shù)與工程應(yīng)用[M].北京:國防工業(yè)出版社,2005.