测绘技术在公路工程前期的应用浅析

2014-04-07陈亮

河南科技 2014年9期

陈亮

（1.重庆交通大学，重庆 404100；2.河南交通职业技术学院，河南郑州 450000）

1 引言

公路工程中的前期测绘工作主要是查明公路范围内地形、地势、地貌以及地质条件，并结合区域地质资料对路基、隧道、桥梁等结构物的稳定性、适宜性做出预测性评价。进而为公路的地质勘探、测试工作、工点布置及后期施工提供指导性依据。下面本文将根据公路工程前期测绘工作的实际情况对测绘技术在公路工程前期的应用进行简单分析。

2 公路工程前期测绘工作中测绘技术的实用价值

根据我国公路工程实际现状我们可以知道，现阶段公路工程的前期工作主要是选取一条最合理、最经济、最恰当、最科学的路线。需要进行路线测绘，绘制带状地形图，进行纵横断面测量，综合各种地质地貌资料进行纸上定线和线路设计等繁杂的工作。不断改进测绘技术能够提高测绘成果的质量和精确度，能够缩短测绘周期。与国际先进测绘技术相比，我国的公路测绘技术的技术水平较低，测绘设备落后，测绘周期长，测绘成果不能满足设计和施工的需求，测绘成本比较高。因此先进的测绘技术在我国的公路工程中的使用价值非常高。

目前的公路工程的施工测量体制中，有的工程要求政府或委托社会监理企业一起参与对工程测绘成果的质量进行控制；有的工程却只是施工企业自己成立单独的工程监管部门与测绘方共同管理工程的测绘质量，也就是说整个测绘过程中都必须严格监督，严格执行。由于传统的测绘技术局限性非常大，测量都太笼统化，使得监理方无法对测绘工作进行全面监督，致使大量测绘工程出现验收质量上的问题，这些问题对后面的施工造成重大的困扰。所以我们应当将公路工程的测绘过程都数据化、信息化，靠数据说话，这样更能保障测绘工作的严格实施。

3 简单分析几种测绘技术在公路施工前期工作中的应用

3.1 遥感技术的实际应用

遥感技术可以为公路工程提供更直观、更真实、更可靠的数据图像，并且为公路路线的多个方案对比筛选提供必要的数据依据。遥感技术是大规模公路工程最理想、最方便、最实用的公路测设方法。

遥感技术中最常用的是航测遥感技术，航测遥感技术在公路工程前期工作中的实际应用，主要有以下三个方面:①利用航摄照片和地面控制测量工作的配合，为公路工程的勘测设计等工作提供各种照片平面图和地貌信息，为选线和纸上定线提供有力依据。②利用航摄照片得到的丰富地面信息资源，可以构成航测立体光学模型。再经过立体观察、判释和实地调查等工作就可以在立体模型上选取路线，同时还可以为工程设计提供地质、水文等很多有关资料。 ③利用解析摄影测量技术和数字摄影测量技术，计算机直接生成被摄区域的大比例等高线地形图和地形三维坐标数据。，这些地形图和数据为公路工程的设计和勘测提供原始地形数据。

3.2 检测预报技术的实际应用

检测预报技术现阶段在公路工程前期主要是运用高边坡三维摄像成图系统将边坡岩体结构数据化，三维立体可视化，以便对边坡岩体的稳定性和发展趋势进行分析。检测预报系统对边坡线路的选取也有很大作用，减少线路以后因塌方造成损失的风险。

3.3 钻探与重型勘探技术的实际应用

近几年来钻探和重型勘探技术在公路测绘中的应用越来越多，对公路测绘工作帮助很大，并且随着我国科技的发展也在不断得到改进和创新。对于我国公路工程中的测绘工作，使用先进的钻探和重型勘探技术可以大大提高工作效率，缩短测绘周期，保证测绘成果的质量水平。当前在我国应用最广泛的钻探和重型勘探技术是金刚石绳索取芯钻进技术。其先进性在于可以在不提钻的情况下利用专用钻杆内的绳索将装有岩芯样品的内管提取到地面，这样在复杂的地层可以减少回钻次数，以防止发生孔洞坍塌、掉块，减少岩蕊之间的对磨。在软弱夹层取样时同样可以保障岩蕊的质量。利用专用的粘结剂可以使插入的钢管与含软弱夹层的岩蕊凝结为一体，不仅可以将弱质夹层完整地取出，而且还可以基本保持原状结构。黄河小浪底和龙门公路就使用了这种套钻技术，并且达到了满意的效果。

