工程測量在海外路橋工程施工中的應(yīng)用

郭昆

【摘 要】隨著我國施工企業(yè)逐漸走出國門，進(jìn)入國際工程市場，工程測量技術(shù)應(yīng)當(dāng)如何適應(yīng)海外施工環(huán)境和海外技術(shù)條件，應(yīng)該引起各有關(guān)部門的重視。鑒于此，本文對工程測量在海外路橋工程施工中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】水準(zhǔn)測量；橋梁；GPS

一、前言

隨著我國施工企業(yè)水平和實力的不斷壯大，有部分施工企業(yè)已走出國門，進(jìn)入國際建設(shè)工程市場領(lǐng)域，并取得了一定的成績。海外工程在施工環(huán)境和技術(shù)條件與國內(nèi)有很大的差異，特別是一些經(jīng)濟(jì)較落后的國家，施工環(huán)境惡劣，工程技術(shù)水平落后。這就造成我國施工企業(yè)技術(shù)人員在施工過程中遇到較多的問題和困難。任何工程在設(shè)計和建筑的過程中都離不開測量環(huán)節(jié)，測量不僅為工程提供可靠的參考數(shù)據(jù)，也對工程實施進(jìn)度和情況的監(jiān)測起著非常重要的輔助作用。對于路橋建設(shè)工程來說，工程測量的最基本的任務(wù)就是采用相關(guān)的工具和設(shè)備儀器，對路橋工程的設(shè)計圖上的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確測量，以保證工程的實施中進(jìn)行對照和參考。在海外的部分經(jīng)濟(jì)落后國家，本國內(nèi)的大地測量坐標(biāo)系統(tǒng)沒有建立完善，施工方在承建了一項工程項目后，需要根據(jù)實地情況建立獨立可靠的坐標(biāo)系統(tǒng)，其相應(yīng)測量成果直接影響著工程建設(shè)項目的質(zhì)量等級、結(jié)構(gòu)、安全及建成后的功能。

二、海外路橋工程施工中的工程測量

1、公路工程測量

（1）水準(zhǔn)測量

在水準(zhǔn)測量過程中，主要由布設(shè)施工臨時水準(zhǔn)點、測量、計算等幾個方面組成。施工測量時，水準(zhǔn)點的選擇比較重要，在水準(zhǔn)測量中，其設(shè)計單位所給的水準(zhǔn)點距離實際單位較遠(yuǎn)，一般情況下水準(zhǔn)點都在500米以上，在實際施工中存在著一定的難度。針對這種狀況，施工人員可以根據(jù)施工現(xiàn)場的地形地貌，結(jié)合著路基橋涵等工程的施工結(jié)構(gòu)，沿路線方向相隔200米左右布設(shè)一個施工用的水準(zhǔn)點，并對其作出詳細(xì)記錄。在水中測量中，主要包括以下幾個方面：①布設(shè)施工臨時水準(zhǔn)點。臨時水準(zhǔn)點不是隨便布設(shè)的，而是要結(jié)合著工程的實際施工狀況及工程所在地的地理環(huán)境，在原有的基礎(chǔ)上沿路線方向間隔200m 左右進(jìn)行布設(shè)，使其在實際使用中，能夠解決工程施工環(huán)節(jié)中存在的困難。②測量。測量前相關(guān)儀器一定要經(jīng)過有關(guān)部門檢測，測量人員嚴(yán)格按照相應(yīng)的操作制度及流程測量，在相鄰的兩個水準(zhǔn)點間進(jìn)行閉合測量，加密的水準(zhǔn)點都要進(jìn)行閉合和復(fù)測。由于海外施工環(huán)境的限制，沒有專業(yè)的部門可以對儀器進(jìn)行定期檢測和調(diào)校，這就要求測量人員還要掌握儀器的自檢和調(diào)校流程。③計算。先從數(shù)據(jù)上檢查是否滿足四等水準(zhǔn)測量的要求。然后每兩個水準(zhǔn)點閉合計算，復(fù)核設(shè)計單位的所給的水準(zhǔn)點閉合計算，同樣復(fù)核設(shè)計單位的所給的水準(zhǔn)點是否閉合。

