淺談市政道路工程施工中的測量控制

田自強， 袁均海， 汪小萍(中國水利水電第七工程局有限公司第一分局，四川彭山 620860)

淺談市政道路工程施工中的測量控制

田自強， 袁均海， 汪小萍
(中國水利水電第七工程局有限公司第一分局，四川彭山 620860)

天府新區紅星路南延線道路工程因市政工程施工環境的復雜性且受工期影響及地下管網、管道工程和已通車路段行人行車的的干擾，對施工測量控制提出了更高的要求。介紹了復雜環境下對市政項目測量控制實施的有效措施，可為類似工程提供借鑒。

市政道路工程;測量;控制

1 概述

紅星路南延線道路工程是天府新區三縱一橫基礎建設項目之一。起點為高新南區與雙流縣交界位置，終點至成都第二繞城高速，總體為南北走向，全長約18．3km。道路紅線寬60m，橫斷面結構為:主車道22m+輔道21m+主輔分隔帶10 m+人行道7m。設計道路等級為城市快速路，路面為瀝青混凝土，設計行車速度為:主道60km/ h，輔道30km/h。地下管線布置有雨水、污水、燃氣、給水、電力、通訊等管線設施。該工程具有以下特點:

(1)準備期短，開工急，工期緊。為減少工程建設對市民日常生活的干擾，市政道路建設幾乎沒有準備時間，進場急，開工急，對施工工期要求又特別嚴格。工程只能提前，不能推后，成為市政道路工程的特點之一。

(2)施工場地狹窄，干擾大。由于市政道路一般都在城市中的大街小巷內施工，施工區域狹窄，車輛、行人多，對工程施工的影響較大。對測量工作而言，城市內高樓林立，車輛、行人穿梭，通視條件較差，工作難度隨之加大。

(3)地下管線復雜，施工難度大。在城市道路工程建設實施中，經常會遇到地下的供熱、給水、排水、電力、通訊、輸氣等管道管線位置不明的情況，若盲目進行施工，很有可能損壞或挖斷管線，造成嚴重的經濟損失和社會影響，同時也會給工程的進度造成負面影響。所以，對工程施工工藝要求更為嚴格和復雜，施工難度相對較大。

(4)地質條件影響大。市政道路中的排水工程經常會深埋地下幾米、甚至十幾米以上，對測量控制提出了更高的要求。

2 市政道路工程施工中的控制測量

控制網具有控制全局、限制測量誤差累積的作用，是各項測量和工程施工的工作依據。控制測量分為平面控制測量和高程控制測量，是整個工程施工時測量控制的基礎。

2．1 平面控制測量——GPS的應用

在市政道路施工中，因為車輛、人員的干擾及高層建筑物的影響，通視條件較差，若使用傳統的全站儀導線測量布設控制網費時、費力且精度得不到保障。隨著科技的發展，GPS的廣泛應用使得市政道路施工中的控制測量簡單化。GPS的全稱是衛星測時導航/全球定位系統，該系統由空間GPS衛星星座、地面監控系統及用戶設備、GPS接收機三大部分組成。隨著科技進步，該系統的可用性、安全性及可靠性不斷得到改善，使得GPS開始廣泛應用于各種運載工具的導航定位以及高精度的大地測量、精密工程測量等領域。GPS在工程應用中具有定位精度高、觀測時間短、測站間無須通視(選點靈活)、操作簡單、全球全天候測量等特點和優點，從而大大提高了工程測量的工作效率和工作精度。在工程中應用較多的主要是靜態相對定位(載波相位靜態相對定位)和實時動態相對定位(RTK)兩種。

紅星路南延線道路工程因設計院提供的控制點的數量不能滿足施工時的測量要求，需對控制點進行重新加密。鑒于控制點的精度要求高，因此而選擇了靜態定位測量。首先將兩臺儀器架設在兩個已知點上，再將其他儀器架設在需要加密的未知點上，同時開機觀測時間大于45min，如此實施得到的測量的精度和可靠性很高(可達5mm +1ppm)。觀測時要特別注意:儀器要架設牢靠，對中整平，點名和儀器編號核對正確，電池電量充足，對儀器上部不要遮擋，不要在高壓線和高層建筑物附近設點，開啟儀器靜態觀測模式，密切監視觀測儀器的狀態。

