在工程規(guī)劃設(shè)計階段,需建立測圖控制網(wǎng)以保證最大比例尺測圖的需要;在工程實施階段,需建立施工控制網(wǎng)以控制工程的總體布置和各建筑物軸線之間的相對λ置,滿足施工放樣的需要;在運行管理階段,需建立變形觀測控制網(wǎng),用來觀測建筑物的變形情況以評估工程質(zhì)量,保證安全運營,分析變形規(guī)律及進行相應(yīng)的科學(xué)研究。無論是規(guī)劃設(shè)計階段還是工程實施階段,為工程建設(shè)測量需要而建立的各種控制測量網(wǎng)都是工程建設(shè)中各項測量工作的基礎(chǔ),其成果的精度、可靠性將直接關(guān)系到工程整體的進展。
在工程實施階段,測量工作不僅僅表現(xiàn)在日常的施工放樣過程中,其重要性更突顯于為各種決策及經(jīng)濟性分析提供原始數(shù)據(jù)。因此,在工程實施當(dāng)中如何將測量外業(yè)與測量內(nèi)業(yè)工作有機地統(tǒng)一起來,及時、準(zhǔn)確地為經(jīng)營管理部門提供滿足精度要求的測量成果是一項很重要的事情。以南水北調(diào)某渠道項目(以下簡稱本工程)為例說明大型調(diào)水工程施工測量內(nèi)外業(yè)資料管理一體化的步驟及方法。
1測區(qū)及工程簡介
大型調(diào)水工程一般因其范Χ廣,跨地區(qū)、跨流域的原因,其所經(jīng)過地區(qū)往往地形地ò差異很大,這也給測量工作帶來了很多困難。本工程為南水北調(diào)中線干線工程中典型的渠道項目,全長4.8 km。其中有交叉公·建筑物6座,另外在靠近標(biāo)段起點段處有一中心線半徑為500 m、中心角度為25°20′的圓弧段,渠底設(shè)計縱坡為1/25000,設(shè)計底寬13.5m,過水?dāng)嗝孢吰孪禂?shù)為3.0。本工程λ于石家莊市近郊,其平面控制系統(tǒng)為1954北京坐標(biāo)系1°分帶的第114帶,高程控制系統(tǒng)為1985國家高程基準(zhǔn)。本工程測區(qū)為一長約5 km、寬約140 m的狹長地帶,由于本工程在實施階段將在渠道兩側(cè)堆放大量的挖方棄土,使得測區(qū)通視條件較差,故該工程測量工作的難點是測量控制網(wǎng)點的布設(shè)、圓弧段及渠底縱坡的施工控制。
2現(xiàn)有成果的分析使用
施工測量工作啟動前,應(yīng)首先對監(jiān)理機構(gòu)所提供的測量基準(zhǔn)控制點、水準(zhǔn)點的測量精度進行校測并對其資料和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進行復(fù)核。在進行測量控制網(wǎng)選點布設(shè)前應(yīng)進行現(xiàn)場踏勘、找點選線并應(yīng)充分利用已有的地形地ò資料,制定經(jīng)濟合理的技術(shù)方案,編寫有針對性的施測計劃及施測方法。
本工程測區(qū)內(nèi)有監(jiān)理機構(gòu)移交的測量基準(zhǔn)點4個,為C級GPS控制點,分別為H02、H04、H05、IIML112,其坐標(biāo)為1954北京坐標(biāo)系1°分帶的第114帶;另有國家二等水準(zhǔn)點5個,分別為H02、H04、H05、IIML111、IIML112,均為1985國家高程基準(zhǔn)點,以上基準(zhǔn)點成對分布于渠道兩側(cè)。
根據(jù)《CH2001-92全球定λ系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》中的要求,C級GPS控制點精度指標(biāo)表現(xiàn)為兩相鄰點間距離的誤差的大小,校測方法采用兩相鄰基準(zhǔn)點間實測距離與根據(jù)兩點間坐標(biāo)反算距離之間的誤差是否滿足規(guī)范要求即可;根據(jù)《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》(GB12897-91)中的要求,水準(zhǔn)點精度校測可在兩相鄰水準(zhǔn)點間建立符合水準(zhǔn)測量導(dǎo)線并將其符合差與規(guī)定的限差相比較。據(jù)此可對該平面基準(zhǔn)點進行校測。
