探討公路工程施工前期 測量工作

隆勇

隨著我國經濟的快速發展，公路工程的建設在促進社會交通事業的發展中意義重大，而公路工程施工的基礎和關鍵工作就是測量工作，測量工作貫穿于公路設計和施工階段，包括選線、定線、施工以及竣工驗收的過程，公路工程在施工前期階段的測量決定了整個施工階段測量成果的質量，并直接影響到該項目的經濟投資的成效，也更表明了前期測量工作的重要性和必要性。本文旨在探討公路工程施工的前期測量工作，為公路施工打下堅實的工作。

公路工程建設的人們都形象地把測量部門比作施工單位的“眼睛”，為公路施工定位路線走向、路線寬度、路面高程、結構物以及工程量的復核提供原始數據，沒有測量就是沒有目標、沒有方向的“瞎”搞工程。在公路工程建設中，測量水平的高低直接決定路線質量的好壞，增強公路建設的整體質量，減少不必要的返工，從而提升整體經濟效益、社會效益。

結合施工測量的實踐經驗，就公路工程施工前期的測量工作進行相關總結：

一、測量人員的業務素質

測量工作首先是以“人”為技術主體的載體，測量人員的業務素質則是測量工作的關鍵。測量人員必須是受過專業學習和教育，能夠勝任測量工作業務的專業人士，工地現場測量人員主要有兩種人：一種是通過專科類以上工程相關學習，取得大專以上畢業證，在工地上有著多年實踐施工或測量經驗的人，這種人有些通過努力學習取得了相關工程師證書，有些人沒有取得相關工程師證，但測量技術過硬；另一種人就是半路出家，沒有什么較高的文憑學歷，在工地上從師學藝，練就精尖測量技術。測量工作是集腦力和體力勞動并存的工作，施工測量一般都在十分艱苦的自然環境下進行，對身體素質、抗疲勞能力要求更高，只要日積月累地進行測量內、外業工作處理，必成大家。

二、測量工作的儀器設備

隨著科技的進步，測量儀器設備也日益高科技化，更新換代快，智能化水平高，操作方便簡捷、精度穩定度高。用于前期導線測量可采用全站儀和GPS衛星定位儀，用全站儀進行導線點的測設，對于通視條件是個剛需要求，在工地剛進場，由于受地形地貌影響，全站儀很難實現完全通視；在科技的創新進步下，GPSRTK衛星定位系統已經成熟穩定，能很好地滿足靜態控制的精度要求；大地自動安平水準儀可以滿足四等水準的測量要求。總體來說借助于全站儀、GPS-RTK、水準儀這三類儀器就基本滿足任何公路的施工測量要求，但是儀器是需要相互配合使用的，針對不同地貌和信號條件協同使用。當然這些儀器必須每年在國家資質單位標定后使用，使用過程中還需經常進行校檢，愛護保養好儀器，防止影響儀器正常使用的不正常因素發生。當然測量工作還需要借助諸如CASIO編程計算器、測量員APP和相關測量計算軟件、平差軟件配合使用，才能讓測量工作高效、精準地開展。

三、前期測量的主要工作內容

公路工程前期測量工作主要包括設計控制點的交樁接樁、控制點的復測、加密觀測、整理測量觀測數據并進行平差、出具測量成果。這里講的控制點包括坐標系統的導線點和高程系統的水準點。

前期工作完成控制點成果后，就要進行路線中線和設計紅線樁的復位放樣，中線放樣旨在定位路線走向，調查沿路線縱斷面方向起伏狀況，用以規劃施工土石方的調配和施工便道的規劃；紅線放樣用于勘誤設計紅線范圍，實施征地拆遷。

在工地現場未進行動土前，還應進行一項任務繁重的工作，那就是原地面線的復測工作，原地面復測旨在復測地面線，進行土石方工程量的計算，復測土石方工程量與設計土石方工程量進行對比，確定是否需要發生土石方的變更。

四、前期測量的外業工作

測量外業工作是在工地現場實地數據采集和放樣的過程， 測量外業主要實現兩個方面的目的，一是將現場實際的原地形特征數據通過測量轉化成地形圖、設計圖的過程，另一方面則是將設計圖上設計的方案、構造轉變成既定的現場新建構筑物。通俗地講通過現實轉化成了理想，讓理想成為了現實。施工測量就是按照設計圖紙將設計的建筑物位置、形狀、大小及高程在地面上標定出來，也就是一個實現理想的過程。其工作主要是坐標放樣系統和高程控制系統兩項內容。

