山區(qū)公路外業(yè)勘測要點分析

陳 霄

(黔南州交通設(shè)計院)

1 工程實例概述

我院承擔(dān)測設(shè)的“平塘縣掌布至貴定縣鐵廠公路”是一段貴州山區(qū)公路測量項目。該公路為三級公路，全長25 km。路線所經(jīng)之處均為貴州典型的山嶺重丘區(qū)。

本項目地處貴州苗嶺山脈，屬云貴高原東南坡向廣西丘陵過渡地帶。測區(qū)大地構(gòu)造屬揚子準(zhǔn)地臺黔南臺陷貴定南北向構(gòu)造變形區(qū)。其間溝壑縱橫，峰巒疊嶂，千米以上高峰較多，山地山體陡峭，地形起伏較大，相對高差500～1 000 m，山地自然坡度達30°以上，局部陡壁坡度可達50°以上。丘陵坡地主要分布在山脈的坡腳與河流階地的交界處，其天然坡度為15～30°，一般海拔均在600～1 000 m以上，相對高差150～500 m。復(fù)雜的地形地貌給測量工作提出了極高的技術(shù)質(zhì)量要求。

2 地面控制外業(yè)勘測

(1)用于測定路線偏角的交點間距應(yīng)盡量滿足三級公路的要求，樁點穩(wěn)固且將來易于保存，盡可能選取位置靠近橋隧的點。

(2)導(dǎo)線點應(yīng)遠離線路中線平坦、穩(wěn)固處，防止施工影響致使樁志破壞。導(dǎo)線點應(yīng)視野開闊，通視良好，視線超越和旁離障礙物1 m以上，應(yīng)注意旁折光的影響。

(3)橋隧相連的建筑密集區(qū)，為保證線路成果可靠性，應(yīng)布設(shè)成雙導(dǎo)線，一條在線路上，另一條離開線路選點，每個導(dǎo)線環(huán)最多不超過8條邊。

(4)路基段導(dǎo)線形式一般為單導(dǎo)線即可，并將線路切線點、水準(zhǔn)點連起來。其導(dǎo)線邊長不小于100 m，同時受點位使用方便性和三角高程測量限制也不宜大于800 m。

(5)道路過高處應(yīng)將導(dǎo)線布設(shè)成多個三角形或大地四邊形，導(dǎo)線點分布在道路左右兩側(cè)。應(yīng)考慮到導(dǎo)線點放樣墩臺的交會條件，控制網(wǎng)導(dǎo)線點個數(shù)不能太少，最好能保證每個墩臺至少能有三個導(dǎo)線點來交會放樣。

(6)隧道控制網(wǎng)應(yīng)結(jié)合隧道長度、平面形狀、線路通過地區(qū)的地形和環(huán)境等條件來考慮。隧道洞口布設(shè)成三角鎖，然后用雙導(dǎo)線沿線路中線將每個洞口相連，一條主要由線路中線點組成，另一條在中線點旁布設(shè)。越嶺較困難隧道也可偏離中線布設(shè)導(dǎo)線。洞口地面點應(yīng)考慮洞口施工場地的布置情況，盡量避免將來導(dǎo)線點被破壞或視線被遮擋的情況。隧道控制網(wǎng)中每個導(dǎo)線環(huán)邊數(shù)不超過6條，邊長不小于200 m，洞口用于進洞定向邊不小于300 m。

3 地面交點和轉(zhuǎn)點的測定

3.1 交點的測設(shè)

在公路外業(yè)勘測時，需要確定路線的轉(zhuǎn)折點。這些轉(zhuǎn)折點是路線改變方向時相鄰兩直線的延長線相交的點，稱之為交點。對于山區(qū)公路地形復(fù)雜的地段，需在帶狀地形圖上進行紙上定線，然后把紙上定好的路線放到地面上，一般采用下述方法標(biāo)定交點位置。

圖1 交點測設(shè)示意圖

(1)將經(jīng)緯儀安置于ZD2上，盤左照準(zhǔn)后視點ZD1，倒轉(zhuǎn)望遠鏡，沿視線方向在交點概略位置前后打下兩樁a1、b1(稱為騎馬樁)，并在樁頂分別標(biāo)出其中心位置，盤右位置仍照準(zhǔn)ZD1，倒轉(zhuǎn)望遠鏡，在騎馬樁a2、b2上標(biāo)出其中心位置。

(2)取a1與a2的中點a和b1與b2的中點b作為騎馬樁的使用點位，這種延長直線的方法稱為正倒鏡分中法。

(3)再將經(jīng)緯儀安置于ZD3點，后視ZD4，用正倒鏡分中法延長直線與a、b兩點連線相交，在相交處打樁標(biāo)定點位JD，此點JD即為路線交點位置。

