全站仪测量与变换施工坐标技术在京石段的应用

□刘 旭（河南天地工程咨询有限公司）

□张 宏（信阳市浉河区水利局）

□刘 娟（信阳市南湾水库管理局）

一、概述

南水北调中线京石段应急供水工程（北京段）惠南庄～大宁段PCCP工程，上接惠南庄，下接大宁调压池，全线输水长度56.359km。供水管道为2排内径为4m的PCCP管道，南水北调中线一期工程北京段PCCP管道铺设工程使用的是4m直径埋置式PCCP。

整个工程分为6个标段。本公司承接其中第三标段PCCP管道施工，桩号为HD25＋500～HD33+200，中心线水平投影长度为7.7km，其中除水平镇墩外全部以直线形式铺设。

二、施工控制测量

依据南水北调中线干线工程施工测量的精度要求，平面控制网确定采用四等导线测量。

根据本工程的实际经验得到以下结论：管道工程施工范围为带状分布且战线较长决定了导线点站数较多且在工程后期破坏较严重，沟槽外侧有堆土区工程后期容易造成不通视等不利影响，故导线点应选择在地势较高便于保存远离沟槽80m以上的较坚硬不易破坏的地点。受仪器2C影响，测角时天气不宜过热或风力过大或有任何障碍物，否则影响测角精度，可采用在天气较好的情况或增加测回数的方法克服以上不利因素。受仪器指标差影响，测量作业时高差不宜过大，否则影响投点精度，一般＜10m，可采用在沟槽内加密导线点平差后直接用加密导线点在沟槽内直接放样的方法克服以上不利因素，并应与相邻控制点联测。

表1 仪器配备表

三、直线段施工放样测量

（一）测量中应用的公式：

（二）测量中应用以上公式将大地坐标转化为施工坐标

图1 大地坐标转化为施工坐标图

（三）具体操作方法

根据测量经验和卡西欧fx-4500p计算器程序设计技巧，编制出能快捷、方便的完成渠道土方开挖、管道安装、土方填筑测量中复杂、重复的数据计算，提高了精度和测量速度。

源程序清单：

程序说明：

N：原点大地坐标x轴；

E：原点大地坐标y轴；

A:原点方位角；

F：＝1时大地坐标转换为施工坐标，≠1施工坐标坐标转换为大地坐标；

X1:任意点计算后坐标x轴；

Y1:任意点计算后坐标y轴。通过上式可实现大地坐标和施工坐标的相互转换（F值＝1或≠1）。

（四）计算实例

在承接其中第三标段PCCP管道施工过程中，渠道土方开挖、管道安装、土方填筑测量作业除平面镇墩外全部使用大地坐标换为施工坐标的方法施测，如原始横断面测量、渠道开口线放样、渠道成型验收、管道中心线投点放样等。具体数据如下算例：

如3BM6大地坐标为X值284833.995；Y值470967.473经卡西欧fx-4500p计算器应用本程序计算得：IP33（HD32+198.72）～HD33+200轴施工坐标为X值32891.602；Y值106.229,后视3BM5则：

沟槽轴线放样数据X值为任意点桩号如HD32+980；Y值为0。管道安装轴线放样数据X值为任意点桩号；Y值为左侧-3.05，右侧为 3.05。

表2 计算数据表

四、工程实施效果

2006年7月工程正式开始测量放样，截至目前第三标段PCCP管道施工、土石方开挖、管道安装基本结束。误差值见表3：

表3 误差值表

经过工程测量放样及施工过程中的测量控制，管道工程贯通后的极限误差值均满足规范要求，全站仪利用施工坐标测量直线段配合卡西欧fx-4500p计算器变换坐标程序,提高了测量速度;降低了测量人员的工作强度,如可直接测量出沟槽的里程、偏距是否够宽、保证放样点在同一桩号等，为今后的测量工作积累了一定经验。

五、结论

实践证明，全站仪技术利用施工坐标测量直线段配合卡西欧fx-4500p计算器变换坐标程序测量渠道，使用简单，功能齐全。特别适用于地形复杂、险峻、变化较大的施工现场的数据计算及放样工作，完全满足精度要求，可大幅提高测量速度，具有较高的实用价值。