山區(qū)公路外業(yè)勘測(cè)要點(diǎn)分析

陳 霄

(黔南州交通設(shè)計(jì)院)

1 工程實(shí)例概述

我院承擔(dān)測(cè)設(shè)的“平塘縣掌布至貴定縣鐵廠公路”是一段貴州山區(qū)公路測(cè)量項(xiàng)目。該公路為三級(jí)公路，全長(zhǎng)25 km。路線所經(jīng)之處均為貴州典型的山嶺重丘區(qū)。

本項(xiàng)目地處貴州苗嶺山脈，屬云貴高原東南坡向廣西丘陵過(guò)渡地帶。測(cè)區(qū)大地構(gòu)造屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔南臺(tái)陷貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)。其間溝壑縱橫，峰巒疊嶂，千米以上高峰較多，山地山體陡峭，地形起伏較大，相對(duì)高差500～1 000 m，山地自然坡度達(dá)30°以上，局部陡壁坡度可達(dá)50°以上。丘陵坡地主要分布在山脈的坡腳與河流階地的交界處，其天然坡度為15～30°，一般海拔均在600～1 000 m以上，相對(duì)高差150～500 m。復(fù)雜的地形地貌給測(cè)量工作提出了極高的技術(shù)質(zhì)量要求。

2 地面控制外業(yè)勘測(cè)

(1)用于測(cè)定路線偏角的交點(diǎn)間距應(yīng)盡量滿足三級(jí)公路的要求，樁點(diǎn)穩(wěn)固且將來(lái)易于保存，盡可能選取位置靠近橋隧的點(diǎn)。

(2)導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)遠(yuǎn)離線路中線平坦、穩(wěn)固處，防止施工影響致使樁志破壞。導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)視野開(kāi)闊，通視良好，視線超越和旁離障礙物1 m以上，應(yīng)注意旁折光的影響。

(3)橋隧相連的建筑密集區(qū)，為保證線路成果可靠性，應(yīng)布設(shè)成雙導(dǎo)線，一條在線路上，另一條離開(kāi)線路選點(diǎn)，每個(gè)導(dǎo)線環(huán)最多不超過(guò)8條邊。

(4)路基段導(dǎo)線形式一般為單導(dǎo)線即可，并將線路切線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)連起來(lái)。其導(dǎo)線邊長(zhǎng)不小于100 m，同時(shí)受點(diǎn)位使用方便性和三角高程測(cè)量限制也不宜大于800 m。

(5)道路過(guò)高處應(yīng)將導(dǎo)線布設(shè)成多個(gè)三角形或大地四邊形，導(dǎo)線點(diǎn)分布在道路左右兩側(cè)。應(yīng)考慮到導(dǎo)線點(diǎn)放樣墩臺(tái)的交會(huì)條件，控制網(wǎng)導(dǎo)線點(diǎn)個(gè)數(shù)不能太少，最好能保證每個(gè)墩臺(tái)至少能有三個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)來(lái)交會(huì)放樣。

(6)隧道控制網(wǎng)應(yīng)結(jié)合隧道長(zhǎng)度、平面形狀、線路通過(guò)地區(qū)的地形和環(huán)境等條件來(lái)考慮。隧道洞口布設(shè)成三角鎖，然后用雙導(dǎo)線沿線路中線將每個(gè)洞口相連，一條主要由線路中線點(diǎn)組成，另一條在中線點(diǎn)旁布設(shè)。越嶺較困難隧道也可偏離中線布設(shè)導(dǎo)線。洞口地面點(diǎn)應(yīng)考慮洞口施工場(chǎng)地的布置情況，盡量避免將來(lái)導(dǎo)線點(diǎn)被破壞或視線被遮擋的情況。隧道控制網(wǎng)中每個(gè)導(dǎo)線環(huán)邊數(shù)不超過(guò)6條，邊長(zhǎng)不小于200 m，洞口用于進(jìn)洞定向邊不小于300 m。

3 地面交點(diǎn)和轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)定

3.1 交點(diǎn)的測(cè)設(shè)

在公路外業(yè)勘測(cè)時(shí)，需要確定路線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這些轉(zhuǎn)折點(diǎn)是路線改變方向時(shí)相鄰兩直線的延長(zhǎng)線相交的點(diǎn)，稱之為交點(diǎn)。對(duì)于山區(qū)公路地形復(fù)雜的地段，需在帶狀地形圖上進(jìn)行紙上定線，然后把紙上定好的路線放到地面上，一般采用下述方法標(biāo)定交點(diǎn)位置。

圖1 交點(diǎn)測(cè)設(shè)示意圖

(1)將經(jīng)緯儀安置于ZD2上，盤左照準(zhǔn)后視點(diǎn)ZD1，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，沿視線方向在交點(diǎn)概略位置前后打下兩樁a1、b1(稱為騎馬樁)，并在樁頂分別標(biāo)出其中心位置，盤右位置仍照準(zhǔn)ZD1，倒轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，在騎馬樁a2、b2上標(biāo)出其中心位置。

(2)取a1與a2的中點(diǎn)a和b1與b2的中點(diǎn)b作為騎馬樁的使用點(diǎn)位，這種延長(zhǎng)直線的方法稱為正倒鏡分中法。

(3)再將經(jīng)緯儀安置于ZD3點(diǎn)，后視ZD4，用正倒鏡分中法延長(zhǎng)直線與a、b兩點(diǎn)連線相交，在相交處打樁標(biāo)定點(diǎn)位JD，此點(diǎn)JD即為路線交點(diǎn)位置。