不可否認，GPS在市政道路施工中同樣存在許多不足和缺點。一是城市高層建筑對GPS衛星信號的影響很大;二是靜態觀測后數據不能及時計算，將造成計算后精度不合格需重新測量的情況出現。

2．2 高程控制測量

雖然GPS具有諸多優點，但在高程控制測量中，GPS的高程誤差很大且根據測點周圍的干擾情況和不同時間點的差別，高程誤差沒有固定值，故GPS靜態觀測在高程控制測量中不能滿足精度要求，因而需要采取以下兩種方式。

(1)水準高程測量。

水準測量因其方法簡單，易于操作且精度可靠，一直以來做為測量地面高程的主要方法之一。水準測量的原理是利用水準儀提供的水平視線，借助于帶有分化的水準尺直接測定地面上兩點間的高差，然后根據已知點高程和測得的高差推算出未知點的高程。在布設水準點時，通常采用的水準路線有閉合水準路線和附合水準路線兩種。閉合水準路線是由已知點BM1～待測點A～待測點B～……待測點N～已知點BM1的測量路線。附合水準路線是由BM1～待測點A～待測點B～……待測點N～已知點BM2的測量路線。

由于在城市中布設水準點干擾較大，施工場地有限等，應盡可能選擇人流、車流少，不易破壞且相對固定的地方埋設水準點。水準點在施工中被破壞后要及時加設，還需定期復測，以防止其沉降、變形，確保水準點精度。

雖然水準測量具有精度高、操作簡單等優點，是現在高程測量中常用的方法之一。但是，水準測量工作量大且受地形起伏限制，視距短，特別是在城市中測量時，工作量成倍增加，效率較低。

(2)三角高程測量。

三角高程測量是三角函數在測量中的實際應用。其原理是用全站儀觀測兩點間的距離(斜距)和天頂距(或高度角)，用直角三角函數求定兩點間高差的方法。其公式為:高差h=斜距L× sin高度角θ，或:高差h=斜距L×cos天頂距θ。其觀測方法簡單，受地形條件限制小，是測定控制點高程的基本方法之一。就市政工程而言，三角高程測量具有選點靈活，受外界干擾小、視距較長、測量工作量小等優點。為確保在城市中作業時能保證其測量精度，應注意城市中汽車發熱、路面折光、人流穿行等因素對角度觀測的影響，避免在車流高峰期和正午溫度較高時進行測量。

3 施工中的測量放樣

3．1 道路軸線及高程控制

在道路工程施工中，會對軸線進行反復、多次放樣，特別是在高填方和高挖方地段，道路軸線、邊線、開挖或回填線的測量放樣工作量很大。道路工程施工時，無論是最初的清表、開挖回填或是最后一道工序的路面結構層都會采取分段同時開工、最終全線貫通的施工方法，因此，道路軸線、路基路面的高程控制精度是否能達到設計要求將直接影響道路的整體質量。近年來，GPS在工程建設中的廣泛應用，不但減輕了測量放樣的工作量，同時也在很大程度上提高了道路軸線的精準度。GPS動態測量模式下瞬時點位精度可達平面1 cm+1ppm、高程2cm+1ppm，而且沒有誤差累計，在路基施工階段，完全能夠滿足施工精度的要求。

(1)GPS基準站的架設。

GPS基準站可根據工作需要任意架設在不同位置，既可以架設在空曠的位置，也可以在相對地勢比較高的位置，或者是離測區或控制點比較近的位置且不需要嚴格對中整平，只需將基準站固定即可;移動站則需通過點校正后的參數轉化后進行測量。

(2)GPS道路放樣。

測量放樣前，將道路曲線要素輸入至GPS移動站手簿中，通過儀器自有程序進行計算后，就能輕松地對道路中線、邊線、高程及里程樁號進行放樣測量。具體操作步驟以南方測繪的S730手簿為例:打開“工程之星”后，在“輸入”目錄下的“道路設計”中輸入曲線要素(有交點模式和元素模式可選)并保存，然后打開“測量”目錄下的“道路放樣”，找到之前保存的道路曲線要素，即可對道路進行測量放樣。

