工程測(cè)量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用

周繼才 陳義曉

摘? ? 要：經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，促進(jìn)公路建設(shè)項(xiàng)目的增多。在公路工程施工中，工程測(cè)量是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，他指導(dǎo)著施工的正常運(yùn)行，控制著工程質(zhì)量，因此施工主管部門一定要正確認(rèn)識(shí)工程測(cè)量的意義和作用，深入探究和掌握有關(guān)測(cè)量技術(shù)，提升他在實(shí)踐過(guò)程中的應(yīng)用水平，使其在公路施工中發(fā)揮重要作用。本文就工程測(cè)量技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用展開(kāi)探討。

關(guān)鍵詞：工程測(cè)量;公路工程;GPS

1? 引言

在公路工程的建設(shè)施工過(guò)程中，需要在設(shè)計(jì)前期對(duì)工程所在區(qū)域的地形、地質(zhì)、水文等條件進(jìn)行全面地勘測(cè)，并在施工環(huán)節(jié)對(duì)工程進(jìn)行詳細(xì)地測(cè)量放樣，以此為工程設(shè)計(jì)與施工提供精準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)指導(dǎo)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)施工環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。因此，測(cè)量、測(cè)繪工作是公路工程建設(shè)必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其技術(shù)的適用與否，以及測(cè)量的手段與方法的規(guī)范與否，直接影響著測(cè)量的精度和計(jì)算的結(jié)果，從而也極大影響著工程建設(shè)的進(jìn)度、品質(zhì)與實(shí)施成本，因此促進(jìn)測(cè)量技術(shù)的優(yōu)化，強(qiáng)化測(cè)量工作的監(jiān)管便成為工程建設(shè)施工工作的重要內(nèi)容。

2? 公路工程測(cè)量的常見(jiàn)技術(shù)

2.1? 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用于當(dāng)前公路工程測(cè)量技術(shù)中，能夠從比較遠(yuǎn)的位置獲得準(zhǔn)確的地理數(shù)據(jù)，依靠地磁波的特點(diǎn)接收并釋放信息，得到的數(shù)據(jù)是比較可靠有效的。除此之外，遙感技術(shù)的抗干擾性很強(qiáng)，外在條件很難影響到他，工程測(cè)量可依靠他不受氣候等條件的干擾，為工程測(cè)量帶來(lái)了有利條件。遙感技術(shù)能夠繪制地圖成像，提高了繪制地圖的準(zhǔn)確性和效率性，為公路工程獲取可靠信息，保障公路工程施工質(zhì)量。

2.2? GPS技術(shù)

GPS測(cè)量技術(shù)在工程測(cè)繪中的應(yīng)用從過(guò)去的靜態(tài)測(cè)量逐步轉(zhuǎn)變?yōu)镽TK測(cè)量，進(jìn)一步提高了工程測(cè)量三維坐標(biāo)的精準(zhǔn)度與有效性。目前，GPS測(cè)量技術(shù)以載波相位觀測(cè)為基礎(chǔ)，應(yīng)用2臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備接收信號(hào)，以GPS測(cè)量中的已知坐標(biāo)為基準(zhǔn)站，其余信號(hào)接收設(shè)備作為移動(dòng)站點(diǎn)。2臺(tái)或多臺(tái)設(shè)備能夠同時(shí)完成5顆甚至更多衛(wèi)星的追蹤工作，之后工作人員只需要借助電臺(tái)就能知道觀測(cè)點(diǎn)的具體坐標(biāo)與數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)傳送給移動(dòng)設(shè)備。此過(guò)程中的移動(dòng)設(shè)備能夠根據(jù)自身所得觀測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)用組成差分觀測(cè)值方式獲取觀測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。公路施工需要來(lái)自GPS技術(shù)的支持。公路初測(cè)的目的在于根據(jù)路線走向設(shè)置控制點(diǎn)，完成高程與平面控制測(cè)量，是施工放樣、定線測(cè)設(shè)、地形圖測(cè)繪的基礎(chǔ)。GPS技術(shù)能夠很好地取代傳統(tǒng)導(dǎo)線法的測(cè)量方式，擁有定位精度高、觀測(cè)速度快、布網(wǎng)靈活的優(yōu)勢(shì)。GPS技術(shù)不斷發(fā)展，最突出表現(xiàn)在RTK技術(shù)成功應(yīng)用在公路測(cè)量領(lǐng)域。這種技術(shù)原理為：先在公路上安裝GPS接收機(jī)，之后進(jìn)行連續(xù)觀測(cè)，并將這些數(shù)據(jù)用發(fā)射臺(tái)發(fā)送給觀測(cè)站;利用接收臺(tái)得到的數(shù)據(jù)以及相對(duì)定位原理分析流動(dòng)站位置，同時(shí)完成測(cè)量中的中平、中樁、放線工作。RTK技術(shù)操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化突出，全部流程只需1～2人就能操作，有效提高了測(cè)量效率。在公路工程中應(yīng)用GPS技術(shù)給公路勘測(cè)帶來(lái)了巨大的機(jī)遇，有效提高了測(cè)量水平與測(cè)量速度，尤其是RTK技術(shù)能夠保障施工放樣、定線測(cè)量、地形測(cè)繪達(dá)到厘米精度，更好地完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與傳輸，實(shí)現(xiàn)了路線CAD集成目標(biāo)。當(dāng)然，擁有RTK功能的設(shè)備造價(jià)比較貴，通常情況下，施工單位與勘察設(shè)計(jì)單位共用RTK系統(tǒng)，用資源共享的方式節(jié)省資金，保障工程進(jìn)度與工程質(zhì)量。

