三維導(dǎo)線在高速公路施工控制測(cè)量中的應(yīng)用

【摘 要】本文介紹了三維導(dǎo)線（三維導(dǎo)線：即同時(shí)進(jìn)行平面和高程數(shù)據(jù)的外業(yè)采集，達(dá)到高效率、高精度完成施工控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)和加密聯(lián)測(cè)工作）在高速公路施工控制測(cè)量中的應(yīng)用，并就三維導(dǎo)線在施工測(cè)量控制網(wǎng)的復(fù)測(cè)和加密聯(lián)測(cè)中的應(yīng)用以施工案例做了分析，另外就三維導(dǎo)線在施測(cè)中要注意的問題進(jìn)行了說明。

【關(guān)鍵詞】三維導(dǎo)線；高速公路；導(dǎo)線復(fù)測(cè)的含義；導(dǎo)線分段技術(shù)要求；加密聯(lián)測(cè)；要注意的問題

1 引言

如今工程項(xiàng)目多數(shù)工期都非常緊，尤其高速項(xiàng)目和高鐵項(xiàng)目，加之高速公路和高鐵項(xiàng)目線路長(zhǎng)，進(jìn)場(chǎng)時(shí)候測(cè)量工作內(nèi)容又特別多，傳統(tǒng)意義上的導(dǎo)線復(fù)測(cè)、加密聯(lián)測(cè)、縱橫斷面圖的復(fù)測(cè)、征地線的復(fù)測(cè)以及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的復(fù)核等等，工作量非常的大。有必要在滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，另辟蹊徑。

通過對(duì)重慶渝湘高速E3標(biāo)、重慶奉巫高速E2標(biāo)、陜西咸陽至淳化至旬邑高速LJ11標(biāo)的施工導(dǎo)線網(wǎng)的復(fù)測(cè)和加密控制點(diǎn)的聯(lián)測(cè)工作的具體實(shí)踐，總結(jié)出了三維導(dǎo)線在高速公路中具體應(yīng)用，并取得了很好精度的導(dǎo)線網(wǎng)成果。因此向做類似工程項(xiàng)目的同行推廣三維導(dǎo)線法在高速公路項(xiàng)目中的運(yùn)用，從而提高工作效率、提高導(dǎo)線控制網(wǎng)點(diǎn)成果精度，并滿足工期特別緊的施工項(xiàng)目。

2、導(dǎo)線網(wǎng)的復(fù)測(cè)

2.1 施工單位導(dǎo)線網(wǎng)復(fù)測(cè)的含義

施工單位的導(dǎo)線復(fù)測(cè)，往往是以標(biāo)段為單位的，而且標(biāo)段內(nèi)一般是沒有更高級(jí)的已知點(diǎn)的，這使得復(fù)測(cè)過程和設(shè)計(jì)院測(cè)量導(dǎo)線的過程含義不同。施工單位只需保證以下兩方面：首先本標(biāo)段內(nèi)各導(dǎo)線點(diǎn)相對(duì)位置的正確性。也就是說，任意取四點(diǎn)假設(shè)為兩條已知邊，兩條邊之間的點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測(cè)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求。其次和相鄰標(biāo)段的起始邊能閉合或共用一對(duì)已知邊參與導(dǎo)線嚴(yán)密平差。只要滿足以上這兩點(diǎn)，那么在本標(biāo)段內(nèi)，導(dǎo)線系統(tǒng)是一個(gè)精密的整體，從而放出的路線也是光滑和順接的。然后又能和相鄰標(biāo)段閉合，這樣， 每個(gè)標(biāo)段的精密的導(dǎo)線系統(tǒng)和其他標(biāo)段精密的導(dǎo)線系統(tǒng)就可以很好地銜接，從而形成一個(gè)連續(xù)不斷的導(dǎo)線整體系統(tǒng)。

