論施工放樣方法

王三兵

（山西晉城路橋建設有限公司，山西 晉城 048000）

工程放樣工作是在現場確定構造物在平面或橢球面的三維位置，可歸結為在地面上測設出點的坐標和高程兩個問題。

1 傳統放樣

在傳統的工程放樣中，經緯儀的度盤讀數是從儀器中讀出來的，放樣方法通常采用極坐標法，用經緯儀進行水平角和豎直角的角度測量、用經緯儀進行定線和用皮尺或鋼尺進行量距，進而測設出點位，最后用水準儀、塔尺等工具測設出高程。通常，測設點的坐標和高程是分開進行的。測設點位的常用方法有：直角坐標法、極坐標法、角度交會法和距離交會法等。高程放樣最常用的是水準測量。

在傳統的工程放樣中，圓曲線和緩和曲線的放樣最為繁雜，我國多采用螺旋線作為緩和曲線，測設方法多采用切線支距法和偏角法。這些方法容易產生累積誤差，為了消除這些誤差，往往需要多次測量進行分配誤差，不但浪費了工時，而且精度不高，效率也低。

2 全站儀放樣

隨著高精度測量距離儀器的出現，發展到可以直接安置到傳統經緯儀上面的光電測距儀，這種裝置稱“半站儀”，從而實現了同時測角和量距的任務，再結合計算器可即時計算高差和所測設點的坐標，也可以進行設計點的放樣。放樣方法通常采用坐標放樣，有直角坐標法和極坐標法。這一放樣階段最大的特點就是度盤讀數、距離等是直接顯示在儀器的顯示屏上，能夠直接測出距離，使得測距效率高、精度高和測程遠，直接獲取放樣點的坐標就可以進行反算出實際點位與設計點位的差值。這在隧道的開挖和路基邊坡的開挖中應用最好，實時測出它是超挖還是欠挖，還可以計算該點在線路中的里程和偏置。下面是結合CASIOfx4850計算器的里程偏距正反算程序，說明平曲線的放樣步驟：首先將儀器置于控制點上；然后測出前視點坐標，把測出的坐標輸入計算器中，可反算出該點距線路中線的偏距和該點在中線上的正投影點的里程值；還可以根據此進行放出整樁號和整的偏置，最后根據所要放樣點對中線的偏距和里程并結合現場情況，確定前視點需要前后左右移動的距離，再次安置前視點，直至精確放出前視點。

隨著光電技術和計算機的發展，電子測距儀即全站儀（Total Station）的迅速發展取代了傳統的光學經緯儀，從而大大提高了測量距離的精度。計算機的使用為放樣數據的求取精度和求取工序做出了極大的貢獻，全站儀則在具體的放樣工作中簡化了放樣工作程序。現在各大廠商生產的全站儀，如徠卡、索佳、尼康、拓普康、捷創力天寶都配備有施工放樣模式，使用方法簡單易懂，下面簡述捷創力天寶600全站儀的放樣步驟：

2.1 放樣準備

（1）選擇、錄入放樣數據文件。①即設計圖紙中各段線元要素起點的坐標、切線方位角、樁號、長度、線元起點和終點的曲率半徑和偏置方向，可進行計算設計路線范圍內平面的任何點位坐標，也可進行反算測量點距線路中線的偏距和該點在中線上的正投影點的里程。②可錄入經常使用的坐標如每個橋位樁基中心點的坐標和每個涵洞基礎邊緣點的坐標等。

