北京老城區(qū)市政道路工程施工和竣工測(cè)量的探討

霍 然

（北京建筑大學(xué)，北京100044）

1 北京老城區(qū)胡同道路改造的特殊性

市政工程測(cè)量是市政工程施工中一項(xiàng)非常重要的工作，在市政工程建設(shè)中有著廣泛的應(yīng)用，它服務(wù)于市政工程建設(shè)的每一個(gè)階段，貫穿于市政工程的始終。在工程勘測(cè)階段，測(cè)繪地形圖為規(guī)劃設(shè)計(jì)提供各種比例尺的地形圖和測(cè)繪資料；在工程設(shè)計(jì)階段，應(yīng)用地形圖進(jìn)行總體規(guī)劃和設(shè)計(jì)；在工程施工階段，要將圖紙上設(shè)計(jì)好的建筑物、構(gòu)筑物的平面位置和高程按設(shè)計(jì)要求測(cè)設(shè)于實(shí)地，以此作為施工的依據(jù)；在施工過(guò)程中的土方開(kāi)挖、基礎(chǔ)和主體工程的施工測(cè)量；在施工中還要經(jīng)常對(duì)施工和安裝工作進(jìn)行檢驗(yàn)、校核，以保證所建工程符合設(shè)計(jì)要求；施工竣工后，還要進(jìn)行竣工測(cè)量，施測(cè)竣工圖，供日后擴(kuò)建和維修之用；在工程管理階段，對(duì)建筑和構(gòu)筑物進(jìn)行變形觀測(cè)，以保證工程的安全使用。［1］。

從歷史文化街區(qū)形成的過(guò)程來(lái)看，胡同、街道與周圍建筑共同組合，形成了其特有的風(fēng)貌與景觀，它們之間有一種和諧的機(jī)理。以北京舊城區(qū)為例：道路平面整齊對(duì)稱，路網(wǎng)方正，功能明確，分布合理；空間立體主次分明，高低有序，綠地掩映，色調(diào)和諧。表現(xiàn)出其視野開(kāi)闊，胸懷博大，尊卑清晰，含蓄致遠(yuǎn)的內(nèi)涵。但是，隨著舊城的改造，街區(qū)內(nèi)插建了許多高層建筑，許多原來(lái)風(fēng)貌較好的地區(qū)均被成片的高樓大廈所代替，傳統(tǒng)的小尺度胡同也被寬敞的街道所取代，僅保留個(gè)別歷史建筑。胡同、街道與建筑格局的協(xié)調(diào)性被打破，歷史與文化的韻味蕩然無(wú)存。歷史文化街區(qū)保護(hù)不僅是對(duì)傳統(tǒng)建筑的保護(hù)，而且應(yīng)該是在現(xiàn)代文明的汽車交通進(jìn)入這些街區(qū)時(shí)，對(duì)胡同、街道與建筑共同形成的整體傳統(tǒng)風(fēng)貌的保護(hù)，這才是保護(hù)的真實(shí)內(nèi)涵。

從北京文保區(qū)胡同的發(fā)展歷史看，胡同寬度大多在7米以下，超過(guò)7米以上的道路一般為小街或大街，數(shù)量比較少。以北京文保區(qū)典型地區(qū)胡同系統(tǒng)為例，德內(nèi)地區(qū)，胡同寬度在5米以下的占到66.7% ，西四片區(qū)，胡同寬度在5米以下的占到70%。胡同與兩側(cè)建筑之間保持著一種尺度關(guān)系，如德內(nèi)地區(qū)的正覺(jué)胡同，寬度為6至7米，兩側(cè)建筑高為5至6米；該地區(qū)的興華胡同，寬度為5至7米 ，兩側(cè)建筑高為4至6米 ；現(xiàn)今保留完整的恭王府西側(cè)的柳蔭街，寬度為9米 ，兩側(cè)建筑高為6米，恭王府高為9米。胡同一般寬度為4至7米 時(shí)，四合院建筑檐口高為3至4米 ，坡頂高為1.5米 ，胡同旁建筑的高度大多為5米左右；街的寬度為8至10米時(shí)，四合院建筑檐口高為6米，坡頂高為3米，真正超過(guò)10米以上的居住建筑幾乎很少。胡同寬度與兩側(cè)四合院建筑高度的比例大致為1∶0.8至1∶1.1，這種比例搭配使得歷史街區(qū)具有視野開(kāi)闊、居住舒適和以步行進(jìn)出為主的特點(diǎn)。換言之，如果胡同的寬度在7米以下，建筑的高度最高不宜超過(guò)8米，超過(guò)這個(gè)比例，胡同與建筑空間的尺度感就較差，歷史文化街區(qū)的傳統(tǒng)風(fēng)貌便會(huì)受到影響。同樣，如果胡同大于7米以上，街的感覺(jué)就更明顯突出。因此，保護(hù)歷史文化街區(qū)的胡同，傳統(tǒng)的胡同寬度不宜改變［2］。