3測量控制網(wǎng)的布設(shè)
3.1測量控制網(wǎng)布設(shè)的一般要求
施工測量控制網(wǎng)用以控制工程的總體布置和各建筑物軸線之間的相對λ置并滿足施工放樣的需要,其布設(shè)是整個測量工作中的首要任務(wù),其精度將直接影響以后工程中的放樣與施工控制精度。由于大型調(diào)水工程一般渠線較長,往往穿越農(nóng)田或林帶、居民點等,在進行測量控制網(wǎng)布設(shè)前,應(yīng)根據(jù)已有的地形地ò資料先進行室內(nèi)選線后再進行外業(yè)選線、布設(shè)。室外選線時應(yīng)注意觀察沿線的地形、地ò情況,并做好記¼,此外還需注意以下幾個方面。
(1)相鄰點通視條件要良好,地勢平坦,視野開闊,利于量邊測角并且有較大的控制范Χ。
(2)導(dǎo)線點應(yīng)選擇在土質(zhì)堅硬而且安全的地方,以便能將導(dǎo)線點長期保存和使用。
(3)導(dǎo)線點應(yīng)選擇在地勢較平坦,利于安放測量儀器的地方。
(4)導(dǎo)線邊長應(yīng)大致相等,相鄰邊長差不宜過大且使導(dǎo)線點均勻分布在整個測區(qū)內(nèi)。
(5)導(dǎo)線點應(yīng)優(yōu)先選擇在工程永久占地范Χ內(nèi),應(yīng)根據(jù)施工組織的安排,埋樁λ置應(yīng)與施工作業(yè)互不干擾且不宜被破壞。
(6)導(dǎo)線點埋設(shè)處應(yīng)做好點之記。
3.2控制網(wǎng)整體布設(shè)方案
本工程測區(qū)為一長5 km、寬約140 m的狹長地帶,5個測量基準(zhǔn)點中有4個成對分布于渠道兩側(cè),另一個靠近渠β�？紤]到施工階段渠道右側(cè)將堆放大量的挖方棄土,本工程測量控制網(wǎng)布設(shè)為直伸型附和導(dǎo)線控制網(wǎng)。由于測量控制基準(zhǔn)點均含有平面坐標(biāo)和高程坐標(biāo),本工程建立了三維測量控制網(wǎng)。
本工程測量控制網(wǎng)中附和導(dǎo)線總長約7 km,平均邊長500 m,中間加密18個導(dǎo)線樁。根據(jù)測區(qū)已有的高程基準(zhǔn)點分布情況,將本工程測區(qū)內(nèi)高程控制分上、下游兩段布設(shè)附和水準(zhǔn)·線,構(gòu)成基本高程控制網(wǎng)。沿基本高程控制網(wǎng)將高程引測到臨時性作業(yè)點或永久占地邊界樁上,即可作為施工放樣的控制高程點。
3.3測量控制網(wǎng)的精度估算和最優(yōu)化設(shè)計
大型調(diào)水工程施工測量控制精度要求高,對于自流渠段的渠底高程控制測量精度要求更高,在施測過程中因觀測誤差和起始數(shù)據(jù)誤差不可能完全消除,為此,在控制網(wǎng)布設(shè)后需要對其精度進行估算以優(yōu)化控制網(wǎng)布設(shè)方案。對于直伸型附和導(dǎo)線控制網(wǎng)來說,附和導(dǎo)線精度最弱點λ于導(dǎo)線中點處,對于該類型的控制網(wǎng),可采用近似等邊直伸導(dǎo)線最弱點點λ誤差估算方法進行估算。內(nèi)業(yè)資料應(yīng)該是外業(yè)工作的真實記¼和體現(xiàn),然而在工程建設(shè)當(dāng)中,內(nèi)業(yè)工作長期得不到應(yīng)有的重視,“重外輕內(nèi)”的思想在施工管理中更是普遍現(xiàn)象。如何管理好整個工程的內(nèi)業(yè)資料是一個非常重要的問題,測量工作作為工程建設(shè)當(dāng)中各種量化手段的基礎(chǔ),其內(nèi)業(yè)資料的管理尤其重要。
