探討公路工程施工前期 測(cè)量工作

隆勇

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路工程的建設(shè)在促進(jìn)社會(huì)交通事業(yè)的發(fā)展中意義重大，而公路工程施工的基礎(chǔ)和關(guān)鍵工作就是測(cè)量工作，測(cè)量工作貫穿于公路設(shè)計(jì)和施工階段，包括選線、定線、施工以及竣工驗(yàn)收的過程，公路工程在施工前期階段的測(cè)量決定了整個(gè)施工階段測(cè)量成果的質(zhì)量，并直接影響到該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)投資的成效，也更表明了前期測(cè)量工作的重要性和必要性。本文旨在探討公路工程施工的前期測(cè)量工作，為公路施工打下堅(jiān)實(shí)的工作。

公路工程建設(shè)的人們都形象地把測(cè)量部門比作施工單位的“眼睛”，為公路施工定位路線走向、路線寬度、路面高程、結(jié)構(gòu)物以及工程量的復(fù)核提供原始數(shù)據(jù)，沒有測(cè)量就是沒有目標(biāo)、沒有方向的“瞎”搞工程。在公路工程建設(shè)中，測(cè)量水平的高低直接決定路線質(zhì)量的好壞，增強(qiáng)公路建設(shè)的整體質(zhì)量，減少不必要的返工，從而提升整體經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益。

結(jié)合施工測(cè)量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，就公路工程施工前期的測(cè)量工作進(jìn)行相關(guān)總結(jié)：

一、測(cè)量人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)

測(cè)量工作首先是以“人”為技術(shù)主體的載體，測(cè)量人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)則是測(cè)量工作的關(guān)鍵。測(cè)量人員必須是受過專業(yè)學(xué)習(xí)和教育，能夠勝任測(cè)量工作業(yè)務(wù)的專業(yè)人士，工地現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量人員主要有兩種人：一種是通過?？祁愐陨瞎こ滔嚓P(guān)學(xué)習(xí)，取得大專以上畢業(yè)證，在工地上有著多年實(shí)踐施工或測(cè)量經(jīng)驗(yàn)的人，這種人有些通過努力學(xué)習(xí)取得了相關(guān)工程師證書，有些人沒有取得相關(guān)工程師證，但測(cè)量技術(shù)過硬；另一種人就是半路出家，沒有什么較高的文憑學(xué)歷，在工地上從師學(xué)藝，練就精尖測(cè)量技術(shù)。測(cè)量工作是集腦力和體力勞動(dòng)并存的工作，施工測(cè)量一般都在十分艱苦的自然環(huán)境下進(jìn)行，對(duì)身體素質(zhì)、抗疲勞能力要求更高，只要日積月累地進(jìn)行測(cè)量?jī)?nèi)、外業(yè)工作處理，必成大家。

二、測(cè)量工作的儀器設(shè)備

隨著科技的進(jìn)步，測(cè)量?jī)x器設(shè)備也日益高科技化，更新?lián)Q代快，智能化水平高，操作方便簡(jiǎn)捷、精度穩(wěn)定度高。用于前期導(dǎo)線測(cè)量可采用全站儀和GPS衛(wèi)星定位儀，用全站儀進(jìn)行導(dǎo)線點(diǎn)的測(cè)設(shè)，對(duì)于通視條件是個(gè)剛需要求，在工地剛進(jìn)場(chǎng)，由于受地形地貌影響，全站儀很難實(shí)現(xiàn)完全通視；在科技的創(chuàng)新進(jìn)步下，GPSRTK衛(wèi)星定位系統(tǒng)已經(jīng)成熟穩(wěn)定，能很好地滿足靜態(tài)控制的精度要求；大地自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀可以滿足四等水準(zhǔn)的測(cè)量要求。總體來(lái)說借助于全站儀、GPS-RTK、水準(zhǔn)儀這三類儀器就基本滿足任何公路的施工測(cè)量要求，但是儀器是需要相互配合使用的，針對(duì)不同地貌和信號(hào)條件協(xié)同使用。當(dāng)然這些儀器必須每年在國(guó)家資質(zhì)單位標(biāo)定后使用，使用過程中還需經(jīng)常進(jìn)行校檢，愛護(hù)保養(yǎng)好儀器，防止影響儀器正常使用的不正常因素發(fā)生。當(dāng)然測(cè)量工作還需要借助諸如CASIO編程計(jì)算器、測(cè)量員APP和相關(guān)測(cè)量計(jì)算軟件、平差軟件配合使用，才能讓測(cè)量工作高效、精準(zhǔn)地開展。

三、前期測(cè)量的主要工作內(nèi)容

公路工程前期測(cè)量工作主要包括設(shè)計(jì)控制點(diǎn)的交樁接樁、控制點(diǎn)的復(fù)測(cè)、加密觀測(cè)、整理測(cè)量觀測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行平差、出具測(cè)量成果。這里講的控制點(diǎn)包括坐標(biāo)系統(tǒng)的導(dǎo)線點(diǎn)和高程系統(tǒng)的水準(zhǔn)點(diǎn)。

