虎門二橋施工控制網建立與高程放樣方法

嚴慧君，張飛

（1.北京金繪天地技術有限公司，北京100021；2.長江三峽勘測研究院有限公司（武漢），武漢430070）

1 項目概況

虎門二橋工程是廣東省高速公路網規劃中連接廣州和東莞的重要東西向通道，橋位上游距珠江黃埔大橋約20km，下游距虎門大橋約10km。本項目工程總長度12.891km，采用八車道高速公路技術標準，設計速度100公里/小時，全線均為橋梁，全線有兩座跨江特大橋梁，主跨分別為1200m、1688m，共設置東涌、騮東、海鷗島和沙田四處互通立交。

2 虎門二橋建設方案

橋型布置：主跨1688m雙塔雙跨吊懸索橋，橋跨布置為658+1688+518（主纜IP點距離）。

虎門二橋主纜索股架設，鋼箱梁吊裝施工合龍，目前已經完工，計劃于2019年5月建成通車。

3 平面控制網建立方法

廣東虎門二橋控制網測量的目的是為大橋設計、施工和營運期間監測等提供所需的高精度空間、平面及高程控制測量基準，為整個大橋建設提供準確可靠的基礎測量控制成果。控制網由大橋首級控制網和接線控制網組成，首級控制網主要為過江通道工程提供可靠的測量基礎資料，接線控制網為大橋全線工程施工控制測量服務，本項目控制網于2010年完成建網及全部測量工作。

3.1 連續運行GNSS參考站系統簡介

連續運行參考站系統（CORS）可以定義為一個或若干個固定的、連續運行的GPS參考站，利用現代計算機、數據通信和互聯網（LAN/WAN）技術組成的網絡，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶，自動提供經過檢驗的不同類型的GPS觀測值（載波相位，偽距）、各種改正數、狀態信息以及其他有關GPS服務項目的系統。連續運行參考站系統與傳統的GPS作業相比，連續運行參考站具有作用范圍廣、精度高、野外單機作業等眾多優點[1]。

3.2 HMEQ-GNSS參考站系統建設

HMEQ-GNSS系統是為滿足工程建設期間施工測量的需求，通過網絡RTK方式向整個大橋施工區域提供24小時實時動態定位測量服務；同時為滿足控制網測量、施工、監理等單位對精密定位的需求，向大橋各參建方提供參考站原始觀測數據在內的事后精密定位服務；通過連續運行GNSS參考站系統，對大橋各參建方GNSS定位測量進行監控和管理。另外，在大橋建成運營期間，可以在該系統基礎上建立大橋變形監測系統，保障大橋的健康安全運行。

3.3 虎門二橋首級平面控制網

首級控制網由12個首級網點、GNSS站點組成，首級平面控制網按優于公路二等GPS網實施，執行的技術指標見表1。

表1 首級控制網GPS觀測執行的基本技術指標

3.4 虎門二橋接線平面控制網

接線控制網由18個點組成，接線網平面控制按優于公路三等GPS網實施，接線控制網GPS觀測執行的技術指標分別見表2。

表2 接線控制網GPS觀測執行的基本技術指標

4 高程控制網建立方法

高程控制網于2010年完成建網及全部測量工作，本項目高程控制網由首級控制網、接線控制網組成。首級控制網和接線控制網測量采用常規水準測量與跨河水準相結合的形式進行，其中已知點聯測及檢測按國家一等水準測量進行，首級控制網和接線控制網均按國家二等水準測量進行，跨河部分采用“經緯儀傾角法”按國家二等水準測量規范要求進行施測。

4.1 常規水準測量

一等水準聯測路線，起于東莞市虎門港區港珠澳大橋一等水準點S039，止于首級控制網水準基點BM06；海鷗島大沙水道和坭洲水道以4處二等跨河水準組成二等水準環線；東涌鎮沙公堡段一等水準檢測路線起于首級控制網水準基點BM02，止于港珠澳大橋一等水準點S034。

觀測時，首先由東莞市虎門港區港珠澳大橋一等水準點S039引測到首級控制網水準基點BM06，檢測BM06的穩定情況，按國家一等水準測量的要求施測；然后將測區內的大橋首級控制網點12點、首級控制網水準基點5點、接線控制網18點以及大沙水道、海鷗島、坭洲水道4處二等跨河水準組成1個大的水準環線，以西岸沙公堡組成1個水準環線，海鷗島構成1個水準環線，東岸虎門港組成1個水準環線，4處跨河水準組成兩個水準環線，共6個水準環線，BM06作為高程控制網的起算點，按二等水準測量的要求施測。

4.2 跨河水準測量

因受地理條件的限制，橋位區兩岸三地控制網之間聯測跨越珠江水域。因此，對跨河水準測量做了專項技術設計，根據場地條件、跨河距離采用經緯儀傾角法進行觀測，跨河場地均按平行四邊形圖形布設。

5 橋梁施工高程放樣方法

高程放樣和平面放樣一樣，也是一項經常性的工作，為此需要根據工程的進度，及時將高程基準傳遞到適宜的位置，以方便放樣工作的進行。高程放樣的主要方法有：水準儀法放樣、三角高程法放樣，在某些特殊情況，還可利用鋼尺或全站儀進行高程的傳遞工作。

5.1 水準儀法放樣

在橋梁工程施工測量中，常常要同時用一個視線高測設出若干個具有同一設計標高的點，例如橋梁樁基開挖中的基底標高，橋面標高等，此時要校正水準儀的i角，使i角盡可能得小，還要限制前后視距離差不宜過大。

當待放點與水準點之間的高差很大時，可以用懸掛鋼尺代替水準尺，以放樣設計高程。

5.2 全站儀無儀器高作業法放樣

對一些高低起伏較大的工程放樣，用水準儀放樣就比較困難，這時可用全站儀無儀器高作業法直接放樣高程。

5.3 全站儀天頂法傳遞高程

全站儀是目前施工放樣中最常用的測量儀器，它的最大特點是可以直接放樣出所需要的點位。另外，許多全站儀都有高精度的測距系統，能方便、快捷地測量出兩點之間的距離。在施工放樣時，如果將全站儀的望遠鏡對準天頂（頂板），測出的距離實際上就是兩點的高差，利用這個原理，可以實施高精度的高程傳遞。

6 經驗與體會

①本文件簡要介紹了虎門二橋概況，總結了測量控制網建立方法與細部坐標放樣方法，取得了一定的成功經驗。本文是作者在實踐中總結出來的工作經驗，為沒有接觸過橋梁施工的測量人員及測量界的同行們，提供了寶貴的施工經驗與注意事項。②虎門二橋即將通車，比被譽為“世界第一跨”的虎門大橋向前跨越一大步，距世界第一的日本明石海峽大橋（1991m）只差303m。今后還有更多的大橋待建，對于以后的橋梁建設，如何進行控制網布設，提供了技術支持，值得參考。