調水工程施工測量步驟研究論文

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論文關鍵詞：大型調水工程測量控制網施工放樣一體化

論文摘要：結合南水北調某渠道項目施工測量控制網的布設方案,總結了大型調水工程施工測量的步驟和方法,并提出了在工程施工測量工作中聯合使用AutoCAD和全站儀可真正實現測量工作內外業管理的一體化。

在工程規劃設計階段,需建立測圖控制網以保證最大比例尺測圖的需要;在工程實施階段,需建立施工控制網以控制工程的總體布置和各建筑物軸線之間的相對位置,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,用來觀測建筑物的變形情況以評估工程質量,保證安全運營,分析變形規律及進行相應的科學研究。無論是規劃設計階段還是工程實施階段,為工程建設測量需要而建立的各種控制測量網都是工程建設中各項測量工作的基礎,其成果的精度、可靠性將直接關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濟性分析提供原始數據。因此,在工程實施當中如何將測量外業與測量內業工作有機地統一起來,及時、準確地為經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。以南水北調某渠道項目(以下簡稱本工程)為例說明大型調水工程施工測量內外業資料管理一體化的步驟及方法。

1測區及工程簡介

大型調水工程一般因其范圍廣,跨地區、跨流域的原因,其所經過地區往往地形地貌差異很大,這也給測量工作帶來了很多困難。本工程為南水北調中線干線工程中典型的渠道項目,全長4.8km。其中有交叉公路建筑物6座,另外在靠近標段起點段處有一中心線半徑為500m、中心角度為25°20′的圓弧段,渠底設計縱坡為1/25000,設計底寬13.5m,過水斷面邊坡系數為3.0。本工程位于石家莊市近郊,其平面控制系統為1954北京坐標系1°分帶的第114帶,高程控制系統為1985國家高程基準。本工程測區為一長約5km、寬約140m的狹長地帶,由于本工程在實施階段將在渠道兩側堆放大量的挖方棄土,使得測區通視條件較差,故該工程測量工作的難點是測量控制網點的布設、圓弧段及渠底縱坡的施工控制。

2現有成果的分析使用

施工測量工作啟動前,應首先對監理機構所提供的測量基準控制點、水準點的測量精度進行校測并對其資料和數據的準確性進行復核。在進行測量控制網選點布設前應進行現場踏勘、找點選線并應充分利用已有的地形地貌資料,制定經濟合理的技術方案,編寫有針對性的施測計劃及施測方法。

本工程測區內有監理機構移交的測量基準點4個,為C級GPS控制點,分別為H02、H04、H05、IIML112,其坐標為1954北京坐標系1°分帶的第114帶;另有國家二等水準點5個,分別為H02、H04、H05、IIML111、IIML112,均為1985國家高程基準點,以上基準點成對分布于渠道兩側。

根據《CH2001-92全球定位系統(GPS)測量規范》中的要求,C級GPS控制點精度指標表現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點間實測距離與根據兩點間坐標反算距離之間的誤差是否滿足規范要求即可;根據《國家一、二等水準測量規范》(GB12897-91)中的要求,水準點精度校測可在兩相鄰水準點間建立符合水準測量導線并將其符合差與規定的限差相比較。據此可對該平面基準點進行校測。

3測量控制網的布設

3.1測量控制網布設的一般要求

施工測量控制網用以控制工程的總體布置和各建筑物軸線之間的相對位置并滿足施工放樣的需要,其布設是整個測量工作中的首要任務,其精度將直接影響以后工程中的放樣與施工控制精度。由于大型調水工程一般渠線較長,往往穿越農田或林帶、居民點等,在進行測量控制網布設前,應根據已有的地形地貌資料先進行室內選線后再進行外業選線、布設。室外選線時應注意觀察沿線的地形、地貌情況,并做好記錄,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圍。