測量外業工作遵循：整體布局上“從整體到局部”；步驟上“先控制后碎步”；精度上“從高級到低級”的原則。

導線外業測量可根據儀器設備的先進程度，通過全站儀和GPS靜態控制實現。全站儀是全能型常規的測量設備，通過測量兩點間的平距、斜距、方位角完成導線觀測，但是全站儀測量受縱橫向通視和作業條件的限制，其作業強度大，效率低，測量周期長。GPS測量方法可以克服全站儀的很多缺陷，無需通視、定位精度高、靈活方便、觀測時間短、計算自動化程度高，大大地提高了工作效率、減輕勞動強度，深受測量工作者的喜愛。GPS可通過靜態定位和動態定位模式，完成導線點的觀測。但GPS也有其使用的劣勢因素，在高大林地內信號覆蓋不穩定，儀器不能固定，工作面上部有覆蓋物時儀器無信號，在橋梁、涵洞等大型構筑物有鋼筋、鋼模等鋼性材料，會干擾信息，導致信號浮動或者精度不高，滿足不了施工要求。

水準測量是用水準儀和水準尺測定地面上兩點間高差的方法。在地面兩點間安置水準儀，觀測豎立在兩點上的水準標尺，按尺上讀數推算兩點間的高差。通常由水準原點或任一已知高程點出發，沿選定的水準路線逐站測定各點的高程。水準路線測量時所測的前視和后視間與儀器間的距離基本相同，以減少誤差，測量計算可采用距離平差，也可采用測站數平差，測量前規劃好水準路線，采用相應的平差方法。

橫斷面測量，通過測量路線中樁高程，以及路線左、右幅距中樁平距位置的高程或高差，測量出橫斷面方向在形狀變化點處的高程，通過高差成線，維制橫斷圖，以復核土石方工程數量。原地面復測時山地丘陵地區一般叢林茂密、荊棘叢生，每條斷面橫向行測，很難出行，建議清表挖除原狀林木荊棘，不擾動地表土的情況下測量，這樣速度既快、精度也高。橫斷面設計圖上一般是20m每條，在復測過程中，應結合地形特點在高坎上下、深塘坑穴處，在地形變化大的地方增加斷面的測量，這樣復測出來的土石方才能更真實、準確地反映實際土石方量。原地面線的準確性除了反映土石方量外，還可以準確復核計算設計紅線，檢查用地范圍是否滿足施工需要，以便早做補征地計劃，還可復核計算沿線結構物的基礎埋設是否合理。

五、前期測量的內業工作

導線測量的內業計算主要用準確的外業觀測記錄，計算出各條導線點的平面坐標X、Y，計算前要檢查外業數據是否齊全、完整，觀測成果是否滿足精度要求，規劃好導線的起、閉合線路。閉合導線的坐標計算可借助坐標計算軟件，計算和調整角度閉合差、計算角度閉合差的容許值、計算水平角的改正數、求得改正后的水平角、推算坐標方位角、計算坐標增量，調整閉合差，計算出導線點的坐標；附合導線坐標計算與閉合導線計算基本相同，計算和調整角度閉合差、坐標增量閉合差計算，最后計算出附合導線的坐標；支導線的計算，因為支導線沒有核檢條件，沒有閉合差的概念，也不需要改正導線轉折角和坐標增量，通過轉折角推算坐標方位角，根據方位角和邊長計算坐標增量，從而計算出支導線的坐標。

GPS靜態測量導線的數據處理要借助專用的軟件進行計算處理，人工通過公式計算，難以準確計算，一般采用LGO軟件處理，導入原始數據、通過基線處理和網平差，LGO軟件不僅能完成控制網的約束平差，還能進行坐標系統的轉換。當然，市面上基本上每款GPS儀器都有其公司開發研究的數據處理程序軟件，用起來也很方便。

閉合水準或附合水準路線內業工作，通過整理外業觀測數據，計算閉合差，并判斷閉合差是否超限，計算各測段觀測高差的改正數、檢查閉合差是否正常分配，計算各測段改正后的，最后計算出各點的高程差。

橫斷面內業工作一般將測量原始數據導入電腦后，通過南方CASS軟件或其他公路設計軟件處理，可以自動出具平距與高差，或平距與高程的數據，通過這些數據點位與路中線或前一點的位置和高差關系自動生成出地面線，繼而將生成的復測地面線套入至設計橫斷面CAD圖中，可以清晰判斷復測地面線與設計地面線的偏差關系，從而計算出土石方工程數量的偏差大小。

當然所有的內業都必須以計算表、平差報告、成果報告等格式形成最終合格的測量成果，待監理復核認可后，才能在施工中應用。

六、結語

公路工程施工前期測量工作是整個施工階段的基礎性工作，也是整個測量工作中的重點和難點工作，前期測量的質量直接決定路線線型和高程系統的質量，是指導施工階段測量工作的基礎。測量工作質量高低直接影響施工單位的經濟利益和社會效益，因此要發揮測量這雙“眼睛”的重要作用，拒絕沒有測量就是沒有目標沒有方向的“瞎”搞工程，同時呼吁工程建設相關管理人員和測量工作者重視測量工作。