豐富的知識(shí)使交通工程測(cè)量輕松有趣

廖明俠　李成軍

（貴州陸通工程管理咨詢有限責(zé)任公司　貴州貴陽(yáng)　550000）

1　工程測(cè)量的重要性

工程測(cè)量是工程設(shè)計(jì)和施工的前提條件和檢查手段，是工程項(xiàng)目的重要組成部分。測(cè)量結(jié)果直接影響到工程的質(zhì)量、造價(jià)甚至成敗。工程測(cè)量涉及內(nèi)容多，知識(shí)面廣，交通工量測(cè)量更是復(fù)雜多樣，要測(cè)橫坡、縱坡、平面線型，平面線型涉及到直線、圓曲線、緩和曲線等線型正反算知識(shí)，個(gè)別放樣還涉及到制圖知識(shí)；測(cè)量場(chǎng)地有的要跨過(guò)江河湖海，有的要繞過(guò)山體、繞過(guò)村鎮(zhèn)，有的要在車人來(lái)往的城市街道上進(jìn)行，條件各不相同。80年代的工程測(cè)量工具一般只有水平儀、經(jīng)緯儀、花桿、塔尺、鋼尺、皮尺、線錘等簡(jiǎn)單測(cè)量工具，計(jì)算只用到加減乘除和三角函數(shù)，只要普通計(jì)算器就能計(jì)算，測(cè)量人員不需要很高的文化。但在測(cè)量?jī)x器先進(jìn)、計(jì)算器具和計(jì)算軟件發(fā)達(dá)的今天，測(cè)量效率已成百上千倍的提高，不同的測(cè)量?jī)?nèi)容、不同的測(cè)量精度要求、不同的測(cè)量環(huán)境適用不同測(cè)量?jī)x器、測(cè)量方法和計(jì)算方法，只會(huì)加減乘除和三角函數(shù)已經(jīng)不能適應(yīng)工程測(cè)量了，只有測(cè)量人員知識(shí)全面，靈活使用適合的測(cè)量方法、測(cè)量?jī)x器、計(jì)算方法、計(jì)算器具和繪圖方法等，才能適應(yīng)今天高效率的工程測(cè)量工作。

2　提高工程測(cè)量效率方法分析

在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)前或土石方開(kāi)挖工程前需要測(cè)量原地面特征點(diǎn)，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)繪制地形圖，再根據(jù)地形圖繪制斷面圖，然后根據(jù)斷面圖計(jì)算斷面積，最后根據(jù)斷面間距和斷面積計(jì)算出各種所需的工程量。這些工作如果用以前的老辦法，得在每個(gè)特征點(diǎn)測(cè)量時(shí)記錄下數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)遂個(gè)將點(diǎn)描畫在圖紙上，再將各點(diǎn)連線修飾成地形圖，繪一張幾千平方米的地形圖就得花上好幾天，且容易出錯(cuò)，但如果是用全站儀、或RTK、或GPS測(cè)存數(shù)據(jù)，用Excel配合南方測(cè)繪等繪圖軟件繪圖和計(jì)算，則繪圖只需要幾分鐘就可完成，且不易出錯(cuò)，繪斷面、計(jì)算表面積、計(jì)算斷面積和工程數(shù)量都很快且很準(zhǔn)確。

在測(cè)量隧道開(kāi)挖工程量、初期支護(hù)工程量、或二襯混凝土工程量時(shí)，需要測(cè)量斷面數(shù)據(jù)，繪制隧道斷面圖，如果用老方法測(cè)量記錄，再描點(diǎn)畫圖、據(jù)圖計(jì)算，一個(gè)斷面圖就得花上半天時(shí)間，且容易出錯(cuò)；但如果用全站儀測(cè)存數(shù)據(jù)，用Excel整理測(cè)量數(shù)據(jù)，配合CAD繪制斷面圖，只需要將全站儀導(dǎo)出的數(shù)據(jù)復(fù)制到Excel表格上，通過(guò)格式符調(diào)整成CAD接受的繪圖輸入格式，復(fù)制Excel表格上的數(shù)據(jù)到CAD的命令行，所需要的斷面圖就生成了；然后用CAD的面積計(jì)算功能計(jì)算出斷面積、再用Excel表格計(jì)算出方量，則每個(gè)斷面繪圖加上計(jì)算也只需要幾分鐘時(shí)間就可以完成[1]。

