土石方爆破工程測(cè)量控制方法優(yōu)化

孫向志

北京燕華工程建設(shè)有限公司 北京 102502

土石方爆破工程測(cè)量控制方法優(yōu)化

孫向志

北京燕華工程建設(shè)有限公司 北京 102502

某煉油廠垃圾場(chǎng)道路工程在石方爆破施工中，施工環(huán)境有很大的安 全風(fēng)險(xiǎn)，通過選用正確的測(cè)量控制方法，消除了工程安全風(fēng)險(xiǎn)。

爆破 測(cè)量 優(yōu)化

1 工程概況

某煉油廠垃圾場(chǎng)道路工程，位于該煉油廠內(nèi)正在運(yùn)行的易燃易爆液態(tài)氫罐區(qū)及輕石油罐區(qū)的東側(cè)，道路南端與工業(yè)垃圾堆埋場(chǎng)連接，北側(cè)出口與煉油廠一號(hào)路相通，全長(zhǎng)為405.82m。地處山嶺地區(qū)，地形起伏較大，高差約為23m，地表多樹木和雜草，其山體以花崗巖和風(fēng)化砂為主，該工程總土方量為11704.6m3，其中爆破石方量為8778.45m3，爆破最大深度為8m；土方為2926.15m3，填方為2926.2m3，澆筑道路砼量為457.03m3，工程總造價(jià)為510萬元。

復(fù)雜的施工地理環(huán)境為石方爆破施工增加了難度并有很大的安全風(fēng)險(xiǎn)。在施工中如果測(cè)量控制精度不能滿足精度要求，將使爆破作業(yè)面和臨空面出現(xiàn)飛石，難以保證施工安全，正確的選用測(cè)量控制方法在保證工程質(zhì)量、工程進(jìn)度、施工安全和降低成本顯得尤為重要和突出。

2 測(cè)量控制

道路施工精度主要取決于測(cè)量控制，如果測(cè)量控制不能滿足其精度要求，在垂直方向和水平方向都將造成返工，由于在水平方向道路走向存在偏差，在返工時(shí)，爆破后的臺(tái)階狀坡面，無法使鉆機(jī)找到工作面，即使手風(fēng)鉆能找到工作面，但在高差約為11m的臺(tái)階狀斷面上作業(yè)，也存在很大的危險(xiǎn)性，此時(shí)爆破臨空面將面對(duì)罐區(qū)，飛石的方向和距離都將難以控制，爆破施工的安全將難以保證。

從施工設(shè)計(jì)和測(cè)量規(guī)范中知，測(cè)控點(diǎn)位精度應(yīng)為：mp=±0.08m，由于設(shè)計(jì)提供的測(cè)控點(diǎn)位精度不高，在測(cè)控中使用J6經(jīng)緯儀，采用前方交會(huì)的方法，為確保精度，又采用單三角形來測(cè)量進(jìn)行校正，結(jié)果發(fā)現(xiàn)第一種測(cè)量方面造成了近1.5m的偏差，施工前及時(shí)糾正，閉合差僅為1.2cm，在確保安全的前提下，圓滿完成施工任務(wù)，下面針對(duì)兩種測(cè)量方法進(jìn)行比較。

2.1 前方交會(huì)法誤差分析

兩點(diǎn)前方交會(huì)是根據(jù)已知邊長(zhǎng)S及觀測(cè)角、，先求AP的長(zhǎng)度b及坐標(biāo)方位角，然后按坐標(biāo)正算公式求P點(diǎn)坐標(biāo)（如圖1）。

2.1.1 誤差

由于觀測(cè)角和有誤差，所以算出的邊長(zhǎng)b及方位角都有誤差（假定已知點(diǎn)的精度較高，它們對(duì)低一級(jí)網(wǎng)影響較小，可略而不計(jì)），這樣求P的坐標(biāo)也出現(xiàn)了誤差。則求P點(diǎn)的點(diǎn)位精度如下：