3.4 瞬变电磁测量技术的实际应用

瞬变电磁技术（TEM）属于时间域电磁感应方法，它的工作原理是通过不接地回线或接电极发送脉冲式一次电磁场，然后再利用线圈或接电极观测由这个脉冲电磁场感应的地下涡流产生的二次电磁场的时间和空间分布，从而得到被测区域地质情况。瞬变电磁测量技术是通过收集各个测道的瞬变感应电压并换算成视电阻率、视深度等参数，然后再经过滤波、时深转化、绘制各参数图件等步骤，确定被测区域的地质情况。此法比较适用于地形条件比较复杂的山区公路隧道的测绘，它还拥有操作简便，精确度高等优点，并且已经在这些区域取得了良好的效果。近几年来随着我国高速公路的迅速发展，许多高速公路不可避免地要经过煤矿采空区。在高速公路的测绘实践当中，瞬变电磁测量技术在煤矿采矿区域的应用取得了显著效果，它能够很直观地反映出地层深处的地质信息，而且划分详细，勘测的深度比较大。

3.5 全球定位系统的实际应用

全球定位系统（GPS）在公路工程前期测绘工程前期工作中主要用来确定被观测点位的三维坐标。同传统测量手段相比较，它具有以下优点：定位精度比较高；观测效率高时间短;操作十分简便；工作不受昼夜更替的影响；可以将数据信息输入计算机，更便于收集、分析和处理。公路工程测绘工作中主要运用到全球定位系统的以下两大功能：

（1）静态GPS 测量技术。静态GPS 测量技术在公路的首级控制网当中的运用比较广泛，主要是在测绘工作进场前对设计部门提供的控制网中的导线点进行复核和加密。相对于另一张测量技术——动态GPS 测量技术，静态GPS 测量技术的运用还不是太广泛，在这里就不多说了。

（2）动态GPS 测量技术。动态GPS 测量技术也称为实时动态（RTK）测量技术，它是将GPS 测量技术与数据传输技术相结合的一种全新的GPS 测量技术，是GPS 测量技术发展中的一个重大突破。由于静态GPS 测量技术测量的数据处理是滞后的，我们无法及时计算出定位结果，也无法对观测的数据进行复测和检验。在实际工作中数据的复测和检查是经常会出现的，这也就使得观测结果的质量得不到保障，工作效率也会降低。而在先进的实时动态测量技术面前，这些问题迎刃而解。实时动态测量技术由流动站和基站共同构成，同时建立了保障动态实时测量的无线通讯。这就在保障测量质量的同时也大大提高了测量效率，避免了静态GPS 重复测量的繁杂工作。

3.6 地理信息系统技术的实际应用

地理信息系统（GIS）在公路工程测绘当中不但可以自动生成平面图、剖面图、柱形图和等值线图等公路工程的地质图件，还能对图像、图形、空间数据以及相应的各种属性数据的数据库进行管理，进行空间立体分析。地理信息系统在公路地质管理和制图输出等方面的广泛推广已经成为近几年公路工程测绘行业中的一种潮流，一种必然趋势。地理信息系统（GIS）集采集、存储、管理、分析和评价地球表面与空间地理分布有关的数据等功能为一身，将计算机科学、空间科学、测绘遥感学、地球科学、环境科学、信息科学和管理科学巧妙地结合在一起，利用其强大的空间分析功能，广泛服务于各种与空间地理分布有关的信息采集、分析、管理、输出及决策支持等。地理信息系统以有空间特性的地理信息及其属性为研究对象，以图形图像处理和空间模型的建立为研究方式。可利用地理信息处理系统对遥感信息进行分析和处理，从而建立可用于公路工程选线的立体空间分析模型，将各种影响因素综合在一起进行分析和研究，有效地利用地理信息处理系统的空间分析功能，为公路工程路线选线提供有力的充分的科学的决策支持。地理信息系统的这些强大功能和计算机技术相结合，使得公路工程测绘工作的自动化程度得到了显著提高，同时也大大缩短了测绘周期。