2 市政工程道路設(shè)計(jì)測(cè)量

市政工程道路設(shè)計(jì)測(cè)量視為道路的技術(shù)設(shè)計(jì)提供詳細(xì)、準(zhǔn)確的測(cè)量資料，使其設(shè)計(jì)合理、使用經(jīng)濟(jì)。新建或改建道路之前，為了選擇一條合理的線路，必須進(jìn)行路線勘測(cè)設(shè)計(jì)測(cè)量。勘測(cè)選線是根據(jù)道路的使用任務(wù)、性質(zhì)和等級(jí)，合理利用沿途地質(zhì)、地形條件，選定最佳的路線位置。選線的程序是先在圖上選線，然后，再根據(jù)圖上所選路線，到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘測(cè)選定。

水準(zhǔn)測(cè)量是市政道路工程中確定高程最常用的方法，因受多種因素影響，實(shí)際測(cè)量過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)誤差甚至錯(cuò)誤。嚴(yán)重的測(cè)量誤差不僅會(huì)導(dǎo)致工程質(zhì)量下降、影響工程的正常使用，甚至?xí)斐烧麄€(gè)工程的返工。應(yīng)該著重指出：測(cè)量錯(cuò)誤和測(cè)量誤差是兩個(gè)不同的概念，測(cè)量錯(cuò)誤是人為造成的，是完全可以避免的；測(cè)量的誤差是不能完全消除的，測(cè)量誤差主要來(lái)源于3個(gè)方面：儀器的誤差、觀測(cè)誤差和外界條件影響產(chǎn)生的誤差［3］。

2.1 道路中線測(cè)量

道路的中線測(cè)量是路線定測(cè)階段中的重要測(cè)量部分。道路中線一般是指路線的平面位置，它是由直線和連接直線的曲線（平曲線）組成。因此，中線測(cè)量的主要任務(wù)是通過(guò)直線和曲線的測(cè)設(shè)，將道路中線的平面位置測(cè)設(shè)標(biāo)定在實(shí)地上，并測(cè)定路線的實(shí)際里程。

中線測(cè)量的主要內(nèi)容是：測(cè)設(shè)中線的起點(diǎn)、終點(diǎn)和中間的各交點(diǎn)（JD）與轉(zhuǎn)點(diǎn)（ZD）的位置；測(cè)量各轉(zhuǎn)角；中線里程樁和加樁的設(shè)置；圓曲線的測(cè)設(shè)等。

2.2 道路縱斷面測(cè)量

道路縱斷面測(cè)量，又稱中線水準(zhǔn)測(cè)量。它的主要任務(wù)是根據(jù)附近水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)出道路中線各里程樁的地面高程，并根據(jù)測(cè)得高程和相應(yīng)的里程樁繪制縱斷面圖。它為設(shè)計(jì)路線縱向坡度，計(jì)算填挖土方量提供重要的資料。

縱斷面測(cè)量一般分為兩步進(jìn)行。一是沿路線方向設(shè)置水準(zhǔn)點(diǎn)，并測(cè)量其高程建立路線的高程控制，成為基平測(cè)量，俗稱“基平”，二是根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程，分段進(jìn)行中樁的水準(zhǔn)測(cè)量，成為中平測(cè)量，俗稱“中平”。

2.2.1 中平測(cè)量

中平測(cè)量又稱中樁抄平，一般采用單程法，即以相鄰兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)為一測(cè)段，從一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，逐個(gè)施測(cè)中樁地面高程，閉合在下一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)上。一測(cè)段測(cè)量閉合后，再測(cè)下一個(gè)測(cè)段。所謂某一測(cè)段閉合，就是指從一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)開(kāi)始，測(cè)得到下一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程應(yīng)等于它的已知高程或在容許誤差之內(nèi)。

記錄時(shí)應(yīng)該注意的是要保證填寫準(zhǔn)確，判斷哪些是前視，哪些是中視，哪些是后視。傳遞高程的點(diǎn)應(yīng)該既有前視也有后視，只有中視的點(diǎn)沒(méi)有傳遞高程。

