手持GPS定位在取土場環評設計中的應用

楊經偉

(中鐵二局集團公司，四川成都610031)

1 工程概況

委內瑞拉北部平原鐵路Tinaco-Anaco鐵路全長466.7km，設計時速220km/h，合同為EPC合同，土建三標合同段其起訖里程為K258+300～K317+300，全長59.0km。

工程包括路基土石方工程、涵洞工程、橋梁工程、路基防護及排水工程，包括客貨運車站一個。

線路行進于科迪勒拉山脈、加勒比山脈與圭亞那-巴西-烏拉圭地盾間構造盆地北緣之間的過渡地帶，為淺丘、平原地貌，地形較為開闊平坦，局部地段起伏不大，沿線以熱帶樹木、天然牧場為主，人煙稀少，基本無農作物。

2 該工程測量的特點

(1)環評許可工作是取得施工許可的先決條件，環評設計的首要工作就是定位和地形測量。

(2) 工程測量精度根據設計圖紙的不同階段各異，范圍廣，先后采用UTM和蘭伯特投影工程獨立等兩種坐標系統。

(3)地形復雜，熱帶植被豐富，各個莊園分界分明，邊界鐵絲網分割，不易穿越。

3 手持GPS在復雜環境中測量的優點

手持式GPS是一種體積小巧、攜帶方便、獨立使用的全天候實時定位導航設備。尤其近年來在工程地質測繪以及中小比例尺填圖中應用越來越廣泛，大大地提高了測量工作的科技含量。

其標稱精度一般在5～10m，由于排除了傳統勘測的限制，比如兩個勘測點之間不必通視，顯著地提高了工作能力，使勘測員能夠在惡劣氣候或陽光不足的情況下持續工作。

4 利用手持GPS完成取土場環評設計

取土場環評設計包括取土場的平面位置圖、路徑、取土場范圍圖和取土場地形圖等四部分內容，其中利用GarminGPS60CSx手持機可完成大部分內容(圖1)。

圖1 Garmin GPS60 手持機系列

4.1 坐標系統的采用

根據委內瑞拉官方對環評設計的技術規定，測量采用UTMdatumSIGAS-RAGVAN坐標系統，因此在手持GPS平面坐標系統設置中，坐標系統選擇UTMUPS, 參考系采用WGS84系統。

4.2 取土場路徑的確定

先根據設計的中線，每隔500m輸入鐵路中線信息，在GPS中以興趣點的形式顯示出來。

在取土場位置確定后，根據現有交通的情況，沿全程跑完一遍取土場路徑。在線路開始時，車內打開手持GPS，全程自動記錄路徑并保存，自動記錄點間隔可設為200m一個。

4.3 Mapsend Lite v2.0軟件編輯路徑

利用MapsendLitev2.0數據處理軟件，從手持GPS中導入興趣點、航跡等數據，該取土場的與中線的相對位置如圖2所示。

圖2 取土場與線路中線位置

由于調查期間的隨機性和興趣點的重復性，導致航路點軌跡過于稠密，來回反復等弊病，需要對調查線路的航跡進行重新編輯。

利用軟件提供的興趣點編輯功能，刪除多余的興趣點，根據軌跡的走向、位置等，重新建立該位置的航線，最后刪除軌跡，得到一條清晰的航線。最后將數據文件保存為*.gpx通用格式，方便下一步多個軟件的數據導入和交換。

