隆勇

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，公路工程的建設(shè)在促進社會交通事業(yè)的發(fā)展中意義重大，而公路工程施工的基礎(chǔ)和關(guān)鍵工作就是測量工作，測量工作貫穿于公路設(shè)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(zhì)量，并直接影響到該項目的經(jīng)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(shè)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(jié)構(gòu)物以及工程量的復(fù)核提供原始數(shù)據(jù)，沒有測量就是沒有目標(biāo)、沒有方向的“瞎”搞工程。在公路工程建設(shè)中，測量水平的高低直接決定路線質(zhì)量的好壞，增強公路建設(shè)的整體質(zhì)量，減少不必要的返工，從而提升整體經(jīng)濟效益、社會效益。

結(jié)合施工測量的實踐經(jīng)驗，就公路工程施工前期的測量工作進行相關(guān)總結(jié)：

一、測量人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)

測量工作首先是以“人”為技術(shù)主體的載體，測量人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)則是測量工作的關(guān)鍵。測量人員必須是受過專業(yè)學(xué)習(xí)和教育，能夠勝任測量工作業(yè)務(wù)的專業(yè)人士，工地現(xiàn)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(guān)學(xué)習(xí)，取得大專以上畢業(yè)證，在工地上有著多年實踐施工或測量經(jīng)驗的人，這種人有些通過努力學(xué)習(xí)取得了相關(guān)工程師證書，有些人沒有取得相關(guān)工程師證，但測量技術(shù)過硬；另一種人就是半路出家，沒有什么較高的文憑學(xué)歷，在工地上從師學(xué)藝，練就精尖測量技術(shù)。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(huán)境下進行，對身體素質(zhì)、抗疲勞能力要求更高，只要日積月累地進行測量內(nèi)、外業(yè)工作處理，必成大家。

二、測量工作的儀器設(shè)備

隨著科技的進步，測量儀器設(shè)備也日益高科技化，更新?lián)Q代快，智能化水平高，操作方便簡捷、精度穩(wěn)定度高。用于前期導(dǎo)線測量可采用全站儀和GPS衛(wèi)星定位儀，用全站儀進行導(dǎo)線點的測設(shè)，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(xiàn)完全通視；在科技的創(chuàng)新進步下，GPSRTK衛(wèi)星定位系統(tǒng)已經(jīng)成熟穩(wěn)定，能很好地滿足靜態(tài)控制的精度要求；大地自動安平水準(zhǔn)儀可以滿足四等水準(zhǔn)的測量要求?？傮w來說借助于全站儀、GPS-RTK、水準(zhǔn)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(xié)同使用。當(dāng)然這些儀器必須每年在國家資質(zhì)單位標(biāo)定后使用，使用過程中還需經(jīng)常進行校檢，愛護保養(yǎng)好儀器，防止影響儀器正常使用的不正常因素發(fā)生。當(dāng)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(guān)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(zhǔn)地開展。

三、前期測量的主要工作內(nèi)容

公路工程前期測量工作主要包括設(shè)計控制點的交樁接樁、控制點的復(fù)測、加密觀測、整理測量觀測數(shù)據(jù)并進行平差、出具測量成果。這里講的控制點包括坐標(biāo)系統(tǒng)的導(dǎo)線點和高程系統(tǒng)的水準(zhǔn)點。

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

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

四、前期測量的外業(yè)工作

測量外業(yè)工作是在工地現(xiàn)場實地數(shù)據(jù)采集和放樣的過程， 測量外業(yè)主要實現(xiàn)兩個方面的目的，一是將現(xiàn)場實際的原地形特征數(shù)據(jù)通過測量轉(zhuǎn)化成地形圖、設(shè)計圖的過程，另一方面則是將設(shè)計圖上設(shè)計的方案、構(gòu)造轉(zhuǎn)變成既定的現(xiàn)場新建構(gòu)筑物。通俗地講通過現(xiàn)實轉(zhuǎn)化成了理想，讓理想成為了現(xiàn)實。施工測量就是按照設(shè)計圖紙將設(shè)計的建筑物位置、形狀、大小及高程在地面上標(biāo)定出來，也就是一個實現(xiàn)理想的過程。其工作主要是坐標(biāo)放樣系統(tǒng)和高程控制系統(tǒng)兩項內(nèi)容。

測量外業(yè)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(dǎo)線外業(yè)測量可根據(jù)儀器設(shè)備的先進程度，通過全站儀和GPS靜態(tài)控制實現(xiàn)。全站儀是全能型常規(guī)的測量設(shè)備，通過測量兩點間的平距、斜距、方位角完成導(dǎo)線觀測，但是全站儀測量受縱橫向通視和作業(yè)條件的限制，其作業(yè)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(tài)定位和動態(tài)定位模式，完成導(dǎo)線點的觀測。但GPS也有其使用的劣勢因素，在高大林地內(nèi)信號覆蓋不穩(wěn)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(gòu)筑物有鋼筋、鋼模等鋼性材料，會干擾信息，導(dǎo)致信號浮動或者精度不高，滿足不了施工要求。