2.3? 地圖數(shù)字化技術(shù)

地圖數(shù)字化技術(shù)常常是和地理信息系統(tǒng)緊密關(guān)聯(lián)的，在實(shí)際的應(yīng)用工程中，他的運(yùn)作原理是依靠信息系統(tǒng)將紙質(zhì)化的資料轉(zhuǎn)變成數(shù)字化資料，利用計(jì)算機(jī)分析切實(shí)提高公路測(cè)量的效率。地圖數(shù)字化技術(shù)的核心在于數(shù)字化設(shè)備的轉(zhuǎn)變。跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化是比較常見(jiàn)的兩種數(shù)字化設(shè)備轉(zhuǎn)變的方式，他們的應(yīng)用情形不盡相同，需要根據(jù)公路工程測(cè)量的實(shí)際情況確定選擇哪一種。

2.4? 水準(zhǔn)儀測(cè)量技術(shù)

水準(zhǔn)儀測(cè)量是通過(guò)測(cè)量水平視線上兩點(diǎn)間高差的幾何原理來(lái)予以實(shí)現(xiàn)的，水準(zhǔn)測(cè)量是目前高程測(cè)量手段中精度最高的一種測(cè)量方法，其需要通過(guò)儀器的安置、粗平、瞄準(zhǔn)、精平、讀數(shù)五個(gè)步驟來(lái)予以完成，具有操作便捷簡(jiǎn)單、測(cè)量效率高、數(shù)據(jù)直觀精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)。水準(zhǔn)測(cè)量的人工參與因素較多，因此測(cè)量需嚴(yán)格按照水準(zhǔn)測(cè)量操作的規(guī)程予以進(jìn)行，使用的儀器也必須經(jīng)過(guò)有關(guān)部門校核，并在使用之前對(duì)精度進(jìn)行校驗(yàn)，每相鄰兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)還需進(jìn)行閉合測(cè)量。此外，對(duì)于加密的水準(zhǔn)點(diǎn)要進(jìn)行閉合和復(fù)核，且應(yīng)做好作好詳細(xì)的記錄，以備后期數(shù)據(jù)的校正與處理。由于水準(zhǔn)儀測(cè)量實(shí)施過(guò)程中對(duì)地面的水平角度要求較高，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜地形的勘測(cè)與施工測(cè)量，再加上現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的不斷發(fā)展發(fā)展，水準(zhǔn)儀便逐漸作為全站儀、GPS等測(cè)量技術(shù)的輔助設(shè)備，并配備測(cè)微器、水準(zhǔn)尺等精度配套儀器，在實(shí)現(xiàn)GPS確定工程平面位置的基礎(chǔ)上，利用水準(zhǔn)儀加測(cè)微器將高程從控制點(diǎn)導(dǎo)出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工程控制點(diǎn)及放線更加精準(zhǔn)地測(cè)量。