4.4 取土場影響范圍的確定

4.4.1 標記關鍵點、小路、湖泊、農房、河流等

根據環評設計的要求，取土場范圍不能侵占自然湖泊、河流和既有建筑等，所棄土的位置不能污染河道，所以在其范圍內應盡量避免占有該類資源。

利用后期處理數據，在其范圍內畫出一個范圍，把該關鍵點信息通過前期的采集數據詳細的反映到圖中(圖3)。

圖3 取土場范圍設計

4.4.2 編輯取土場范圍

GoogleEarth軟件實時取景，編輯取土場范圍。

選定的取土場在一定范圍內適用，但對于整個農場，區域等生態系統的影響還需進一步的驗證。通過GoogleEarth的地形圖定位功能可實現這一目標。把.gpx通用格式的文件導入GoogleEarth中，全面的考察該范圍內的河流、湖泊和植被等生態系統，圖中深色范圍即為湖泊，黑色為植被。進行進一步的修正，最后通過路徑的轉換，以Excel的格式導入AUTOCAD中，至此取土場的設計范圍初步完成(圖4)。

圖4 取土場在Google Earth中的范圍 (黑色部分為湖泊)

4.5 測量取土場地形

手持GPS和RTK等系統聯合測量取土場地形。

利用手持GPS確定的范圍、路徑和方位等參數，結合工程測量GPSRTK系統，精度可達±2cm，可以方便迅速地對取土場范圍的地形進行測量，從而更進一步修正和驗證手持測量的精度以及詳細的地上物確認和定位等，從而完成取土場的地形最后測量設計。

4.6 繪制取土場地形

數據處理Excel軟件編輯格式，導入AutoCAD繪制地形位置。

利用Maptrack軟件的航點航線導出功能，把該路徑導出為Excel數據格式(.xls)。其坐標為緯度和經度格式(n0,w0)格式，利用Excel文本函數功能把經緯度轉換為UTM坐標。其中UTM的在Excel中格式設置為為逗號間隔的格式(x&”,”&y)。

利用Autocad的PLine命令，從上述的Excel中轉換的UTM坐標復制和粘貼，可迅速畫出該設計的路徑和地形范圍如圖5。至此，取土場的環評設計大致完成。

圖5 取土場最終設計范圍地形

5 施工中的體會

5.1 統一數據格式對整個過程的影響

由于GoogleEarth5.0以后的軟件，只有.gpx數據格式才能識別，所以在GPS數據導出格式上，要為EXCEL、AUTOCAD、GoogleEarth等軟件提供統一的數據接口尤為關鍵。過程中利用Maptrack軟件，實現了.gpx數據格式到Excel數據的中間轉化，解決了經緯度到UTM坐標的轉換，巧妙地運用了AUTOCAD的PL命令的數據輸入格式，完成了電子表格到AUTOCAD繪圖的直接輸入，以及最終地形范圍在實時取景軟件GoogleEarth的地形圖顯示，一切數據接口就是.gpx統一格式。過程中也曾嘗試.gpx直接導出為AUTOCAD形文件(.shx)，但此方法包含無關興趣點、航跡和航線等太多，不能根據需要選擇，反而復雜。

5.2 關鍵數據庫的作用

手持GPS為該工程建立的中線、水文、地上附屬物等關 土輸送車攪拌罐等約需0.2m3左右的砂漿。因此泵送前一定要計算好砂漿的用量。

(2)砂漿配合比：砂漿的配合比也很關鍵。當管道長度小于150m時，用1∶2的水泥砂漿；當管道長度大于150m時，用1∶1的水泥砂漿，水泥用量太少也會造成堵管。

7 結束語

通過以上對泵送混凝土施工預防堵管(泵)常見的幾種現象及原因分析，提出了相應的預防措施。盡管引起泵送混凝土堵管的因素或環節很多，既有施工組織、施工管理方面的因素，也有施工人員、混凝土材料及泵機的因素，還有施工環境等方面的因素，相信只要施工人員認真對待并重視每一個因素/環節，預防泵送混凝土堵管，并不是一件很難做到的事情。

[1]JGJ/T10-2011 混凝土泵送施工技術規程[S]

[2]GB50164-2011 混凝土質量控制標準[S]

[3]GB50666-2011混凝土結構工程施工規范[S]

[4] 葉宏志.泵送混凝土堵管原因分析及控制措施[J].山西建筑，2010，(7)