2.2 導(dǎo)線網(wǎng)分段的一般性原則和執(zhí)行的具體規(guī)范技術(shù)要求

理解了上面的含義，在進(jìn)行導(dǎo)線復(fù)測(cè)和加密時(shí)，就不必把整個(gè)標(biāo)段的導(dǎo)線作為一條導(dǎo)線來測(cè)。因?yàn)閷?dǎo)線太長(zhǎng)，導(dǎo)線點(diǎn)太多的話，只要中間某些點(diǎn)出現(xiàn)測(cè)角的稍微大點(diǎn)的誤差，就會(huì)使得整條長(zhǎng)導(dǎo)線發(fā)生扭曲、變形，從而出現(xiàn)和設(shè)計(jì)提供的成果有較大的誤差，而且難以查出錯(cuò)誤根源何在。所以，不妨把整個(gè)標(biāo)段分成幾個(gè)小標(biāo)段，以6－7個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)為一組，組和組之間設(shè)一條公共邊，具體分段按照《工程測(cè)量規(guī)范》（GB50026-2007）有關(guān)要求去做，這樣，某點(diǎn)的測(cè)角誤差只會(huì)影響本組，不但導(dǎo)線成果精度高，而且容易查出錯(cuò)誤所在，外業(yè)測(cè)量精度也不會(huì)發(fā)生改變，更不會(huì)發(fā)生長(zhǎng)導(dǎo)線誤差過大的情況。

2.3 水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)原則和規(guī)劃

水準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)原則上是很講究規(guī)范和嚴(yán)密的，對(duì)于大型國(guó)企尤其如此。但是，施工單位的人員通常不足，因此完全可以在規(guī)范和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上靈活變通。譬如，在路基施工中，中間的高程要求是極低的，全站儀粗測(cè)就夠了。再比如，在山區(qū)施工中，去將設(shè)計(jì)院在高山的的首級(jí)導(dǎo)線點(diǎn)引測(cè)下來，站數(shù)多得嚇人，而且往往徒勞無功，因?yàn)檎緮?shù)越多，誤差往往比較大，同時(shí)出錯(cuò)的幾率也越大。那么在一條復(fù)雜的山區(qū)公路中，如何進(jìn)行水準(zhǔn)點(diǎn)總體布設(shè)的規(guī)劃呢？

首先，布設(shè)是以全站儀為主的，但要用水準(zhǔn)儀輔助，在重慶渝湘高速E3標(biāo)、重慶奉巫高速E2標(biāo)、陜西咸陽至淳化至旬邑高速LJ11標(biāo)基本就很少用水準(zhǔn)儀去進(jìn)行全線聯(lián)測(cè)，否則工作量太大了，相比工作量帶來的那點(diǎn)精度沒太大意義。

2.4 在進(jìn)行外業(yè)數(shù)據(jù)的采集過程中要特別注意的問題：

2.4.1 測(cè)量?jī)x器的精確置平和對(duì)中

水準(zhǔn)氣泡的精確調(diào)平，這一點(diǎn)極為重要，要最大限度的調(diào)平，最好是儀器有電子水泡的。儀器腳架的嚴(yán)密踩實(shí)。不但要鎖死腳架，地面也要踩實(shí)。

2.4.2儀器的高度精確測(cè)量

最好能把傾斜導(dǎo)致的誤差計(jì)入，一般取儀高1.5米，用勾股定理算就行了。量目標(biāo)棱鏡的高度也是如此，棱鏡高一般量到棱鏡橫向螺絲中心。

2.4.3視線位置和棱鏡螺絲中心重合

有時(shí)距離較遠(yuǎn)的時(shí)候，可能棱鏡邊的螺絲中心看不清，這時(shí)可以叫對(duì)方用一只筆點(diǎn)在螺絲中心，用視線去切分筆即可。

2.4.4對(duì)向觀測(cè)

一定要對(duì)向觀測(cè)。對(duì)向觀測(cè)可以減少地球曲率和大氣折光的影響。尤其是對(duì)提高測(cè)點(diǎn)間的高差精度最為明顯。測(cè)量時(shí)，要輸入測(cè)站和目標(biāo)棱鏡的平均氣壓參數(shù)，即溫度，氣壓等。

3、三維導(dǎo)線網(wǎng)在高速公路中的具體應(yīng)用案例

重慶渝湘高速E3標(biāo)、重慶奉巫高速E2標(biāo)、陜西咸陽至淳化至旬邑高速LJ11標(biāo)當(dāng)時(shí)由于施工工期緊張，加上業(yè)主交點(diǎn)推遲，使得工期更為緊張，鑒于此，我們進(jìn)場(chǎng)后做了大量的前期準(zhǔn)備工作，如現(xiàn)場(chǎng)踏勘、選點(diǎn)、埋樁、做點(diǎn)之記等，這為后來施測(cè)導(dǎo)線節(jié)約了很多時(shí)間，我們采取同時(shí)測(cè)量導(dǎo)線點(diǎn)的平距、水平角、高差和導(dǎo)線點(diǎn)近似平面坐標(biāo)和高程。按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，用徠卡TCA1800（精度：測(cè)角±1秒，測(cè)距±（1+2ppm D））型全站儀采取6測(cè)回邊角、高差同時(shí)進(jìn)行。大大提高了作業(yè)效率和質(zhì)量。