前期工作完成控制點(diǎn)成果后，就要進(jìn)行路線中線和設(shè)計(jì)紅線樁的復(fù)位放樣，中線放樣旨在定位路線走向，調(diào)查沿路線縱斷面方向起伏狀況，用以規(guī)劃施工土石方的調(diào)配和施工便道的規(guī)劃；紅線放樣用于勘誤設(shè)計(jì)紅線范圍，實(shí)施征地拆遷。

在工地現(xiàn)場(chǎng)未進(jìn)行動(dòng)土前，還應(yīng)進(jìn)行一項(xiàng)任務(wù)繁重的工作，那就是原地面線的復(fù)測(cè)工作，原地面復(fù)測(cè)旨在復(fù)測(cè)地面線，進(jìn)行土石方工程量的計(jì)算，復(fù)測(cè)土石方工程量與設(shè)計(jì)土石方工程量進(jìn)行對(duì)比，確定是否需要發(fā)生土石方的變更。

四、前期測(cè)量的外業(yè)工作

測(cè)量外業(yè)工作是在工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地?cái)?shù)據(jù)采集和放樣的過程， 測(cè)量外業(yè)主要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方面的目的，一是將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的原地形特征數(shù)據(jù)通過測(cè)量轉(zhuǎn)化成地形圖、設(shè)計(jì)圖的過程，另一方面則是將設(shè)計(jì)圖上設(shè)計(jì)的方案、構(gòu)造轉(zhuǎn)變成既定的現(xiàn)場(chǎng)新建構(gòu)筑物。通俗地講通過現(xiàn)實(shí)轉(zhuǎn)化成了理想，讓理想成為了現(xiàn)實(shí)。施工測(cè)量就是按照設(shè)計(jì)圖紙將設(shè)計(jì)的建筑物位置、形狀、大小及高程在地面上標(biāo)定出來(lái)，也就是一個(gè)實(shí)現(xiàn)理想的過程。其工作主要是坐標(biāo)放樣系統(tǒng)和高程控制系統(tǒng)兩項(xiàng)內(nèi)容。

測(cè)量外業(yè)工作遵循：整體布局上“從整體到局部”；步驟上“先控制后碎步”；精度上“從高級(jí)到低級(jí)”的原則。

導(dǎo)線外業(yè)測(cè)量可根據(jù)儀器設(shè)備的先進(jìn)程度，通過全站儀和GPS靜態(tài)控制實(shí)現(xiàn)。全站儀是全能型常規(guī)的測(cè)量設(shè)備，通過測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的平距、斜距、方位角完成導(dǎo)線觀測(cè)，但是全站儀測(cè)量受縱橫向通視和作業(yè)條件的限制，其作業(yè)強(qiáng)度大，效率低，測(cè)量周期長(zhǎng)。GPS測(cè)量方法可以克服全站儀的很多缺陷，無(wú)需通視、定位精度高、靈活方便、觀測(cè)時(shí)間短、計(jì)算自動(dòng)化程度高，大大地提高了工作效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，深受測(cè)量工作者的喜愛。GPS可通過靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位模式，完成導(dǎo)線點(diǎn)的觀測(cè)。但GPS也有其使用的劣勢(shì)因素，在高大林地內(nèi)信號(hào)覆蓋不穩(wěn)定，儀器不能固定，工作面上部有覆蓋物時(shí)儀器無(wú)信號(hào)，在橋梁、涵洞等大型構(gòu)筑物有鋼筋、鋼模等鋼性材料，會(huì)干擾信息，導(dǎo)致信號(hào)浮動(dòng)或者精度不高，滿足不了施工要求。

水準(zhǔn)測(cè)量是用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測(cè)定地面上兩點(diǎn)間高差的方法。在地面兩點(diǎn)間安置水準(zhǔn)儀，觀測(cè)豎立在兩點(diǎn)上的水準(zhǔn)標(biāo)尺，按尺上讀數(shù)推算兩點(diǎn)間的高差。通常由水準(zhǔn)原點(diǎn)或任一已知高程點(diǎn)出發(fā)，沿選定的水準(zhǔn)路線逐站測(cè)定各點(diǎn)的高程。水準(zhǔn)路線測(cè)量時(shí)所測(cè)的前視和后視間與儀器間的距離基本相同，以減少誤差，測(cè)量計(jì)算可采用距離平差，也可采用測(cè)站數(shù)平差，測(cè)量前規(guī)劃好水準(zhǔn)路線，采用相應(yīng)的平差方法。

