高速公路測量放樣新方法探討

朱紹勇

（中鐵二十局第四工程有限公司，山東 青島 266061）

現在的高速公路測量工作，要求快速、準確，能夠配合上現場施工的工作效率。從某種程度上來說，提升測量效率就是加快工程進度。為此，留給測量放樣的時間越來越少，特別是對于黃蒲高速公路這類施工任務緊、測量人員緊張的項目，改進測量方法、提高測量效率成了施工測量放樣的基本要求。

文章主要利用全站儀和RTK對橋梁和路基進行施工放樣，通過對比，找到現場放樣的新方法，從而提高施工放樣工作的效率和準確性。

1 工程概況

黃蒲高速公路K0+800～K25+350段，線路起點位于黃龍縣西南約3km安善村附近，終點位于洛川縣石頭鎮黨家莊村附近，線路全長約24.55km，位于延安市黃龍及洛川兩縣。該標段共計特大、大中橋梁41座，其中特大橋1座、大橋27座、天橋7座、匝道橋5座、中橋1座。主線路基長度共計17.2km，分離式隧道1處，全長2855m（單幅累計），涵洞30座，通道4座。

2 全站儀施工放樣

2.1 全站儀直線段橋梁放樣方法

傳統的全站儀施工放樣，都是對結構物的每個特征點進行計算以后，根據偏距和里程計算出各個點位的坐標。現場根據這些點位的坐標進行放樣。對于這些坐標，現場放樣時，輸入這些坐標會耽誤很多時間，并且會加大出錯的概率。即使是提前把坐標導入儀器，對于一個很多點的結構物，搜索這些坐標也很麻煩，嚴重影響工作效率。以一個橋墩的墊石坐標為例，其墊石特征點位圖如圖1所示。

圖1 墊石特征點位圖

通過計算得到32個坐標，會生成以下坐標數據量，如表1所示。

從表1可以清晰地看到一個橋墩的墊石就會產生如此多的數據，再加上樁基、承臺、墩身、蓋梁等的坐標會更加龐大，再放大到一個橋，放樣時需要輸入的數據量可想而知。這么多的數據，如果現場放樣手動輸入，出錯的概率會非常大。即使是提前輸入好，一個一個坐標調取放樣也會相當麻煩。

表1 墊石特征點絕對坐標

因此這種放樣方法不太適合黃蒲高速公路項目施工的節奏，對此，項目組在測量放樣時采取了變通方法。對于直線上的橋梁放樣，把控制點坐標轉換成施工放樣時的里程偏距，以此為相對坐標進行設站，放樣時也就不需要再進行坐標輸入，只要根據圖紙上給出的墩中心里程和偏距進行放樣即可。以石堡川河2號橋橋為例，先將控制點坐標轉化，如表2所示，這樣放樣數據就可以得到簡化，如表3所示。

表2 控制點坐標轉換表

這樣數據量就大大減少，一個橋上同類型的橋墩偏距都會是一樣的，可以從表中規律看出，里程只需要兩個數據，偏距只要8個數據，比坐標計算后進行放樣的64個數據，縮小了近8倍。把表3中的數據做成表格，放樣時，只要根據測量結果就可以直觀地看出測量數據的偏位情況，直接用全站儀進行測量即可，不必再輸入坐標進行放樣，大大提高了放樣效率。同時，由于只要控制點轉化正確，放樣過程中就不會出現輸入之類的錯誤，也可以避免坐標放樣時坐標計算錯誤的出現。這種方法不僅可以提高放樣效率，同時也可以減少出錯概率。

表3 墊石特征點位里程偏位相對坐標

2.2 全站儀曲線段橋梁放樣方法

對于黃蒲高速公路項目來說，大部分的橋都是曲線，因而要應用更加廣泛的方法來進行放樣工作。在實際的工作中，會發現公路橋梁結構物的計算，都是根據橋梁結構物中心點以及中心點的法線方向設計的，結構物的各邊是法線平行和垂直的，坐標計算也是根據這個原則。據此，可以想到，在施工放樣時，是不是可以用一個墩的中心點和法線方向，建立一個單位的坐標體系進行放樣呢？