測(cè)量工作中除了在設(shè)計(jì)、施工前要進(jìn)行測(cè)量外，在施工中和施工后還要進(jìn)行復(fù)核和檢查測(cè)量，這時(shí)往往會(huì)把測(cè)量數(shù)據(jù)帶回辦公室來(lái)處理，如果用計(jì)算器或手機(jī)計(jì)算邊線超欠或建筑物位置，則要在計(jì)算器或手機(jī)上輸入每個(gè)測(cè)點(diǎn)的X、Y、Z3個(gè)方向的坐標(biāo)數(shù)據(jù)才能計(jì)算出偏距、里程和相對(duì)高度，進(jìn)一步計(jì)算出偏差值。如果用Excel整理數(shù)據(jù)后再用CAD繪圖，在CAD圖上直接量取偏距或偏差值，就比遂個(gè)輸入X、Y、Z3個(gè)方向的坐標(biāo)值要快無(wú)數(shù)倍，且避免了因輸錯(cuò)數(shù)字而出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

3　編寫交通工程測(cè)量程序

在編寫程序時(shí)，直線上要用到方位角，圓曲線上要用到圓心坐標(biāo)、圓曲線半徑，在緩和曲線上除要用到直線和圓曲線上的要素外還要用到緩和曲線的計(jì)算公式，計(jì)算直線的方位角至少要在計(jì)算器上輸入兩組平面坐標(biāo)，計(jì)算圓曲線的圓心坐標(biāo)和半徑需要解兩個(gè)三角方程、在計(jì)算器上輸入很多次坐標(biāo)，計(jì)算緩和曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)時(shí)、要多次用到3次方和5次方的乘方公式，這些工作，每項(xiàng)都會(huì)花很多時(shí)間；如果用Excel配合CAD繪圖或用道路之星等繪圖軟件配合CAD繪圖，在圖上查取坐標(biāo)、標(biāo)出半徑、標(biāo)出方位角等線路曲線要素，則編寫工程測(cè)量程序時(shí)就會(huì)損去復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程，避免計(jì)算上的錯(cuò)誤，工作效率就會(huì)無(wú)數(shù)倍地提高。

為了提高計(jì)算器的運(yùn)行速度，在編寫交通工程測(cè)量程序時(shí)，可用數(shù)學(xué)知識(shí)解決測(cè)量程序中緩和曲線反算程序運(yùn)算復(fù)雜、計(jì)算器運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的問(wèn)題。隧道放樣測(cè)量時(shí)，由于放樣點(diǎn)和測(cè)站點(diǎn)之間的關(guān)系不確定，用正程序放樣需要先估計(jì)大概位置再測(cè)量計(jì)算后根據(jù)計(jì)算結(jié)果計(jì)算出放樣數(shù)據(jù)進(jìn)行放樣，且因放樣斷面不是規(guī)則標(biāo)準(zhǔn)的平面，放出的點(diǎn)誤差很大，因此，隧道放樣測(cè)量一般都是用反算程序進(jìn)行測(cè)量放樣。但交通工程測(cè)量反算程序在用計(jì)算器計(jì)算緩和曲線時(shí)、不論是網(wǎng)上下載的測(cè)量程序、還是自己根據(jù)緩和曲線計(jì)算公式編寫的測(cè)量程序、計(jì)算器算一個(gè)點(diǎn)都要運(yùn)行很長(zhǎng)時(shí)間，有時(shí)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)十幾秒。通過(guò)將緩和曲線起點(diǎn)、中點(diǎn)和終點(diǎn)畫圓和緩和曲線相比較，發(fā)現(xiàn)兩條線間近似相差一條正弦曲線，證明用正弦曲線和圓曲線可代替緩和曲線解決計(jì)算器運(yùn)行慢的問(wèn)題。但由于此法要用到正弦曲線，且要先用正程序算出緩和曲線上一些點(diǎn)的坐標(biāo)，找出緩和曲線和代替的圓曲線的最大差距（即正弦曲線的振幅值），找出圓曲線的圓心坐標(biāo)和圓半徑，才能編寫程序；當(dāng)測(cè)量精度要求高時(shí)，還需要將緩和曲線分成兩段甚至幾段來(lái)編寫程序才能滿足測(cè)量精度要求，這就需要測(cè)量人員有一定的數(shù)學(xué)知識(shí)才能完成。當(dāng)前，網(wǎng)上有“測(cè)量員”、“輕松測(cè)量”等等測(cè)量軟件，計(jì)算器具方面有手機(jī)、CASIO-9860（道路之星）等等，但無(wú)論哪個(gè)軟件哪種測(cè)量器具都不是萬(wàn)能的，都有不適用的地方，都需要用自己編寫的測(cè)量程序或基本測(cè)量知識(shí)去解決一些測(cè)量問(wèn)題。

