豐富的知識使交通工程測量輕松有趣

廖明俠　李成軍

（貴州陸通工程管理咨詢有限責任公司　貴州貴陽　550000）

1　工程測量的重要性

工程測量是工程設計和施工的前提條件和檢查手段，是工程項目的重要組成部分。測量結果直接影響到工程的質量、造價甚至成敗。工程測量涉及內容多，知識面廣，交通工量測量更是復雜多樣，要測橫坡、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，個別放樣還涉及到制圖知識；測量場地有的要跨過江河湖海，有的要繞過山體、繞過村鎮，有的要在車人來往的城市街道上進行，條件各不相同。80年代的工程測量工具一般只有水平儀、經緯儀、花桿、塔尺、鋼尺、皮尺、線錘等簡單測量工具，計算只用到加減乘除和三角函數，只要普通計算器就能計算，測量人員不需要很高的文化。但在測量儀器先進、計算器具和計算軟件發達的今天，測量效率已成百上千倍的提高，不同的測量內容、不同的測量精度要求、不同的測量環境適用不同測量儀器、測量方法和計算方法，只會加減乘除和三角函數已經不能適應工程測量了，只有測量人員知識全面，靈活使用適合的測量方法、測量儀器、計算方法、計算器具和繪圖方法等，才能適應今天高效率的工程測量工作。

2　提高工程測量效率方法分析

在進行工程設計前或土石方開挖工程前需要測量原地面特征點，并根據測量數據繪制地形圖，再根據地形圖繪制斷面圖，然后根據斷面圖計算斷面積，最后根據斷面間距和斷面積計算出各種所需的工程量。這些工作如果用以前的老辦法，得在每個特征點測量時記錄下數據，然后根據數據遂個將點描畫在圖紙上，再將各點連線修飾成地形圖，繪一張幾千平方米的地形圖就得花上好幾天，且容易出錯，但如果是用全站儀、或RTK、或GPS測存數據，用Excel配合南方測繪等繪圖軟件繪圖和計算，則繪圖只需要幾分鐘就可完成，且不易出錯，繪斷面、計算表面積、計算斷面積和工程數量都很快且很準確。

在測量隧道開挖工程量、初期支護工程量、或二襯混凝土工程量時，需要測量斷面數據，繪制隧道斷面圖，如果用老方法測量記錄，再描點畫圖、據圖計算，一個斷面圖就得花上半天時間，且容易出錯；但如果用全站儀測存數據，用Excel整理測量數據，配合CAD繪制斷面圖，只需要將全站儀導出的數據復制到Excel表格上，通過格式符調整成CAD接受的繪圖輸入格式，復制Excel表格上的數據到CAD的命令行，所需要的斷面圖就生成了；然后用CAD的面積計算功能計算出斷面積、再用Excel表格計算出方量，則每個斷面繪圖加上計算也只需要幾分鐘時間就可以完成[1]。

測量工作中除了在設計、施工前要進行測量外，在施工中和施工后還要進行復核和檢查測量，這時往往會把測量數據帶回辦公室來處理，如果用計算器或手機計算邊線超欠或建筑物位置，則要在計算器或手機上輸入每個測點的X、Y、Z3個方向的坐標數據才能計算出偏距、里程和相對高度，進一步計算出偏差值。如果用Excel整理數據后再用CAD繪圖，在CAD圖上直接量取偏距或偏差值，就比遂個輸入X、Y、Z3個方向的坐標值要快無數倍，且避免了因輸錯數字而出現的錯誤。

3　編寫交通工程測量程序

在編寫程序時，直線上要用到方位角，圓曲線上要用到圓心坐標、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算公式，計算直線的方位角至少要在計算器上輸入兩組平面坐標，計算圓曲線的圓心坐標和半徑需要解兩個三角方程、在計算器上輸入很多次坐標，計算緩和曲線上點的坐標時、要多次用到3次方和5次方的乘方公式，這些工作，每項都會花很多時間；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、標出半徑、標出方位角等線路曲線要素，則編寫工程測量程序時就會損去復雜的計算過程，避免計算上的錯誤，工作效率就會無數倍地提高。

為了提高計算器的運行速度，在編寫交通工程測量程序時，可用數學知識解決測量程序中緩和曲線反算程序運算復雜、計算器運行時間長的問題。隧道放樣測量時，由于放樣點和測站點之間的關系不確定，用正程序放樣需要先估計大概位置再測量計算后根據計算結果計算出放樣數據進行放樣，且因放樣斷面不是規則標準的平面，放出的點誤差很大，因此，隧道放樣測量一般都是用反算程序進行測量放樣。但交通工程測量反算程序在用計算器計算緩和曲線時、不論是網上下載的測量程序、還是自己根據緩和曲線計算公式編寫的測量程序、計算器算一個點都要運行很長時間，有時運行時間長達十幾秒。通過將緩和曲線起點、中點和終點畫圓和緩和曲線相比較，發現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算器運行慢的問題。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的坐標，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和圓半徑，才能編寫程序；當測量精度要求高時，還需要將緩和曲線分成兩段甚至幾段來編寫程序才能滿足測量精度要求，這就需要測量人員有一定的數學知識才能完成。當前，網上有“測量員”、“輕松測量”等等測量軟件，計算器具方面有手機、CASIO-9860（道路之星）等等，但無論哪個軟件哪種測量器具都不是萬能的，都有不適用的地方，都需要用自己編寫的測量程序或基本測量知識去解決一些測量問題。

為了計算某些建筑物的表面尺寸用于加工模板時測量放樣，有時僅有測量和數學知識是不夠的，還需要用到工程制圖學知識幫助解決測量放樣問題。比如1992年南昆鐵路中鐵二局一處南昆指揮部管段內的田陽縣百東河大橋，那個年代沒有專門的模板加工廠，施工模板都是各工程隊自己設計加工。在此工程中，工人在加工橋墩托盤鋼模板時，就遇上了問題，橋墩托盤側面不僅是弧形的，還有45°的斜坡，底部卻是水平的，整個側面必須用一整塊鋼板做成，工人算不出鋼板的加工尺寸，無法下料。最后通過運用制圖學中的換面法，將模板底部按45°側面展開后，再用幾何知識計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再按照設計半徑卷好后進行拼裝試驗，證實切割尺寸剛好合適。

要想快速準確地搞好工程測量工作，還要花一定的時間關心和學習工程測量方面的前沿技術。測量技術從80年代到今天，每一次測量儀器、計算器具或軟件的更新替代都使工程測量工作效率提高無數倍[2]。因此只有關心和學習測量方面的前沿技術，才能使測量工作能力永遠站在同行的前面，讓工作效率高于定額任務，才不會感到工作繁重、思想壓力大。

4　結束語

綜上所述，當今的工程測量，特別是交通工程測量，測量負責人不僅要有一定水平的數學知識，學會測量方面的知識，還要學會與測量有關的一些制圖知識、辦公軟件和測量計算軟件，關心和學習本行業的前沿技術。只有撐握了與工程測量有關的各種知識，靈活運用與工程測量有關的各種知識，才能使自己的工程測量工作得心應手、輕松愉快，才會感受工程測量工作中的樂趣，才會把工程測量工作當成一種娛樂。

[1]王芳.重慶軌道交通工程測量管理信息系統開發與實施[D].重慶：重慶大學，2004.

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