下表為羅車胡同中平測(cè)量記錄摘錄

2.2.2 縱斷面圖的繪制

路線縱斷面圖是沿道路中線豎向剖面圖，它是根據(jù)路線水準(zhǔn)測(cè)量的資料繪制在透明的厘米方格之上的，他表示道路中線上地面高低起伏的變化狀態(tài)。縱斷面圖采用直角坐標(biāo)，橫坐標(biāo)表示里程，縱斷面表示高程。通常橫坐標(biāo)采用1∶1000或1∶2000，縱坐標(biāo)采用1∶50、1∶100或1∶200，能比較明顯的表示地面起伏變化。

在圖上部有地勢(shì)起伏的地面圖，用細(xì)的折線表示，它是根據(jù)中平測(cè)量的中樁高程繪制的；縱坡設(shè)計(jì)線，用粗的折線表示，它是經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等多方面考慮而設(shè)計(jì)的；此外還有豎曲線元素示意圖；水準(zhǔn)點(diǎn)位置、編號(hào)及其高程；里程樁等。在圖的下部注明各種資料，其主要內(nèi)容是：

（1）說(shuō)明 注明道路中的一些特征點(diǎn)，如地門口，雨水口等影響設(shè)計(jì)坡度的因素。

（2）里程欄（樁號(hào)）按橫坐標(biāo)比例尺準(zhǔn)確標(biāo)注里程樁號(hào)。

（3）地面高程欄 根據(jù)中平測(cè)量成果填寫各里程樁的地面高程。依據(jù)中樁的里程和地面高程，在圖的上部按比例尺依次畫(huà)出各中樁的地面位置，并將相鄰點(diǎn)用直線連接便得出地面縱斷面線。

（4）設(shè)計(jì)高程欄 根據(jù)使用經(jīng)濟(jì)、合理的要求，定出分段設(shè)計(jì)坡度并計(jì)算出縱坡坡度變化點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程，以及地面相應(yīng)點(diǎn)的設(shè)計(jì)高程。并在圖的上部將設(shè)計(jì)點(diǎn)用直線連接而得出設(shè)計(jì)縱斷面線。

（5）坡度欄 表示道路的設(shè)計(jì)縱坡度，即設(shè)計(jì)線的斜率，表明縱坡值和坡長(zhǎng)，水平線表示平坡、斜線表示斜坡，從左至右向上斜的表示上坡，向下斜的表示下坡，斜線上面數(shù)值為坡度值，通常以百分比表示，斜線下面數(shù)值表示坡長(zhǎng)。在設(shè)計(jì)線的邊坡點(diǎn)處，通常設(shè)置豎曲線。在本工程中，由于道路排水的需要上坡度不能低于0.25%，下坡度不能高于0.25%，只有這樣才能滿足道路排水需要［4］。

2.2.3 工程平面設(shè)計(jì)圖

各種交通方式在直線段的單位基本車道寬度為1至3.5米，因此，如果組織單行交通和規(guī)范胡同街道功能，汽車交通是可以進(jìn)入這些地區(qū)的。由于胡同的轉(zhuǎn)彎處一般不是流線型的，不適應(yīng)汽車的調(diào)頭轉(zhuǎn)彎。考慮汽車對(duì)線形的要求，胡同和街道在改造中，通過(guò)建筑平面設(shè)計(jì)處理，對(duì)轉(zhuǎn)彎處的半徑給予適度的調(diào)整，如調(diào)頭時(shí)，胡同寬度在5至7米時(shí)，回車是可行的，歷史文化街區(qū)不建議長(zhǎng)度大于12米大車的回車。工程平面設(shè)計(jì)圖在市政工程建設(shè)中也是十分重要的環(huán)節(jié)。這其中也用到了許多測(cè)繪的知識(shí)，其實(shí)平面設(shè)計(jì)圖就如同專題圖一樣，在圖中不僅要標(biāo)繪出施工的范圍還有周邊的附屬設(shè)施，只有將平面設(shè)計(jì)圖做好，才能在與施工單位交底時(shí)更好的說(shuō)明施工的范圍及注意事項(xiàng)，為接下來(lái)的工作做好準(zhǔn)備。

3 市政工程施工測(cè)量

施工過(guò)程中的測(cè)量工作又俗稱施工測(cè)量放樣，它的主要內(nèi)容有路基放線、施工邊樁的測(cè)設(shè)等。

3.1 路基邊樁測(cè)設(shè)

路基邊樁測(cè)設(shè)的目的，是根據(jù)路基的設(shè)計(jì)橫斷面和中樁位置，在地面上標(biāo)定出路基填挖邊界，即路堤的坡腳線和路塹的坡頂線，以便根據(jù)邊樁確定路基填筑或開(kāi)挖的范圍。