3.2 轉(zhuǎn)點的測設(shè)

在相鄰交點間距離較遠或不通視的情況下，需在其連線上測設(shè)一些供放線、交點、測角、量距時照準(zhǔn)之用的點，這樣的點稱為轉(zhuǎn)點。

圖2 轉(zhuǎn)點測設(shè)示意圖

其測設(shè)方法如圖2所示，JD5、JD6為相鄰不通視的交點，ZD'為初定轉(zhuǎn)點，先將經(jīng)緯儀安置于ZD'，后視JD5，用正倒鏡分中法得JD'6，用視距法測定前后交點與ZD'的視距分別為a、b。如果JD6與JD6的偏差f，則ZD'應(yīng)橫移的距離 e可用下式計算

按計算值e移動ZD'定出ZD，然后將儀器移至ZD，檢查ZD是否位于兩交點之連線上，如果偏差在容許范圍內(nèi)，則ZD可作為JD5與JD6間的轉(zhuǎn)點。

4 全站儀的使用

4.1 全站儀

山區(qū)公路測量中，放樣和測量是貫穿在整個工程中的，每一個點都是關(guān)鍵。測量數(shù)據(jù)的采集和數(shù)據(jù)處理的效率關(guān)系著工程能否在合同期內(nèi)完成，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性也決定著工程建設(shè)的質(zhì)量。

傳統(tǒng)的測量手段是前方交會，此種放樣手段需要人為估算，精度低，并且耗費人力。隨著全站儀技術(shù)的發(fā)展，全站儀的應(yīng)用越來越廣，已經(jīng)在許多工程建設(shè)中普及，逐步取代經(jīng)緯儀以及鋼尺等測量手段。特別在山區(qū)的高速公路測量中，全站儀可以快捷的架設(shè)儀器，而且定后視也很方便，因此能夠快速進入工作狀態(tài)，提從而高作業(yè)效率。特別在雜草樹叢較多的山區(qū)，即使是GPS也不能與其相提并論。

4.2 全站儀測量的特點

(1)儀器操作簡單、高效。全站儀具有現(xiàn)代測量工作所需的所有功能。

(2)快速安置:簡單的整平和對中后，儀器一開機后便可工作。儀器具有專門的動態(tài)角掃描系統(tǒng)，因此無需初始化。關(guān)機后仍會保留水平和垂直度盤的方向值。

(3)適應(yīng)性強:它們經(jīng)受過全面的測試以適應(yīng)各種作業(yè)條件，能在惡劣的環(huán)境下完成作業(yè)任務(wù)。

(4)具有雙向通訊功能，可將數(shù)據(jù)傳輸給外部計算機，也可接收外部計算機的指令和數(shù)據(jù)。

(5)可提供三維坐標(biāo)，精度可以達到毫米級，甚至更高。

4.3 全站儀的勘測要點

測設(shè)前首先要對全站儀進行三項參數(shù)設(shè)置，分別是儀器加常數(shù)、棱鏡加常數(shù)和大氣改正設(shè)置。進行具體的勘測時要對全站儀進行如下設(shè)置。

(1)架設(shè)測站儀器:將腳架均勻伸開，放上儀器，對中，整平儀器，再對中，精平，最后再次確認(rèn)測站中心點在光學(xué)對中器十字絲中央，并輸入測站和后視點坐標(biāo)。

(2)架設(shè)后視點儀器:一般采用跟蹤桿，對準(zhǔn)后視點十字絲中央，讓氣泡居中即可。

(3)定后視:使全站儀的目鏡中的十字絲卡著后視點棱鏡中央，只要最后的X、Y、H每個坐標(biāo)偏差不超過2 mm即可完成后視定向。

(4)數(shù)據(jù)采集和放樣:當(dāng)計算測量坐標(biāo)在施工坐標(biāo)中的具體位置時(在檢驗?zāi)０迤屏繒r應(yīng)用到的特別多)，只需直接測量前視棱鏡所在的位置點坐標(biāo)即可。當(dāng)進行道路放線、橋樁定位時，依據(jù)設(shè)計坐標(biāo)，進行極坐標(biāo)放樣，待放點做上記號時就完成任務(wù)。

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［1］康亮，王海平，姜永福.GPS技術(shù)在公路測量中的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景概述［J］.科技廣場，2011，(2):72-74.

［2］劉勤.淺談公路工程測量［J］.科技信息，2011，(18):487-488.