(2)導線點應選擇在土質堅硬而且安全的地方,以便能將導線點長期保存和使用。

(3)導線點應選擇在地勢較平坦,利于安放測量儀器的地方。

(4)導線邊長應大致相等,相鄰邊長差不宜過大且使導線點均勻分布在整個測區內。

(5)導線點應優先選擇在工程永久占地范圍內,應根據施工組織的安排,埋樁位置應與施工作業互不干擾且不宜被破壞。

(6)導線點埋設處應做好點之記。

3.2控制網整體布設方案

本工程測區為一長5km、寬約140m的狹長地帶,5個測量基準點中有4個成對分布于渠道兩側,另一個靠近渠尾。考慮到施工階段渠道右側將堆放大量的挖方棄土,本工程測量控制網布設為直伸型附和導線控制網。由于測量控制基準點均含有平面坐標和高程坐標,本工程建立了三維測量控制網。

本工程測量控制網中附和導線總長約7km,平均邊長500m,中間加密18個導線樁。根據測區已有的高程基準點分布情況,將本工程測區內高程控制分上、下游兩段布設附和水準路線,構成基本高程控制網。沿基本高程控制網將高程引測到臨時性作業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測量控制網的精度估算和最優化設計

大型調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據誤差不可能完全消除,為此,在控制網布設后需要對其精度進行估算以優化控制網布設方案。對于直伸型附和導線控制網來說,附和導線精度最弱點位于導線中點處,對于該類型的控制網,可采用近似等邊直伸導線最弱點點位誤差估算方法進行估算。

4內外業資料管理的一體化

內業資料應該是外業工作的真實記錄和體現,然而在工程建設當中,內業工作長期得不到應有的重視,“重外輕內”的思想在施工管理中更是普遍現象。如何管理好整個工程的內業資料是一個非常重要的問題,測量工作作為工程建設當中各種量化手段的基礎,其內業資料的管理尤其重要。

測量工作內外業資料較多,可謂紛繁復雜。減少外業人員的記錄、數據整理及計算的工作量;保證內業人員計算數據的正確性和可靠性;提高測量工作的效率是保證工程順利進行的基礎。實現測量工作內外業資料管理的一體化是基礎。

4.1內業資料管理的標準化

大型調水工程由于測量任務大、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,可依據工程特點及測量工作的要求制定出各種類型的標準原始數據記錄表格、內業分析與計算表格及成果上報表格等。

4.2內業計算及成果歸檔的制度化

測量外業開始前,內業工作應先詳細了解施測區域及沿線的地形、地貌情況。對于新建項目應察看其是否穿越農田或林帶、居民點等;對于改建項目應查看其已建構筑物的使用狀況,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以編制作業計劃及施測方案。

測量外業完成后,內業工作首先應全面檢查外業觀測數據有無遺漏,記錄、計算是否正確,成果是否符合規范的要求等,當發現記錄、計算有錯時,不要改動原始數據,而是要認真地反復校核;其次,要根據已知數據和觀測結果繪制外業成果注記圖,當確定外業成果符合規范及工程使用要求后,才可進行內業分析、計算,并及時地將成果歸檔。

4.3內外業資料管理的一體化

隨著計算機技術的發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用,使得當今的施工測量與傳統的施工測量相比有了明顯的改進,利用當今比較成熟的繪圖軟件—AutoCAD及全站儀聯合作業,可以非常容易、迅速地進行工程施工測量作業。

由于AutoCAD本身強大的數字成圖功能及高精度的數學計算能力,使得人們在使用該軟件時能輕松地將一些復雜而繁瑣的數學問題轉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AutoCAD中世界坐標系來實現與測量中的大地坐標系完全對應,可以實現測量工作內外業管理的一體化。

5結束語

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,即先在施工現場建立統一的平面控制網和高程控制網,然后以此為基準,測設出各個建筑物的平面位置和高程。大型調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面積狹小而增加了測量的難度。此外,大型調水工程一般質量要求高,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外業管理統一起來,將控制網數據輸入到AutoCAD中便可很方便地讀出施工控制的一系列數據,從而真正實現了測量工作內外業管理。