（2）中線放樣

就是將基點定為某個最近間距的導(dǎo)線點，并以后視鄰近的導(dǎo)線點，撥角放線法測出距離并將中樁點放出，距離與觀測角就是基于這三點坐標(biāo)而計算出來的。導(dǎo)線點坐標(biāo)的復(fù)測計算一般按照三個步驟：首先由公路設(shè)計機(jī)構(gòu)提供給施工單位導(dǎo)線控制樁坐標(biāo)；然后進(jìn)行導(dǎo)線點的計算，測量之前可以依據(jù)設(shè)計機(jī)構(gòu)所提供的坐標(biāo)先計算好轉(zhuǎn)折角與邊長，和實測結(jié)果相對比較。測量的時候需要注意兩點：①全站儀或者光電測距儀配合經(jīng)緯儀要經(jīng)過權(quán)威部門的檢測，務(wù)必保證測量的精確度；②誤差較大時，要找出產(chǎn)生誤差的原因，是導(dǎo)線點位置的挪動造成的，還是儀器的故障造成的。最后，由監(jiān)理部門審核，比如，監(jiān)理部門提出的閉合差衡量是否閉合，導(dǎo)線精度是否滿足導(dǎo)線長度計算的精確度，如果滿足，盡快整理出導(dǎo)線點成果表。中樁放樣：中樁放樣是以某個間距最近的導(dǎo)線點為基點， 后視鄰近導(dǎo)線點， 撥角測距放出此中樁點， 觀測角與距離是以此三點的坐標(biāo)計算而出的。

（3）中樁穿線

中樁穿線的目標(biāo)就是測量直線點是否在一條直線上，曲線點是否在一條曲線上。這是衡量導(dǎo)線點合格的技術(shù)參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)之一。如果中樁穿線測量結(jié)果不通過，則應(yīng)立即查找原因。將穿線過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行仔細(xì)記錄與科學(xué)分析。對中間點的調(diào)整應(yīng)基于該曲線或直線最遠(yuǎn)點進(jìn)行，而線型結(jié)點則應(yīng)曲線先定，直線后定，進(jìn)而得到誤差最小的施工方案。

2、橋梁測量技術(shù)

橋梁工程測量是研究橋梁工程細(xì)節(jié)幾何實體的測繪與抽象幾何實物測設(shè)而成的理論，措施和技術(shù)的一項實用性科目。橋梁的測量控制點特點主要有分布隔施工區(qū)域遠(yuǎn)、精準(zhǔn)度級別高，控制網(wǎng)布置不規(guī)則等幾點。測量會受施工現(xiàn)場環(huán)境的制約跟當(dāng)時氣候的影響。受水面上風(fēng)、霧，濕度，大氣折光等影響，測量時應(yīng)該輸入溫度、氣壓修正系數(shù)。在橋梁設(shè)計階段，規(guī)劃設(shè)計階段測量的主要目的是提供各個比例尺的斷面、地形圖紙，還要對工程水文測量校驗、水文地質(zhì)勘探、地質(zhì)勘探進(jìn)行測量。施工作業(yè)階段的測量工作先是要依照地形、工程性質(zhì)和施工組織與計劃等，設(shè)置施工控制網(wǎng)，再按照施工需求，采用各類不同的放樣措施，把圖紙上所設(shè)計的內(nèi)容轉(zhuǎn)移到現(xiàn)場實地。此外還必須進(jìn)行施工質(zhì)量檢控，竣工測量，變形觀測和設(shè)備的安裝測量等。而到了橋梁運營階段，測量工作的主要目的則是對橋梁安全狀況進(jìn)行監(jiān)控，從而對設(shè)計理論進(jìn)行驗證，監(jiān)控測量的內(nèi)容包括橋梁的搖擺、傾斜、沉降、位移等。橋梁地形測量。橋梁地形測繪，一是竣工測繪、二是規(guī)劃與勘察階段的測繪，兩者都是利用數(shù)字測圖技術(shù)來進(jìn)行制圖，并生成相應(yīng)的數(shù)字高程模型。目前，較為常見的是數(shù)字相機(jī)、衛(wèi)星定位、全站儀等內(nèi)外業(yè)結(jié)合的制圖系統(tǒng)。除放樣測設(shè)之外，大型橋梁工程在施工作業(yè)過程中和竣工時對其空間形態(tài)進(jìn)行實時或準(zhǔn)實時的精準(zhǔn)檢測與完整記錄越來越受到重視，國內(nèi)市場需求持續(xù)增加，不過還要探索如何適應(yīng)海外工程環(huán)境與技術(shù)對接。除智能化全站儀外，數(shù)字近景攝影測量和地面激光掃描等技術(shù)具備優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用潛力，但是可操作性和作業(yè)效率均需要改善。在變形監(jiān)測模塊，需要進(jìn)一步研究開發(fā)大型橋梁動態(tài)和靜態(tài)變形監(jiān)測的自動化技術(shù)和措施。