3.2 路基高程放樣

路基高程的放樣是通過(guò)中樁高程測(cè)量，在中樁和路肩邊上樹(shù)立標(biāo)桿，桿上畫(huà)出標(biāo)記，表示需要建筑的高度。如果填土高度較大，標(biāo)桿長(zhǎng)度不夠時(shí)，可再樁上先畫(huà)出一標(biāo)記，在注明填土高度到標(biāo)記以上若干米。挖土?xí)r，在標(biāo)樁上畫(huà)一記號(hào)，在注明需要下挖的尺寸。待土方接近設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)，再用水準(zhǔn)儀精確標(biāo)出最后應(yīng)達(dá)到的標(biāo)高。

通常給出的設(shè)計(jì)標(biāo)高是指道路簡(jiǎn)便的標(biāo)高，可自縱斷面圖上查得。但是到路基最后整修時(shí)，所測(cè)設(shè)的是中樁路基面的標(biāo)高。

3.3 曲線測(cè)設(shè)

曲線測(cè)試是工程建筑物放樣的組成部分之一。就線路而言，由于受地形、地物及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求限制，線路總是不斷從一個(gè)方向轉(zhuǎn)到另一個(gè)方向。這時(shí)，為了使車輛平穩(wěn)、安全地運(yùn)行，必須用曲線連接。曲線測(cè)設(shè)除了測(cè)定三個(gè)主點(diǎn)外，還要在曲線上每隔一定距離測(cè)設(shè)一些細(xì)部點(diǎn)，當(dāng)R＜50m時(shí)，曲線上每隔5m測(cè)設(shè)一個(gè)細(xì)部點(diǎn)。

3.4 施工邊樁的測(cè)設(shè)

由于路基的施工只是中線上所設(shè)的各樁被毀掉或填埋，因此，為了簡(jiǎn)便施工測(cè)量工作，可用平行線加設(shè)邊樁，即在距路面邊線為0.5-1.0m以外，各釘一排平行中線的施工邊樁，作為路面施工的依據(jù)，用它來(lái)控制路面高程和中線位置。

施工邊樁一般是以施工前測(cè)定的施工控制樁為準(zhǔn)測(cè)設(shè)的，其間距10-30m為宜。當(dāng)邊樁釘制好后，可按測(cè)設(shè)一直高程點(diǎn)的方法，在邊樁測(cè)設(shè)出改裝的道路中線的設(shè)計(jì)高程釘，并將中線兩側(cè)相鄰邊樁上的高程釘用小線連起，使得到兩條與路面設(shè)計(jì)高程一致的坡度線。為了防止觀測(cè)和計(jì)算錯(cuò)誤，在每測(cè)完一段應(yīng)符合到另一水準(zhǔn)點(diǎn)上校核。

如施工地段兩側(cè)臨近有建筑物時(shí)，可不釘邊樁，利用建筑物標(biāo)記里程樁號(hào)，并測(cè)出高程，計(jì)算出各樁好路面設(shè)計(jì)高的改正數(shù)，在實(shí)地標(biāo)注清楚，作為施工的依據(jù)。

如果施工現(xiàn)場(chǎng)已有平行中線的施工控制樁，并且間距符合施工要求，則可一樁兩用不再另行測(cè)設(shè)邊樁［5］。

4 市政工程竣工測(cè)量

首先應(yīng)在施工區(qū)域內(nèi)建立相應(yīng)等級(jí)的控制（包括平面和高程控制，已建立的就不再重建，點(diǎn)位可加密）網(wǎng)，坐標(biāo)和高程系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一。在每一個(gè)單項(xiàng)工程竣工后，即可進(jìn)行竣工測(cè)量。隨著電子全站儀和電子計(jì)算機(jī)的普及竣工測(cè)量和竣工總平面圖的編繪方法應(yīng)逐步由傳統(tǒng)的測(cè)圖方法即白紙測(cè)圖法向數(shù)字測(cè)圖法方向發(fā)展。數(shù)字圖的優(yōu)點(diǎn)在竣工圖中更為突出，今后可隨時(shí)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)。平時(shí)以數(shù)字形式保存在計(jì)算機(jī)里或光盤里。今后在改、擴(kuò)建時(shí)能隨時(shí)調(diào)出并可在其上直接進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