為了計(jì)算某些建筑物的表面尺寸用于加工模板時(shí)測(cè)量放樣，有時(shí)僅有測(cè)量和數(shù)學(xué)知識(shí)是不夠的，還需要用到工程制圖學(xué)知識(shí)幫助解決測(cè)量放樣問(wèn)題。比如1992年南昆鐵路中鐵二局一處南昆指揮部管段內(nèi)的田陽(yáng)縣百東河大橋，那個(gè)年代沒(méi)有專門的模板加工廠，施工模板都是各工程隊(duì)自己設(shè)計(jì)加工。在此工程中，工人在加工橋墩托盤鋼模板時(shí)，就遇上了問(wèn)題，橋墩托盤側(cè)面不僅是弧形的，還有45°的斜坡，底部卻是水平的，整個(gè)側(cè)面必須用一整塊鋼板做成，工人算不出鋼板的加工尺寸，無(wú)法下料。最后通過(guò)運(yùn)用制圖學(xué)中的換面法，將模板底部按45°側(cè)面展開(kāi)后，再用幾何知識(shí)計(jì)算出所需鋼板的切割尺寸，然后畫出下料尺寸圖，按照該加工圖將鋼板切開(kāi)再按照設(shè)計(jì)半徑卷好后進(jìn)行拼裝試驗(yàn)，證實(shí)切割尺寸剛好合適。

要想快速準(zhǔn)確地搞好工程測(cè)量工作，還要花一定的時(shí)間關(guān)心和學(xué)習(xí)工程測(cè)量方面的前沿技術(shù)。測(cè)量技術(shù)從80年代到今天，每一次測(cè)量?jī)x器、計(jì)算器具或軟件的更新替代都使工程測(cè)量工作效率提高無(wú)數(shù)倍[2]。因此只有關(guān)心和學(xué)習(xí)測(cè)量方面的前沿技術(shù)，才能使測(cè)量工作能力永遠(yuǎn)站在同行的前面，讓工作效率高于定額任務(wù)，才不會(huì)感到工作繁重、思想壓力大。

4　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)今的工程測(cè)量，特別是交通工程測(cè)量，測(cè)量負(fù)責(zé)人不僅要有一定水平的數(shù)學(xué)知識(shí)，學(xué)會(huì)測(cè)量方面的知識(shí)，還要學(xué)會(huì)與測(cè)量有關(guān)的一些制圖知識(shí)、辦公軟件和測(cè)量計(jì)算軟件，關(guān)心和學(xué)習(xí)本行業(yè)的前沿技術(shù)。只有撐握了與工程測(cè)量有關(guān)的各種知識(shí)，靈活運(yùn)用與工程測(cè)量有關(guān)的各種知識(shí)，才能使自己的工程測(cè)量工作得心應(yīng)手、輕松愉快，才會(huì)感受工程測(cè)量工作中的樂(lè)趣，才會(huì)把工程測(cè)量工作當(dāng)成一種娛樂(lè)。

[1]王芳.重慶軌道交通工程測(cè)量管理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與實(shí)施[D].重慶：重慶大學(xué)，2004.

[2]王建.城市軌道交通工程第三方測(cè)量檢測(cè)若干問(wèn)題探討[J].隧道建設(shè)，2011（05）：547～549.