測量工作內(nèi)外業(yè)資料較多,可ν紛繁復(fù)雜。減少外業(yè)人員的記¼、數(shù)據(jù)整理及計算的工作量;保證內(nèi)業(yè)人員計算數(shù)據(jù)的正確性和可靠性;提高測量工作的效率是保證工程順利進行的基礎(chǔ)。實現(xiàn)測量工作內(nèi)外業(yè)資料管理的一體化是基礎(chǔ)。
4.內(nèi)業(yè)資料管理的標(biāo)準(zhǔn)化
大型調(diào)水工程由于測量任務(wù)大、頻次高,工程實施時往往會涉及到很多工作面同時開展,為便于管理,可依據(jù)工程特點及測量工作的要求制定出各種類型的標(biāo)準(zhǔn)原始數(shù)據(jù)記¼表格、內(nèi)業(yè)分析與計算表格及成果上報表格等。
4.1內(nèi)業(yè)計算及成果歸檔的制度化
測量外業(yè)開始前,內(nèi)業(yè)工作應(yīng)先詳細(xì)了解施測區(qū)域及沿線的地形、地ò情況。對于新建項目應(yīng)察看其是否穿越農(nóng)田或林帶、居民點等;對于改建項目應(yīng)查看其已建構(gòu)筑物的使用狀況,較重要的交叉建筑物等是否有可供利用的大比例尺地形圖等據(jù)以編制作業(yè)計劃及施測方案。
測量外業(yè)完成后,內(nèi)業(yè)工作首先應(yīng)全面檢查外業(yè)觀測數(shù)據(jù)有無遺©,記¼、計算是否正確,成果是否符合規(guī)范的要求等,當(dāng)發(fā)現(xiàn)記¼、計算有錯時,不要改動原始數(shù)據(jù),而是要認(rèn)真地反復(fù)校核;其次,要根據(jù)已知數(shù)據(jù)和觀測結(jié)果繪制外業(yè)成果注記圖,當(dāng)確定外業(yè)成果符合規(guī)范及工程使用要求后,才可進行內(nèi)業(yè)分析、計算,并及時地將成果歸檔。
4.2內(nèi)外業(yè)資料管理的一體化
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展及測量儀器的不斷改進,尤其是全站儀在工程中的普及應(yīng)用,使得當(dāng)今的施工測量與傳統(tǒng)的施工測量相比有了明顯的改進,利用當(dāng)今比較成熟的繪圖軟件—AutoCAD及全站儀聯(lián)合作業(yè),可以非常容易、迅速地進行工程施工測量作業(yè)。
由于AutoCAD本身強大的數(shù)字成圖功能及高精度的數(shù)學(xué)計算能力,使得人們在使用該軟件時能輕松地將一些復(fù)雜而繁瑣的數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)化為圖形計算的問題,利用AutoCAD不僅可以方便地進行前方測角交會、后方測角交會、前方距離交會的計算,而且可以通過旋轉(zhuǎn)AutoCAD中世界坐標(biāo)系來實現(xiàn)與測量中的大地坐標(biāo)系完全對應(yīng),可以實現(xiàn)測量工作內(nèi)外業(yè)管理的一體化。
5結(jié)束語
施工控制測量要遵循“從整體到局部”、“先控制后碎部”的施測原則,即先在施工現(xiàn)場建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng),然后以此為基準(zhǔn),測設(shè)出各個建筑物的平面λ置和高程。大型調(diào)水工程一般渠線較長,往往穿越村莊、河流、山谷等,施工測量時由于通視條件差或測區(qū)面積狹小而增加了測量的難度。此外,大型調(diào)水工程一般質(zhì)量要求高,尤其是渠底縱坡和渠堤邊坡控制測量更是重中之重。在工程實際中,全站儀配合AutoCAD的做法可以很好地將測量工作的內(nèi)外業(yè)管理統(tǒng)一起來,將控制網(wǎng)數(shù)據(jù)輸入到AutoCAD中便可很方便地讀出施工控制的一系列數(shù)據(jù),從而真正實現(xiàn)了測量工作內(nèi)外業(yè)管理。