(3)在市政道路工程中GPS動態測量時的注意事項:

①在市政工程中，因為信號干擾大，設站時應調整好電臺發射信號，不要與其他GPS信號互相干擾。

②要選擇空曠、地勢相對較高、離高壓線或信號塔較遠的地方架設基站。基站一旦架設，就不能再移動或關閉，若移動或關閉后需重新校正點位。

③已知點最好分布在整個作業區域的邊緣，能控制整個區域。例如，用四個點做點校正時，測量作業的區域最好在由這四個點連成的四邊形內部。

④小范圍測量時，可以使用單點校正;長距離、大范圍測量時，就必須采用至少兩點或多點校正。單點校正僅在校正點附近的精度高，隨著距離的加大，誤差會越來越大。

⑤遇到建筑物或高大樹木遮擋信號的情況時，要耐心等待或挪動測點，不要在非固定解的情況下測量放線。

3．2 橋梁及涵洞工程的施工放樣

橋梁、涵洞工程施工時，需要單獨為其布設一套控制點，其精度要求要達到整條線路首級控制點的精度，以確保橋梁及涵洞的位置準確。橋涵放樣時，平面位置采用全站儀進行放樣;橋梁高程控制時，重點部位采用水準儀控制高程，如蓋梁、支座墊石以及橋面鋪裝等，其余下部結構可以用三角高程代替水準測量進行高程控制。

橋梁、涵洞在道路直線段時，為便于測量控制，可以單獨為其設置一套相對坐標，以減少測量中的計算量，并可更直觀、準確地觀測到每一施工部位的樁號及偏距。可根據以下公式將控制點的大地坐標轉換為施工坐標:

式中 X、Y分別為待算點的施工坐標值;α為軸線方向方位角;Xo、Yo分別為施工坐標系原點(或起算點)的施工坐標值;△X為待算點大地坐標X值和起算點大地坐標X值的差值(X增量);△y為待算點大地坐標Y值和起算點大地坐標Y值的差值(Y增量)。

3．3 溝槽開挖及管道安裝的測量控制

市政工程中地下管網施工時的測量控制對測量工作來說是其重點與難點。開挖前，應先根據設計及施工方案進行中線定位，在起點、終點、平面折點、豎向折點及直線段的控制點等位置測設中心樁并撒白灰線。在測設中心線的同時，要計算地面實際高程點和設計溝底高程的高差，并根據設計圖紙和方案要求的開挖坡比計算出實際開口線。溝槽開挖過程中，要及時核對中線、高程、開挖坡比、溝槽下口線、溝槽縱坡等。

溝槽開挖前，采用GPS對中線和開口線進行放樣。開挖過程中，用全站儀對溝槽的各個部位進行檢查測量。管道安裝時，軸線依然采用全站儀進行放樣，并按規范要求測出里程樁號，高程用水準儀進行控制。如果是深溝槽或水準儀無法直接觀測時，可采用全站儀三角高程(正倒鏡觀測豎直角計算高程)的方法將高程點引至溝槽底部再進行高程控制。

4 結語

市政道路工程建設的快節奏和繁雜的施工工序給測量工作提出了很高的要求和更大的挑戰。隨著科技的發展，測量工作從數據采集到數據處理更為自動化，外業測量和內業計算已沒有明確的界線，測量儀器的精度也更加的可靠、功能更為全面。在施工時，只有選擇適合的測量儀器，采用有效的施測方法，才能更好地提高工作效率和測量精度，更好地服務于工程建設。

(責任編輯:李燕輝)

U415．6;［TU997］;TV522

B

1001-2184(2015)01-0016-03

田自強(1985-)，男，甘肅通渭人，助理工程師，從事水利水電、市政工程施工測量工作;

袁均海1990-)，男，四川瀘州人，技術員，從事水利水電、市政工程施工測量工作;

汪小萍(1970-)，女，四川彭山人，中級技師，從事水利水電、市政工程施工測量工作．

2014-12-05