3? 公路運(yùn)營(yíng)管理階段測(cè)量工作

（1）利用VRS系統(tǒng)對(duì)公路結(jié)構(gòu)檢測(cè)。在公路施工過(guò)程中，為加強(qiáng)質(zhì)量管理，相關(guān)質(zhì)量監(jiān)督部門需要對(duì)公路結(jié)構(gòu)樁位、墩柱偏位、支座偏位、公路軸線、高程等進(jìn)行檢測(cè)，以往采用全站儀等儀器進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要借助施工單位提供的導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，有時(shí)由于導(dǎo)線點(diǎn)被破壞或不通視等原因?qū)е聶z測(cè)無(wú)法進(jìn)行或檢測(cè)精度較差。采用VRS系統(tǒng)后，可在一個(gè)施工標(biāo)段內(nèi)（通常不大于10km）設(shè)立一個(gè)固定的基準(zhǔn)點(diǎn)，這一個(gè)標(biāo)段內(nèi)所有公路結(jié)構(gòu)的檢測(cè)都以此點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，通過(guò)移動(dòng)站進(jìn)行檢測(cè)。減少多次架設(shè)儀器及后視的過(guò)程，加快了檢測(cè)速度，提高了整體檢測(cè)精度。檢測(cè)時(shí)設(shè)置好基準(zhǔn)站，通過(guò)移動(dòng)站對(duì)全標(biāo)段需要檢測(cè)的公路結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行采點(diǎn)取樣，將移動(dòng)站置于樁位中、墩柱中或支座中等相關(guān)位置，調(diào)平，取點(diǎn)，測(cè)量手簿會(huì)自動(dòng)記錄所取點(diǎn)的坐標(biāo)，輸入點(diǎn)名，保存在相應(yīng)的記錄點(diǎn)庫(kù)中。在室內(nèi)通過(guò)數(shù)據(jù)導(dǎo)出，將導(dǎo)出的檢測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)值比較，得出偏差值，形成檢測(cè)報(bào)告格式。（2）公路的形變監(jiān)測(cè)。①利用VRS系統(tǒng)對(duì)公路進(jìn)行形變監(jiān)測(cè)，比傳統(tǒng)的水準(zhǔn)測(cè)量有明顯的速度快、周期短、精度均勻等優(yōu)勢(shì)。用VRS系統(tǒng)與數(shù)字水準(zhǔn)測(cè)量，把公路的形變監(jiān)測(cè)總費(fèi)用降低1/3，時(shí)間節(jié)省1/3。②測(cè)量機(jī)器人進(jìn)行公路形變監(jiān)測(cè)，在固定的測(cè)站上安置自動(dòng)化全站儀TCA，配合自動(dòng)監(jiān)測(cè)軟件，在計(jì)算機(jī)的控制下實(shí)施全自動(dòng)的工作。無(wú)需人工干預(yù)全自動(dòng)的采集、傳輸與處理變形點(diǎn)的三維數(shù)據(jù)，還可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線監(jiān)控管理。這是大橋監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的最高最新境界―――自動(dòng)化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。

4? 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)以上論述，公路工程建設(shè)在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有很大比例，涉及到人們生產(chǎn)生活的各個(gè)方面，因此企業(yè)施工必須要重視公路工程建設(shè)。工程測(cè)量關(guān)系到公路的質(zhì)量、安全、成本等，是公路工程建設(shè)中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。所以，要想讓公路工程建設(shè)實(shí)現(xiàn)質(zhì)量和速度的雙提升，就要加強(qiáng)對(duì)公路工程測(cè)量技術(shù)的研究。

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作者簡(jiǎn)介：

周繼才（1982—）本科學(xué)歷，中級(jí)工程師，畢業(yè)于淮海工學(xué)院測(cè)繪工程專業(yè)，研究方向：測(cè)繪，造價(jià)，審計(jì)，評(píng)估。

陳義曉（1978—）男，畢業(yè)于濟(jì)南交通學(xué)校土木工程專業(yè)，道路與橋梁高級(jí)工程師，研究方向：土木工程。