以石堡川河特大橋1號墩為例，計算出墩中心坐標，并根據偏距計算出一個法線方向坐標，根據這兩個相對坐標，用全站儀坐標系功能建立出坐標系，1號墩的墊石坐標就會轉化成相應的數據，如表4所示。

表4 墊石特征點對中心位置相對坐標

從表4中的數據可以看出，單墩獨立坐標系放樣的數據會更加簡單，也更直觀明了，只要進行測量就可以看出點位情況，可以使施工放樣工作徹底擺脫大量的計算和坐標輸入。只要每個墩簡單的兩個點就可以輕松解決，不必再在儀器中頻繁地進行坐標查找、放樣，可以為施工節省大量的時間。

3 RTK施工測量放樣

3.1 樁基的施工測量放樣

對于高速公路樁基的放樣，對比全站儀和RTK放樣成果，在RTK信號不受干擾的情況下，兩種測量儀器的放樣偏差都在2cm以下，完全符合高速公路樁基的施工精度要求。RTK的放樣由于比全站儀節省了建站、棱鏡桿后視的時間，而且RTK更加靈活，不受視線的影響，避免了全站儀搬站建站的時間。因此，RTK對于樁基放樣來說具有特別大的優勢，建議樁基放樣，在地勢條件和通信信號的地方采用。但是需要注意的是，RTK進行樁基放樣，必須注意控制點的復核。儀器關機重啟后，必須進行重新后視，放樣完成后也必須進行控制點的檢核。

3.2 路基的施工測量放樣

黃蒲高速在黃龍洛川段路基大部分都是深路塹和高填方，用全站儀放樣就會相對困難，因此黃蒲高速公路項目的路基測量全部采取RTK進行測量。路基開工前現在路基附近布設平面控制點和高程控制點，以便測量放樣時RTK的校正和檢核。

黃蒲高速公路線路過長，為了解決基站架設的問題，RTK統一采用了網絡通信模式，節省了頻繁架設基站的時間。只要1臺基站，每天在項目部架設，不需要看護人員。現場只要1人就可以進行放樣工作。為了提高RTK的使用精度，把黃蒲高速公路項目的所有控制點導入數據，用靜態測量測得的經緯度坐標進行全控制點校正，保證全線放樣的順接，校正結果如表5所示。

表5 RTK點校正結果

從表5可以看出水平殘差最大值為1.1cm，垂直殘差最大值為1.6cm，完全符合路基施工的精度要求。也可以從表中發現控制網整體校正結果精度較高，比傳統的現場采集數據、現場校正，精度有了極大的提高，同時校正的網形控制范圍更大，放樣更方便，不用頻繁進行點校正。

為了進一步簡化路基施工放樣工作，統一對全線曲線要素計算處理后，導入RTK手簿。路基現場放樣就可以使用RTK道路放樣功能，根據里程和偏距放樣出現場位置。內業處理是把路基邊坡種類和段落里程統一整理，每一種坡比類型，都統一整理成一個斷面，按邊坡高度計算出每一層臺階的高度和寬度，在圖上標示清楚，統一整理打印成冊，就可以把繁雜路基施工圖紙轉化成幾頁簡單的數據。解決路基放樣時邊看圖邊放樣容易出錯的問題，也可以減少在現場施工放樣的計算量。路基坡腳線和開挖線放樣時，需根據地形判斷需要放樣的開口里程，保證不同原地面在同一平臺位置的地方至少有兩個點。對于臺階上的點位，為了節省時間和保證臺階的順暢，直線上統一20m進行放樣，曲線上10m進行放樣。用RTK放樣可以避免全站儀放樣視線受阻的問題，也可以減少現場需求的人員。

4 結論

逐墩單獨坐標系放樣和路基全面采用RTK進行施工放樣，確實可以提高現場施工放樣效率，減輕內業計算的數據量，降低內業計算出錯的概率，在高速公路和鐵路施工放樣中可以進行應用。