3.2 轉(zhuǎn)點(diǎn)的測(cè)設(shè)

在相鄰交點(diǎn)間距離較遠(yuǎn)或不通視的情況下，需在其連線上測(cè)設(shè)一些供放線、交點(diǎn)、測(cè)角、量距時(shí)照準(zhǔn)之用的點(diǎn)，這樣的點(diǎn)稱為轉(zhuǎn)點(diǎn)。

圖2 轉(zhuǎn)點(diǎn)測(cè)設(shè)示意圖

其測(cè)設(shè)方法如圖2所示，JD5、JD6為相鄰不通視的交點(diǎn)，ZD'為初定轉(zhuǎn)點(diǎn)，先將經(jīng)緯儀安置于ZD'，后視JD5，用正倒鏡分中法得JD'6，用視距法測(cè)定前后交點(diǎn)與ZD'的視距分別為a、b。如果JD6與JD6的偏差f，則ZD'應(yīng)橫移的距離 e可用下式計(jì)算

按計(jì)算值e移動(dòng)ZD'定出ZD，然后將儀器移至ZD，檢查ZD是否位于兩交點(diǎn)之連線上，如果偏差在容許范圍內(nèi)，則ZD可作為JD5與JD6間的轉(zhuǎn)點(diǎn)。

4 全站儀的使用

4.1 全站儀

山區(qū)公路測(cè)量中，放樣和測(cè)量是貫穿在整個(gè)工程中的，每一個(gè)點(diǎn)都是關(guān)鍵。測(cè)量數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)處理的效率關(guān)系著工程能否在合同期內(nèi)完成，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也決定著工程建設(shè)的質(zhì)量。

傳統(tǒng)的測(cè)量手段是前方交會(huì)，此種放樣手段需要人為估算，精度低，并且耗費(fèi)人力。隨著全站儀技術(shù)的發(fā)展，全站儀的應(yīng)用越來(lái)越廣，已經(jīng)在許多工程建設(shè)中普及，逐步取代經(jīng)緯儀以及鋼尺等測(cè)量手段。特別在山區(qū)的高速公路測(cè)量中，全站儀可以快捷的架設(shè)儀器，而且定后視也很方便，因此能夠快速進(jìn)入工作狀態(tài)，提從而高作業(yè)效率。特別在雜草樹(shù)叢較多的山區(qū)，即使是GPS也不能與其相提并論。

4.2 全站儀測(cè)量的特點(diǎn)

(1)儀器操作簡(jiǎn)單、高效。全站儀具有現(xiàn)代測(cè)量工作所需的所有功能。

(2)快速安置:簡(jiǎn)單的整平和對(duì)中后，儀器一開(kāi)機(jī)后便可工作。儀器具有專門的動(dòng)態(tài)角掃描系統(tǒng)，因此無(wú)需初始化。關(guān)機(jī)后仍會(huì)保留水平和垂直度盤的方向值。

(3)適應(yīng)性強(qiáng):它們經(jīng)受過(guò)全面的測(cè)試以適應(yīng)各種作業(yè)條件，能在惡劣的環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù)。

(4)具有雙向通訊功能，可將數(shù)據(jù)傳輸給外部計(jì)算機(jī)，也可接收外部計(jì)算機(jī)的指令和數(shù)據(jù)。

(5)可提供三維坐標(biāo)，精度可以達(dá)到毫米級(jí)，甚至更高。

4.3 全站儀的勘測(cè)要點(diǎn)

測(cè)設(shè)前首先要對(duì)全站儀進(jìn)行三項(xiàng)參數(shù)設(shè)置，分別是儀器加常數(shù)、棱鏡加常數(shù)和大氣改正設(shè)置。進(jìn)行具體的勘測(cè)時(shí)要對(duì)全站儀進(jìn)行如下設(shè)置。

(1)架設(shè)測(cè)站儀器:將腳架均勻伸開(kāi)，放上儀器，對(duì)中，整平儀器，再對(duì)中，精平，最后再次確認(rèn)測(cè)站中心點(diǎn)在光學(xué)對(duì)中器十字絲中央，并輸入測(cè)站和后視點(diǎn)坐標(biāo)。

(2)架設(shè)后視點(diǎn)儀器:一般采用跟蹤桿，對(duì)準(zhǔn)后視點(diǎn)十字絲中央，讓氣泡居中即可。

(3)定后視:使全站儀的目鏡中的十字絲卡著后視點(diǎn)棱鏡中央，只要最后的X、Y、H每個(gè)坐標(biāo)偏差不超過(guò)2 mm即可完成后視定向。

(4)數(shù)據(jù)采集和放樣:當(dāng)計(jì)算測(cè)量坐標(biāo)在施工坐標(biāo)中的具體位置時(shí)(在檢驗(yàn)?zāi)０迤屏繒r(shí)應(yīng)用到的特別多)，只需直接測(cè)量前視棱鏡所在的位置點(diǎn)坐標(biāo)即可。當(dāng)進(jìn)行道路放線、橋樁定位時(shí)，依據(jù)設(shè)計(jì)坐標(biāo)，進(jìn)行極坐標(biāo)放樣，待放點(diǎn)做上記號(hào)時(shí)就完成任務(wù)。

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［1］康亮，王海平，姜永福.GPS技術(shù)在公路測(cè)量中的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景概述［J］.科技廣場(chǎng)，2011，(2):72-74.

［2］劉勤.淺談公路工程測(cè)量［J］.科技信息，2011，(18):487-488.