3.1 三維導(dǎo)線網(wǎng)在重慶奉巫高速E2和陜西咸陽至淳化至旬邑高速LJ11標(biāo)中的應(yīng)用

3.1.1 三維導(dǎo)線網(wǎng)在陜西咸陽至淳化至旬邑高速LJ11標(biāo)中嚴(yán)密平差成果總體概況和總體精度指標(biāo)

平面控制網(wǎng)等級(jí)：國(guó)家四等，驗(yàn)前單位權(quán)中誤差：2.50（s），高程控制網(wǎng)等級(jí)：國(guó)家四等，已知坐標(biāo)點(diǎn)個(gè)數(shù)：7，未知坐標(biāo)點(diǎn)個(gè)數(shù)：19，已知高程點(diǎn)個(gè)數(shù)：8 ，未知高程點(diǎn)個(gè)數(shù)：18 ，未知邊數(shù)：25，最大點(diǎn)位誤差[J6] = 0.0265 （m），最小點(diǎn)位誤差[Z1] = 0.0088 （m），平均點(diǎn)位誤差 = 0.0203 （m），最大點(diǎn)間誤差 = 0.0331（m），最大邊長(zhǎng)比例誤差 = 17779，平面網(wǎng)驗(yàn)后單位權(quán)中誤差 =2.44 （s），每公里高差中誤差 = 9.36 （mm），最大高程中誤差[J6] = 18.09 （mm），最小高程中誤差[Z1] = 5.65（mm），平均高程中誤差 = 12.19（mm），規(guī)范允許每公里高差中誤差 = 10（mm），[邊長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)]總邊長(zhǎng)：9101.726（m），平均邊長(zhǎng)：364.069（m），最小邊長(zhǎng)：64.280（m），最大邊長(zhǎng)：856.424（m），觀測(cè)測(cè)段數(shù)：25。

3.1.2三維導(dǎo)線網(wǎng)在重慶奉巫高速E2中嚴(yán)密平差成果總體概況和總體精度指標(biāo)

平面控制網(wǎng)等級(jí)：國(guó)家四等，驗(yàn)前單位權(quán)中誤差：2.50（s），高程控制網(wǎng)等級(jí)：國(guó)家四等，已知坐標(biāo)點(diǎn)個(gè)數(shù)：3，未知坐標(biāo)點(diǎn)個(gè)數(shù)：13，已知高程點(diǎn)個(gè)數(shù)：3 ，未知高程點(diǎn)個(gè)數(shù)：13 ，未知邊數(shù)：17，最大點(diǎn)位誤差[13-1] = 0.0214 （m），最小點(diǎn)位誤差[71-1] = 0.0059 （m），平均點(diǎn)位誤差 = 0.0098（m），最大點(diǎn)間誤差 = 0.0245（m），最大邊長(zhǎng)比例誤差 = 1/10310，平面網(wǎng)驗(yàn)后單位權(quán)中誤差 = 2.17 （s），每公里高差中誤差 = 8.25 （mm），最大高程中誤差[13-1] = 6.83 （mm），最小高程中誤差[71-1] = 3.53（mm），

平均高程中誤差 = 4.93（mm），規(guī)范允許每公里高差中誤差 = 10（mm），[邊長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)]總邊長(zhǎng)：5756.287（m），平均邊長(zhǎng)：338.605（m），最小邊長(zhǎng)：46.247（m），最大邊長(zhǎng)：1135.204（m），觀測(cè)測(cè)段數(shù)：17。

4、結(jié)語

三維導(dǎo)線法通過在重慶渝湘高速E3標(biāo)、重慶奉巫高速E2標(biāo)、陜西咸陽至淳化至旬邑高速LJ11標(biāo)的應(yīng)用，可以看出三維導(dǎo)線法所施測(cè)的導(dǎo)線網(wǎng)整體精度都比較高，很好的滿足了規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，較傳統(tǒng)的導(dǎo)線法大大提高了工作效率和質(zhì)量，適應(yīng)了高速公路項(xiàng)目施工工期緊的要求。值得同行借鑒或參考。

參考文獻(xiàn)和規(guī)范

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