式中xA、yA是已知點(diǎn)A的坐標(biāo)，誤差忽略，而b和為αAP邊的長(zhǎng)度和坐標(biāo)方位角，都由觀測(cè)值算得，皆帶有誤差，故將（式1）式微分得：

將（式 4）及（式5）式代入（式2）式得：

在平差計(jì)算中點(diǎn)位中誤差m2P=m2xp+m2yp

在前方交會(huì)觀測(cè)中，測(cè)角精度是相同的

將

（式3）式代入得

這里a、b邊長(zhǎng)以公里為單位，m以秒為單位，ρ為常量，這里取0.206265km·s/mm從點(diǎn)位中誤差的公式（式6）知，前方交會(huì)的圖形結(jié)構(gòu)（如 a、b、γ、α、β等圖形元素）對(duì) mp也有影響。

在施工定位控測(cè)中算得：

將上面數(shù)據(jù)代入（式6）式得：

2.1.2 原因分析

造成測(cè)控點(diǎn)的點(diǎn)位精度不能滿足施工要求，道路走向閉合偏差過大不能滿足施工要求，下面歸納了以下幾點(diǎn)原因：

(1)只存在兩個(gè)已知點(diǎn)，卻采用了前方交會(huì)方案，測(cè)量成果不能檢核，可信度低，犯了測(cè)量大忌，測(cè)量方案選擇不合理。

(2)實(shí)際控測(cè)的圖形結(jié)構(gòu)較差，圖形強(qiáng)度較弱，由交會(huì)角過小造成，而在選用儀器時(shí)又選用精度過低的儀器J6經(jīng)緯儀，是造成測(cè)量成果不合要求的一個(gè)重要原因。

(3)測(cè)量時(shí)大氣折光、溫度變化、通視不好、能見度低和對(duì)中不準(zhǔn)也是增加測(cè)量偏差的一方面原因。

（4）測(cè)量使用的已知點(diǎn)也會(huì)存在一定的誤差。

（5）造成閉合差過大主要原因在于人為因素：工作缺乏嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)，責(zé)任心不強(qiáng)。

根據(jù)以上測(cè)量工作所存在的原因和不足，立即改正了缺點(diǎn)，制定了完善的測(cè)量方案，選用J2經(jīng)緯儀，采用單三角形方法進(jìn)行測(cè)量修正。

2.2 單三角形測(cè)量方法

單三角形就是根據(jù)已知點(diǎn) A、B和觀測(cè)角，觀測(cè)角 α'、β'、γ'、經(jīng)平差后，再推算AP邊的邊長(zhǎng)b及其坐標(biāo)方位角αAP，而后求出P點(diǎn)坐標(biāo)。

(1)根據(jù)單三角形（見圖2）運(yùn)算過程由此推導(dǎo)點(diǎn)位精度mp如下：

α、β、和 γ 為：閉合差 w=α'+β'+γ'-180°

未知點(diǎn)P的坐標(biāo)按下式計(jì)算

將上式微分并代入（式8）、（式9）式得

將上式轉(zhuǎn)化成中誤差的關(guān)系式后，代入下式

這里b、a、S邊長(zhǎng)以公里為單位，m以秒為單位，ρ為常量取0.206265，單位為 km·s/mm。

(2)根據(jù)單三角形已知點(diǎn)A、B和觀測(cè)角，觀測(cè)角經(jīng)平差后，推導(dǎo)點(diǎn)位精度mp如下表1：

表1 推導(dǎo)點(diǎn)位精度

將上面已知數(shù)據(jù)代入(式10)式中得

由此可得第二種方案克服了第一種方案中產(chǎn)生誤差的主要因素，從而使測(cè)控點(diǎn)位精度符合施工要求。

在石方爆破施工中，通過優(yōu)化測(cè)量控制方法選用單三角方法，準(zhǔn)確地控制定位，使測(cè)量橫向位移和縱向位移誤差都在允許范圍之內(nèi)，從而保證施工質(zhì)量和施工安全，減少因返工增加施工成本，在今后同類工程施工中值得借鑒。

由上面表1中數(shù)據(jù)得

TU 453

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1672-9323（2013）01-0081-03

2012-12-01）