橫斷面測(cè)量，通過測(cè)量路線中樁高程，以及路線左、右幅距中樁平距位置的高程或高差，測(cè)量出橫斷面方向在形狀變化點(diǎn)處的高程，通過高差成線，維制橫斷圖，以復(fù)核土石方工程數(shù)量。原地面復(fù)測(cè)時(shí)山地丘陵地區(qū)一般叢林茂密、荊棘叢生，每條斷面橫向行測(cè)，很難出行，建議清表挖除原狀林木荊棘，不擾動(dòng)地表土的情況下測(cè)量，這樣速度既快、精度也高。橫斷面設(shè)計(jì)圖上一般是20m每條，在復(fù)測(cè)過程中，應(yīng)結(jié)合地形特點(diǎn)在高坎上下、深塘坑穴處，在地形變化大的地方增加斷面的測(cè)量，這樣復(fù)測(cè)出來(lái)的土石方才能更真實(shí)、準(zhǔn)確地反映實(shí)際土石方量。原地面線的準(zhǔn)確性除了反映土石方量外，還可以準(zhǔn)確復(fù)核計(jì)算設(shè)計(jì)紅線，檢查用地范圍是否滿足施工需要，以便早做補(bǔ)征地計(jì)劃，還可復(fù)核計(jì)算沿線結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)埋設(shè)是否合理。

五、前期測(cè)量的內(nèi)業(yè)工作

導(dǎo)線測(cè)量的內(nèi)業(yè)計(jì)算主要用準(zhǔn)確的外業(yè)觀測(cè)記錄，計(jì)算出各條導(dǎo)線點(diǎn)的平面坐標(biāo)X、Y，計(jì)算前要檢查外業(yè)數(shù)據(jù)是否齊全、完整，觀測(cè)成果是否滿足精度要求，規(guī)劃好導(dǎo)線的起、閉合線路。閉合導(dǎo)線的坐標(biāo)計(jì)算可借助坐標(biāo)計(jì)算軟件，計(jì)算和調(diào)整角度閉合差、計(jì)算角度閉合差的容許值、計(jì)算水平角的改正數(shù)、求得改正后的水平角、推算坐標(biāo)方位角、計(jì)算坐標(biāo)增量，調(diào)整閉合差，計(jì)算出導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)；附合導(dǎo)線坐標(biāo)計(jì)算與閉合導(dǎo)線計(jì)算基本相同，計(jì)算和調(diào)整角度閉合差、坐標(biāo)增量閉合差計(jì)算，最后計(jì)算出附合導(dǎo)線的坐標(biāo)；支導(dǎo)線的計(jì)算，因?yàn)橹?dǎo)線沒有核檢條件，沒有閉合差的概念，也不需要改正導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角和坐標(biāo)增量，通過轉(zhuǎn)折角推算坐標(biāo)方位角，根據(jù)方位角和邊長(zhǎng)計(jì)算坐標(biāo)增量，從而計(jì)算出支導(dǎo)線的坐標(biāo)。

GPS靜態(tài)測(cè)量導(dǎo)線的數(shù)據(jù)處理要借助專用的軟件進(jìn)行計(jì)算處理，人工通過公式計(jì)算，難以準(zhǔn)確計(jì)算，一般采用LGO軟件處理，導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)、通過基線處理和網(wǎng)平差，LGO軟件不僅能完成控制網(wǎng)的約束平差，還能進(jìn)行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。當(dāng)然，市面上基本上每款GPS儀器都有其公司開發(fā)研究的數(shù)據(jù)處理程序軟件，用起來(lái)也很方便。

閉合水準(zhǔn)或附合水準(zhǔn)路線內(nèi)業(yè)工作，通過整理外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)，計(jì)算閉合差，并判斷閉合差是否超限，計(jì)算各測(cè)段觀測(cè)高差的改正數(shù)、檢查閉合差是否正常分配，計(jì)算各測(cè)段改正后的，最后計(jì)算出各點(diǎn)的高程差。

橫斷面內(nèi)業(yè)工作一般將測(cè)量原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦后，通過南方CASS軟件或其他公路設(shè)計(jì)軟件處理，可以自動(dòng)出具平距與高差，或平距與高程的數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)點(diǎn)位與路中線或前一點(diǎn)的位置和高差關(guān)系自動(dòng)生成出地面線，繼而將生成的復(fù)測(cè)地面線套入至設(shè)計(jì)橫斷面CAD圖中，可以清晰判斷復(fù)測(cè)地面線與設(shè)計(jì)地面線的偏差關(guān)系，從而計(jì)算出土石方工程數(shù)量的偏差大小。

當(dāng)然所有的內(nèi)業(yè)都必須以計(jì)算表、平差報(bào)告、成果報(bào)告等格式形成最終合格的測(cè)量成果，待監(jiān)理復(fù)核認(rèn)可后，才能在施工中應(yīng)用。

六、結(jié)語(yǔ)

公路工程施工前期測(cè)量工作是整個(gè)施工階段的基礎(chǔ)性工作，也是整個(gè)測(cè)量工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)工作，前期測(cè)量的質(zhì)量直接決定路線線型和高程系統(tǒng)的質(zhì)量，是指導(dǎo)施工階段測(cè)量工作的基礎(chǔ)。測(cè)量工作質(zhì)量高低直接影響施工單位的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益，因此要發(fā)揮測(cè)量這雙“眼睛”的重要作用，拒絕沒有測(cè)量就是沒有目標(biāo)沒有方向的“瞎”搞工程，同時(shí)呼吁工程建設(shè)相關(guān)管理人員和測(cè)量工作者重視測(cè)量工作。