淺分析工程測量在河道建設施工中的應用

籍文禮+宋春艷

一 引言

河道斷面形式多樣化與施工現(xiàn)場復雜多變，放樣精度要求越來越趨向一致，這就要求施工放樣的外業(yè)盡量簡單、減少對現(xiàn)場施工的干擾，放樣點位之間不要有誤差積累，嚴格復核，加強放樣后的測量檢核。這就需要在極細分析對比各種測量放樣方法，進行必要的精度分析后，選擇最佳方案，以取得事半功倍之效。

二 工程測量在河道施工放樣中的應用

在河道工作實踐中，為了保證河道軸線及邊坡符合設計和規(guī)范要求，更好地掌握和控制工程施工數(shù)量，測量人員需要不斷地放樣、檢查、監(jiān)控各部結構施工，內(nèi)、外業(yè)工作量極大。施工放樣的精度又關系著橋梁施工的質量和進度。近些年來，工程施工大多已采用項目法管理，人員精簡，工程規(guī)模又越來越大，如何在保證測量精度的前提下，提高施工測量放樣效率就顯得十分重要和有其現(xiàn)實意義。選擇合適的測量放樣方法，養(yǎng)成嚴謹?shù)膹秃肆晳T，建立嚴格的測量工作制度會取得事半功倍的效果。

施工放樣須遵循先整體、后局部的原則，先放樣精度高的點，復核正確后，可以繼續(xù)放樣其他點，也可以利用先放樣的點，再放樣精度低一些的點。

1、 河道施工中的已知高程放樣

工程中施工放樣一般包括：已知距離的放樣、已知水平角的放樣、已知高程的放樣和平面點位的放樣。前兩者的放樣基本上是平面點位放樣中的一部分，或就是其的另一種形式：兩個點確定一條線段。已知高程的放樣可以采用幾何水準法，也可使用三角高程法，最好采用兩種方法互相復核。

2、 河道施工中的極坐標放樣法

點位放樣常用的放樣方法有坐標放樣法和極坐標放樣法。極坐標法進行放樣，就是置鏡一控制點，后視另一控制點，輸入放樣點坐標或調整好方位角后輸入距離，即可放樣出預定點位，并采用置鏡另一控制點點進行復核，同時可實測相鄰兩工作線偏角和相鄰的交點距進一步檢核。長度差值在 10mm 限差以內(nèi)，撥角檢測的橫向偏差在 2-3mm 內(nèi)時可以為定位正確，其誤差可在鄰近放樣點內(nèi)作適當調整。坐標放樣法實際上是將計算公式固化到全站儀中，通過電子讀數(shù)，直接帶入公式計算得到坐標。在實踐中，因放樣前不知點位和坐標系在場地的走向，反而不如極坐標法來的方便和快捷。 x 軸和 y 軸偏差值的調整不如在指定方向上一定距離的移動來的方便和迅速。全站儀既可以使用坐標放樣法，也可以使用極坐標放樣法，顯示的差異在于顯示模式的不同，但預先準備的放樣數(shù)據(jù)是不一樣的，分別是坐標和方位角（極角）加距離（極距）。這兩種方法可以使用全站儀進行，也可使用經(jīng)緯儀配合測距儀使用，后者在現(xiàn)場使用可編程的計算器中預見編好的程序，一樣方便。

三、 河道工程施工放樣方法與方向交匯法

兩點方向交會法的定位方法及精度作簡單的分析。

假設現(xiàn)有兩已知點a、b ，須定位待定點c。 c點坐標已知，先進行內(nèi)業(yè)計算，用余切公，反算出∠a、∠b的值，或直接用坐標反算公式，算出邊ac、bc的方位角。在外業(yè)實際操作中，在兩已知點同時架設經(jīng)緯儀，相互后視定向，然后將經(jīng)緯儀分別旋轉∠a、∠b，或將經(jīng)緯儀撥至邊ac、bc的方位角，此時兩經(jīng)緯儀視線的交點就是待定點c。

方向交會法的定位誤差與待定點c相對于已知點a、b的位置有關。根據(jù)計算待定點坐標的計算過程來分析定位精度，（從兩已知點 a、b及夾角∠a、∠ b 來計算待定點c的坐標，與已知待定點c的坐標反求出夾角∠a、∠b 再在現(xiàn)場定出待定點c，其計算原理與公式是一樣的。所以放樣與求待定點的精度求算是一樣的。）已知ab的邊長s及∠a、∠b的值，先求ac的長度b及坐標方位角αac，然后按坐標正算公式求c點的坐標。式中b、αap不是直接觀測值，將（b）式代入（a）式，并對∠a、∠b取微分并轉為中誤差見式

設m∠a=m∠b=m，表示測角中誤差，待定點點位中誤差為：（不考慮兩已知點的點位誤差）現(xiàn)在就上式分析待定點相對于已知點的位置不同時，交會待定點的精度變化情況。分兩種情況加以分析。第一種待定點在過a、b、c三點所作圓的圓周上，此時所有在圓周上交會點的交會角均相等，即點位中誤差公式中分母不變，mc的大小只與分子有關，將其求導分析后得知，在 ab 已知邊s和測角中誤差m一定的條件下，當∠a=∠b時，交會角∠c90°時，mc最??；交會角∠c=90 °時，c點在圓周上的任何位置 mc 值都不變。

第二種待定點c在ab連線的垂直平分線上（即對稱交會），此時∠a=∠b，進行求導分析后，

當滿足上式時，求得mc的值必將是最小值。求得∠a=∠b=35°15 ′52 ″，即在交會角∠c=109°28′16″時mc值最小，待定點在這個位置的精度最高。綜合兩種情況，交會點的位置最宜與選在與已知點構成等腰三角形，且交會角要大于90°，最佳位置為 109°；當交會角小于90°時，靠近已知點的位置較好，而不宜與已知點構成等腰三角形。

四、 實際施工測量中方向交匯法的具體應用

以上分析的理論條件下的定位精度情況，在實際生產(chǎn)中，往往不能達到這種條件要求，不同的情況下對定位要求也不一樣。譬如在河道施工測量中，用方向交會法定位水中節(jié)點時，分為兩種情況。一種是置鏡點位于同一河道中線上下游兩側的對稱交會，另一種是置鏡點位于河道軸線同一側（即在河道軸線同一側的兩岸）交會，這兩種情況下對交會角的要求是不一樣的。根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗，在第一種情況下，交會角在90°～150°之間比較適宜，在這個數(shù)值范圍以外，定位誤差會急劇增大。在第二種情況下，交會角在30°～150°之間應該是可行的，但從交會定點實際操作而言，交會角太大或太小，如為150°或30°時，因角度平緩或太尖，交會的示誤三角形可能異常，定點發(fā)生困難。因此交會角選在 60 °～110°之間比較適宜。

五、 結論及建議

通過采取上述方法在永定新河建設工程中進行測量，為施工前期工作有效地節(jié)約了時間，將測量工作效率提高，從而為其他工作爭取了寶貴的時間。在施工過程中保證了河道中心與開口放樣關鍵部位、節(jié)點的精度等級，即使在施工作業(yè)時因機械設備不小心將放樣點位破壞后，采取此類方法同樣可以在保證精度等級的條件下將其迅速恢復。從而為工程的順利進。