目前，獲得數(shù)字圖的主要方法有三種：原圖數(shù)字化、航測(cè)數(shù)字成圖、地面數(shù)字測(cè)圖。無(wú)論何種方法，其作業(yè)過(guò)程均為三個(gè)步驟。即數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和圖紙的數(shù)據(jù)輸出（打印圖紙、提供光盤等）。在舊街坊進(jìn)行改造和企業(yè)進(jìn)行擴(kuò)建時(shí)，原有的建、構(gòu)筑物要測(cè)繪到竣工總平面圖上時(shí)，可采用原圖數(shù)字化的方法將其依次繪到圖上。當(dāng)一個(gè)城市（地區(qū)）需要用到數(shù)字圖而一時(shí)因經(jīng)濟(jì)困難、或受到時(shí)間等原因的限制時(shí)，該方法是再適宜不過(guò)的了。它能夠充分地利用現(xiàn)地形圖，僅需要配備計(jì)算機(jī)、數(shù)字化儀、繪圖儀及數(shù)字化軟件就可以開(kāi)展工作，并且可以在很短的時(shí)間內(nèi)獲得數(shù)字的成果。沒(méi)有改變的規(guī)劃和設(shè)計(jì)亦可采用此法獲得數(shù)字圖。原圖數(shù)字化的工作方法有兩種：手扶跟綜數(shù)字化及掃描矢量化后數(shù)字化。其中，后一種要比前一種的精度高、效率高。但是，利用該法所獲得的數(shù)字圖其精度因受原圖精度的影響，加上數(shù)字化過(guò)程中所產(chǎn)生的各種誤差，因而它的精度比原圖的精度低。而且它所反映的只是白紙成圖時(shí)地表上各種地物、地貌，故其現(xiàn)時(shí)性不是很好。它僅能作為一種應(yīng)急措施而非長(zhǎng)久之計(jì)。為了充分利用該法得到數(shù)字地圖，可通過(guò)修測(cè)、補(bǔ)測(cè)等方法，實(shí)測(cè)一部分地物點(diǎn)的精確坐標(biāo)取代原來(lái)的坐標(biāo)。通過(guò)調(diào)整，可在一定的程度上提高原有圖的精度。而隨著地圖的不斷更新，實(shí)測(cè)坐標(biāo)的不斷增加，地圖的精度也就會(huì)相應(yīng)地得到提高。該法也稱為內(nèi)、外業(yè)一體化數(shù)字測(cè)圖，是我國(guó)目前用的最多的數(shù)字測(cè)圖方法。采用該法也可以直接采用地面數(shù)字測(cè)圖的方法。所得到的數(shù)字地圖的特點(diǎn)是精度高。主要采取一定的措施，重要地物相對(duì)于鄰近控制點(diǎn)的精度控制在5cm內(nèi)是完全可以做到的。該方法的特點(diǎn)是將大量的外業(yè)測(cè)量工作移到室內(nèi)完成，它具有成圖速度快、精度高而均勻、成本低、不受氣候及季節(jié)的限制等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛使用。它特別適合于城市密集地區(qū)的大面積成圖［6］。

5 結(jié)論及建議

市政工程測(cè)量是數(shù)據(jù)采集，錄入、編輯、可視化的處理過(guò)程，工作的每個(gè)進(jìn)程都需要時(shí)間，同時(shí)它還受天氣、環(huán)境、儀器、方法的制約；條件良好可以比國(guó)家定額工期提前完成30%，所以無(wú)限制的縮短工期，必然引起不良后果，生產(chǎn)的管理者過(guò)于強(qiáng)調(diào)工期，會(huì)給作業(yè)者工程質(zhì)量不重要的印象，因此該實(shí)地測(cè)的沒(méi)有實(shí)測(cè)，該驗(yàn)樁的未驗(yàn)，形成許多質(zhì)量控制的薄弱環(huán)節(jié)，這樣的環(huán)節(jié)有一個(gè)是設(shè)計(jì)重要依據(jù)，就不可避免的出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，造成直接經(jīng)濟(jì)損失［7］。

市政工程建設(shè)測(cè)量的最大的優(yōu)點(diǎn)就是快捷、方便、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、測(cè)量方式靈活等特點(diǎn)，對(duì)城市道路特別是對(duì)北京的老城區(qū)胡同道路的整修與翻建起到了特殊的作用。雖然本項(xiàng)目只是用到了水準(zhǔn)儀等一些最基本的最簡(jiǎn)單的儀器與方法，但是對(duì)于北京的老舊城區(qū)胡同道路進(jìn)行施工測(cè)量時(shí)，這種方法未必就比先進(jìn)儀器差很多，反而會(huì)更加快捷、方便。