（2）選擇、錄入坐標數據文件。可進行測站坐標數據及后視坐標數據的調用，即施工控制點導線點坐標

（3）設置儀器：①選擇水平角顯示方式：選擇左角或右角；②儀器參數的設置：如大氣壓和溫度、棱鏡常數、傾角自動補償、測距模式（如精測、粗測或跟蹤測量）和測量次數。

（4）置測站點，輸入測站點坐標、儀器高和棱鏡高。

（5）置后視點，輸入后視點坐標，儀器可算出方位角，瞄準后視進行方位角的設置。

2.2 實施放樣

實施放樣有3種方法可供選擇，都可快速進行放樣。

（1）通過點號調用內存中的坐標值，如橋梁樁基中心點和基礎邊緣點坐標即可采用此方法。

（2）直接鍵入坐標值，放樣的點位較少的可采用此方法。（3）輸入里程樁號和偏置，路基的放樣即采用此方法。

3 RTK-GPS放樣

從傳統的放樣方法發展到全站儀放樣方法，放樣工序簡化了，精度提高了，但是這兩種方法都必須要求通視，而且要在待放樣的點上架置棱鏡。由于工地現場環境的復雜性，例如：堆料、施工機械、高差和場地等因素的影響，降低了勞動效率，而且放樣一個設計點往往需要來回移動目標，需2~3人參加操作。RTK（Real Time Kinematic）技術是實時處理兩個測站載波相位觀測的差分方法，即是將基準站采集的載波相位傳給移動站進行求差解算坐標。RTK技術的出現使施工放樣有了突破性的發展，不但克服了傳統放樣法和坐標放樣法的缺點，而且具有操作簡便、觀測時間短、定位精度高、無需通視、現場給出精確三維坐標并能實時放樣出三維坐標和全天候作業等優點。GPS接收機只要1min~3min就能進入RTK工作狀態，在此狀態下10 s內即可得到厘米級的點位精度。以華測X90雙頻RTK-GPS為例，簡單介紹RTK放樣作業流程：

（1）設置基準站和移動站：在任意點上架設接收機和天線，同時架設移動站的接收機和手薄，打開基準站和移動站的接收機和電臺，在RECON終端手薄上將室內設置的參數（坐標系統）讀入GPS接收機，選擇配置集，基準站GPS接收機通過轉換參數將相應坐標轉換為BEIJING-54坐標，同時連續接收所有可視GPS衛星信號，并通過電臺或GPRS將其測站坐標、觀測值、衛星跟蹤狀態及接收機工作狀態發射出去，待電臺指示燈顯示發出通訊信號后移動站即可開展工作，他們啟動后在手薄上輸入控制點的準確的相應坐標和高程，在控制點上測量該控制點的坐標，然后進行重設當地坐標。

（2）移動站工作：移動站接收機在跟蹤GPS衛星信號的同時也接收來自基準站的數據，進行處理獲得移動站的三維WGS-84坐標，最后通過與基準站相同的坐標轉換參數將實測坐標轉換為相應坐標，并實時顯示在移動站的RECON終端手薄上，接收機可將實時位置與設計值相比較，指導放樣的正確位置。

RTK技術特別適合道路、橋梁和隧道等大批量設計點位的放樣工作，尤其是道路邊樁、征地線等放樣。無需沿途布設圖根控制點，極大地降低勞動作業強度，從而減少野外砍伐工作量和施工控制網的布設密度，提高作業效率，一般GPS測量作業效率為常規測量方法的3倍以上，節約經費。由于其無需通視和可以單人作業更顯示出其優越性。GPS高精度高程測量是GPS測量應用的又一領域，華測公司的HCX90一體化藍牙RTK-GPS系統，RTK水平精度可達±（10+1*10^-6*D）mm；RTK垂直精度可達±（20+1*10^-6*D）mm；最大工作距離28 km，在10 km范圍內為最佳狀態。

3 結束語

隨著儀器不斷更新、改進和計算機的處理數據的廣泛應用，施工放樣工作越來越簡化，精度也越來越高。人們可以根據實際采用不同的放樣方式。對一些放樣點數少，又有相關地物點能保證精度的，可采用傳統的方法；對于精度要求高的，如隧道、橋梁等要采用全站儀和水準儀進行坐標和高程放樣；RTK-GPS在道路放樣方面突顯優勢，一套基準站可配多套流動站同時工作。幾種方法亦可以結合使用，例如利用RTK-GPS進行導線點的測量和加密，用全站儀進行放樣。

總之，現在的工程施工要求滿足更多的技術指標，放樣的技術也就和儀器的發展以及處理數據的新方法密切聯系，每一種方法都有優點和使用的范圍，靈活的應用可以提高生產效率。在放樣中，工作人員還要認真做好數據的分析工作，不斷地積累和探討在精度范圍內的放樣經驗，以精確、快速、實用為標準，滿足以后不斷進步的施工技術需要。