全站儀測量與變換施工坐標技術(shù)在京石段的應用

□劉 旭（河南天地工程咨詢有限公司）

□張 宏（信陽市浉河區(qū)水利局）

□劉 娟（信陽市南灣水庫管理局）

一、概述

南水北調(diào)中線京石段應急供水工程（北京段）惠南莊～大寧段PCCP工程，上接惠南莊，下接大寧調(diào)壓池，全線輸水長度56.359km。供水管道為2排內(nèi)徑為4m的PCCP管道，南水北調(diào)中線一期工程北京段PCCP管道鋪設(shè)工程使用的是4m直徑埋置式PCCP。

整個工程分為6個標段。本公司承接其中第三標段PCCP管道施工，樁號為HD25＋500～HD33+200，中心線水平投影長度為7.7km，其中除水平鎮(zhèn)墩外全部以直線形式鋪設(shè)。

二、施工控制測量

依據(jù)南水北調(diào)中線干線工程施工測量的精度要求，平面控制網(wǎng)確定采用四等導線測量。

根據(jù)本工程的實際經(jīng)驗得到以下結(jié)論：管道工程施工范圍為帶狀分布且戰(zhàn)線較長決定了導線點站數(shù)較多且在工程后期破壞較嚴重，溝槽外側(cè)有堆土區(qū)工程后期容易造成不通視等不利影響，故導線點應選擇在地勢較高便于保存遠離溝槽80m以上的較堅硬不易破壞的地點。受儀器2C影響，測角時天氣不宜過熱或風力過大或有任何障礙物，否則影響測角精度，可采用在天氣較好的情況或增加測回數(shù)的方法克服以上不利因素。受儀器指標差影響，測量作業(yè)時高差不宜過大，否則影響投點精度，一般＜10m，可采用在溝槽內(nèi)加密導線點平差后直接用加密導線點在溝槽內(nèi)直接放樣的方法克服以上不利因素，并應與相鄰控制點聯(lián)測。

表1 儀器配備表

三、直線段施工放樣測量

（一）測量中應用的公式：

（二）測量中應用以上公式將大地坐標轉(zhuǎn)化為施工坐標

圖1 大地坐標轉(zhuǎn)化為施工坐標圖

（三）具體操作方法

根據(jù)測量經(jīng)驗和卡西歐fx-4500p計算器程序設(shè)計技巧，編制出能快捷、方便的完成渠道土方開挖、管道安裝、土方填筑測量中復雜、重復的數(shù)據(jù)計算，提高了精度和測量速度。

源程序清單：

程序說明：

N：原點大地坐標x軸；

E：原點大地坐標y軸；

A:原點方位角；

F：＝1時大地坐標轉(zhuǎn)換為施工坐標，≠1施工坐標坐標轉(zhuǎn)換為大地坐標；

X1:任意點計算后坐標x軸；

Y1:任意點計算后坐標y軸。通過上式可實現(xiàn)大地坐標和施工坐標的相互轉(zhuǎn)換（F值＝1或≠1）。

（四）計算實例

在承接其中第三標段PCCP管道施工過程中，渠道土方開挖、管道安裝、土方填筑測量作業(yè)除平面鎮(zhèn)墩外全部使用大地坐標換為施工坐標的方法施測，如原始橫斷面測量、渠道開口線放樣、渠道成型驗收、管道中心線投點放樣等。具體數(shù)據(jù)如下算例：

如3BM6大地坐標為X值284833.995；Y值470967.473經(jīng)卡西歐fx-4500p計算器應用本程序計算得：IP33（HD32+198.72）～HD33+200軸施工坐標為X值32891.602；Y值106.229,后視3BM5則：

溝槽軸線放樣數(shù)據(jù)X值為任意點樁號如HD32+980；Y值為0。管道安裝軸線放樣數(shù)據(jù)X值為任意點樁號；Y值為左側(cè)-3.05，右側(cè)為 3.05。

表2 計算數(shù)據(jù)表

四、工程實施效果

2006年7月工程正式開始測量放樣，截至目前第三標段PCCP管道施工、土石方開挖、管道安裝基本結(jié)束。誤差值見表3：

表3 誤差值表

經(jīng)過工程測量放樣及施工過程中的測量控制，管道工程貫通后的極限誤差值均滿足規(guī)范要求，全站儀利用施工坐標測量直線段配合卡西歐fx-4500p計算器變換坐標程序,提高了測量速度;降低了測量人員的工作強度,如可直接測量出溝槽的里程、偏距是否夠?qū)挕⒈ＷC放樣點在同一樁號等，為今后的測量工作積累了一定經(jīng)驗。

五、結(jié)論

實踐證明，全站儀技術(shù)利用施工坐標測量直線段配合卡西歐fx-4500p計算器變換坐標程序測量渠道，使用簡單，功能齊全。特別適用于地形復雜、險峻、變化較大的施工現(xiàn)場的數(shù)據(jù)計算及放樣工作，完全滿足精度要求，可大幅提高測量速度，具有較高的實用價值。