土石方爆破工程測量控制方法優化

孫向志

北京燕華工程建設有限公司 北京 102502

土石方爆破工程測量控制方法優化

孫向志

北京燕華工程建設有限公司 北京 102502

某煉油廠垃圾場道路工程在石方爆破施工中，施工環境有很大的安 全風險，通過選用正確的測量控制方法，消除了工程安全風險。

爆破 測量 優化

1 工程概況

某煉油廠垃圾場道路工程，位于該煉油廠內正在運行的易燃易爆液態氫罐區及輕石油罐區的東側，道路南端與工業垃圾堆埋場連接，北側出口與煉油廠一號路相通，全長為405.82m。地處山嶺地區，地形起伏較大，高差約為23m，地表多樹木和雜草，其山體以花崗巖和風化砂為主，該工程總土方量為11704.6m3，其中爆破石方量為8778.45m3，爆破最大深度為8m；土方為2926.15m3，填方為2926.2m3，澆筑道路砼量為457.03m3，工程總造價為510萬元。

復雜的施工地理環境為石方爆破施工增加了難度并有很大的安全風險。在施工中如果測量控制精度不能滿足精度要求，將使爆破作業面和臨空面出現飛石，難以保證施工安全，正確的選用測量控制方法在保證工程質量、工程進度、施工安全和降低成本顯得尤為重要和突出。

2 測量控制

道路施工精度主要取決于測量控制，如果測量控制不能滿足其精度要求，在垂直方向和水平方向都將造成返工，由于在水平方向道路走向存在偏差，在返工時，爆破后的臺階狀坡面，無法使鉆機找到工作面，即使手風鉆能找到工作面，但在高差約為11m的臺階狀斷面上作業，也存在很大的危險性，此時爆破臨空面將面對罐區，飛石的方向和距離都將難以控制，爆破施工的安全將難以保證。

從施工設計和測量規范中知，測控點位精度應為：mp=±0.08m，由于設計提供的測控點位精度不高，在測控中使用J6經緯儀，采用前方交會的方法，為確保精度，又采用單三角形來測量進行校正，結果發現第一種測量方面造成了近1.5m的偏差，施工前及時糾正，閉合差僅為1.2cm，在確保安全的前提下，圓滿完成施工任務，下面針對兩種測量方法進行比較。

2.1 前方交會法誤差分析

兩點前方交會是根據已知邊長S及觀測角、，先求AP的長度b及坐標方位角，然后按坐標正算公式求P點坐標（如圖1）。

2.1.1 誤差

由于觀測角和有誤差，所以算出的邊長b及方位角都有誤差（假定已知點的精度較高，它們對低一級網影響較小，可略而不計），這樣求P的坐標也出現了誤差。則求P點的點位精度如下：

式中xA、yA是已知點A的坐標，誤差忽略，而b和為αAP邊的長度和坐標方位角，都由觀測值算得，皆帶有誤差，故將（式1）式微分得：

將（式 4）及（式5）式代入（式2）式得：

在平差計算中點位中誤差m2P=m2xp+m2yp

在前方交會觀測中，測角精度是相同的

將

（式3）式代入得

這里a、b邊長以公里為單位，m以秒為單位，ρ為常量，這里取0.206265km·s/mm從點位中誤差的公式（式6）知，前方交會的圖形結構（如 a、b、γ、α、β等圖形元素）對 mp也有影響。

在施工定位控測中算得：

將上面數據代入（式6）式得：

2.1.2 原因分析

造成測控點的點位精度不能滿足施工要求，道路走向閉合偏差過大不能滿足施工要求，下面歸納了以下幾點原因：

(1)只存在兩個已知點，卻采用了前方交會方案，測量成果不能檢核，可信度低，犯了測量大忌，測量方案選擇不合理。

(2)實際控測的圖形結構較差，圖形強度較弱，由交會角過小造成，而在選用儀器時又選用精度過低的儀器J6經緯儀，是造成測量成果不合要求的一個重要原因。

(3)測量時大氣折光、溫度變化、通視不好、能見度低和對中不準也是增加測量偏差的一方面原因。

（4）測量使用的已知點也會存在一定的誤差。

（5）造成閉合差過大主要原因在于人為因素：工作缺乏嚴謹作風，責任心不強。

根據以上測量工作所存在的原因和不足，立即改正了缺點，制定了完善的測量方案，選用J2經緯儀，采用單三角形方法進行測量修正。

2.2 單三角形測量方法

單三角形就是根據已知點 A、B和觀測角，觀測角 α'、β'、γ'、經平差后，再推算AP邊的邊長b及其坐標方位角αAP，而后求出P點坐標。

(1)根據單三角形（見圖2）運算過程由此推導點位精度mp如下：

α、β、和 γ 為：閉合差 w=α'+β'+γ'-180°

未知點P的坐標按下式計算

將上式微分并代入（式8）、（式9）式得

將上式轉化成中誤差的關系式后，代入下式

這里b、a、S邊長以公里為單位，m以秒為單位，ρ為常量取0.206265，單位為 km·s/mm。

(2)根據單三角形已知點A、B和觀測角，觀測角經平差后，推導點位精度mp如下表1：

表1 推導點位精度

將上面已知數據代入(式10)式中得

由此可得第二種方案克服了第一種方案中產生誤差的主要因素，從而使測控點位精度符合施工要求。

在石方爆破施工中，通過優化測量控制方法選用單三角方法，準確地控制定位，使測量橫向位移和縱向位移誤差都在允許范圍之內，從而保證施工質量和施工安全，減少因返工增加施工成本，在今后同類工程施工中值得借鑒。

由上面表1中數據得

TU 453

B

1672-9323（2013）01-0081-03

2012-12-01）