3、全球定位技術(shù)在路橋工程測量中的應(yīng)用

一般來說，由于路橋測設(shè)測量的數(shù)據(jù)的應(yīng)用范圍的限制，導(dǎo)致其在測量過程中對于測量數(shù)據(jù)的結(jié)果的要求相對較低，尤其是同路橋控制測量相比較，其更加注重的是測量的實時性。所以，為了更好的實現(xiàn)路橋工程的測設(shè)測量，采用GPS 衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)，會得到更加直接的有效數(shù)據(jù)。隨著GPS 定位技術(shù)的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，應(yīng)用技術(shù)水平迅速提高，以展現(xiàn)出廣闊的前景。在今后的線路勘測中，靜態(tài)定位技術(shù)的應(yīng)用將取代常規(guī)測量方法，從首級控制到一二級導(dǎo)線，從線路導(dǎo)航測控制測量，從隧道外控制到特大橋梁的施工控制測量等，靜態(tài)將更好的為線路和橋隧工程中的控制測量服務(wù)。在工程控制測量中，GPS具有聯(lián)測遠(yuǎn)距離已知點和無需點間直接通視等優(yōu)勢，TPS（全站儀定位系統(tǒng)）具有機(jī)動靈活，短距離測量速度快，相對精度較高，便于指導(dǎo)工程施工等特點。因此，在工程控制網(wǎng)（特別是施工控制網(wǎng)）中，如何發(fā)揮GPS和TPS的各自優(yōu)勢，快速布設(shè)精度較均勻的綜合網(wǎng)，已經(jīng)成為GPS在工程中應(yīng)用的一個重要研究方向。在路橋工程中，由于實際的需要，往往牽涉到GPS與TPS的聯(lián)合使用問題。例如，在線路等工程中，施工部門經(jīng)常利用GPS檢核或加密設(shè)計部門提供TPS導(dǎo)線控制點；在隧道貫通施工過程中，把洞外的GPS控制測量成果（進(jìn)洞定向等元素）用TPS引進(jìn)洞內(nèi)等。由于TPS導(dǎo)線精度的不均勻，并且一般低于GPS測量精度，為了盡量保證新的GPS測量與原TPS測量的一致性，不至于出現(xiàn)兩套測量成果，在用GPS檢核或加密TPS導(dǎo)線時，應(yīng)注意在一定的距離間隔內(nèi)，GPS點要和原TPS導(dǎo)線點重合，使GPS測量成果盡量符合在原TPS導(dǎo)線控制點上

三、結(jié)語

總之，雖然我國在路橋工程測量上取得了一定的成績，并隨著施工企業(yè)實力的提升，逐步開辟出海外建筑市場，工程測量技術(shù)也要適應(yīng)新的環(huán)境，研究測量技術(shù)如何與國際接軌，尋找差距提高水平。隨著各種高新電子技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)快速的發(fā)展，路橋工程的測量技術(shù)也會朝著高科技、低損耗、高精度、快速度的方向不斷的邁進(jìn)，將會對推動我國路橋工程技術(shù)水平，提高企業(yè)競爭力做出重要的貢獻(xiàn)。

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