水準(zhǔn)測量是用水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺測定地面上兩點間高差的方法。在地面兩點間安置水準(zhǔn)儀，觀測豎立在兩點上的水準(zhǔn)標(biāo)尺，按尺上讀數(shù)推算兩點間的高差。通常由水準(zhǔn)原點或任一已知高程點出發(fā)，沿選定的水準(zhǔn)路線逐站測定各點的高程。水準(zhǔn)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(shù)平差，測量前規(guī)劃好水準(zhǔn)路線，采用相應(yīng)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(fù)核土石方工程數(shù)量。原地面復(fù)測時山地丘陵地區(qū)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(shè)計圖上一般是20m每條，在復(fù)測過程中，應(yīng)結(jié)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(fù)測出來的土石方才能更真實、準(zhǔn)確地反映實際土石方量。原地面線的準(zhǔn)確性除了反映土石方量外，還可以準(zhǔn)確復(fù)核計算設(shè)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(fù)核計算沿線結(jié)構(gòu)物的基礎(chǔ)埋設(shè)是否合理。

五、前期測量的內(nèi)業(yè)工作

導(dǎo)線測量的內(nèi)業(yè)計算主要用準(zhǔn)確的外業(yè)觀測記錄，計算出各條導(dǎo)線點的平面坐標(biāo)X、Y，計算前要檢查外業(yè)數(shù)據(jù)是否齊全、完整，觀測成果是否滿足精度要求，規(guī)劃好導(dǎo)線的起、閉合線路。閉合導(dǎo)線的坐標(biāo)計算可借助坐標(biāo)計算軟件，計算和調(diào)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(shù)、求得改正后的水平角、推算坐標(biāo)方位角、計算坐標(biāo)增量，調(diào)整閉合差，計算出導(dǎo)線點的坐標(biāo)；附合導(dǎo)線坐標(biāo)計算與閉合導(dǎo)線計算基本相同，計算和調(diào)整角度閉合差、坐標(biāo)增量閉合差計算，最后計算出附合導(dǎo)線的坐標(biāo)；支導(dǎo)線的計算，因為支導(dǎo)線沒有核檢條件，沒有閉合差的概念，也不需要改正導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角和坐標(biāo)增量，通過轉(zhuǎn)折角推算坐標(biāo)方位角，根據(jù)方位角和邊長計算坐標(biāo)增量，從而計算出支導(dǎo)線的坐標(biāo)。

GPS靜態(tài)測量導(dǎo)線的數(shù)據(jù)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(zhǔn)確計算，一般采用LGO軟件處理，導(dǎo)入原始數(shù)據(jù)、通過基線處理和網(wǎng)平差，LGO軟件不僅能完成控制網(wǎng)的約束平差，還能進行坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。當(dāng)然，市面上基本上每款GPS儀器都有其公司開發(fā)研究的數(shù)據(jù)處理程序軟件，用起來也很方便。

閉合水準(zhǔn)或附合水準(zhǔn)路線內(nèi)業(yè)工作，通過整理外業(yè)觀測數(shù)據(jù)，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(shù)、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(nèi)業(yè)工作一般將測量原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入電腦后，通過南方CASS軟件或其他公路設(shè)計軟件處理，可以自動出具平距與高差，或平距與高程的數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)點位與路中線或前一點的位置和高差關(guān)系自動生成出地面線，繼而將生成的復(fù)測地面線套入至設(shè)計橫斷面CAD圖中，可以清晰判斷復(fù)測地面線與設(shè)計地面線的偏差關(guān)系，從而計算出土石方工程數(shù)量的偏差大小。

當(dāng)然所有的內(nèi)業(yè)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(jiān)理復(fù)核認(rèn)可后，才能在施工中應(yīng)用。

六、結(jié)語

公路工程施工前期測量工作是整個施工階段的基礎(chǔ)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(zhì)量直接決定路線線型和高程系統(tǒng)的質(zhì)量，是指導(dǎo)施工階段測量工作的基礎(chǔ)。測量工作質(zhì)量高低直接影響施工單位的經(jīng)濟利益和社會效益，因此要發(fā)揮測量這雙“眼睛”的重要作用，拒絕沒有測量就是沒有目標(biāo)沒有方向的“瞎”搞工程，同時呼吁工程建設(shè)相關(guān)管理人員和測量工作者重視測量工作。