浅谈市政道路工程施工中的测量控制

田自强， 袁均海， 汪小萍(中国水利水电第七工程局有限公司第一分局，四川彭山 620860)

浅谈市政道路工程施工中的测量控制

田自强， 袁均海， 汪小萍
(中国水利水电第七工程局有限公司第一分局，四川彭山 620860)

天府新区红星路南延线道路工程因市政工程施工环境的复杂性且受工期影响及地下管网、管道工程和已通车路段行人行车的的干扰，对施工测量控制提出了更高的要求。介绍了复杂环境下对市政项目测量控制实施的有效措施，可为类似工程提供借鉴。

市政道路工程;测量;控制

1 概述

红星路南延线道路工程是天府新区三纵一横基础建设项目之一。起点为高新南区与双流县交界位置，终点至成都第二绕城高速，总体为南北走向，全长约18．3km。道路红线宽60m，横断面结构为:主车道22m+辅道21m+主辅分隔带10 m+人行道7m。设计道路等级为城市快速路，路面为沥青混凝土，设计行车速度为:主道60km/ h，辅道30km/h。地下管线布置有雨水、污水、燃气、给水、电力、通讯等管线设施。该工程具有以下特点:

(1)准备期短，开工急，工期紧。为减少工程建设对市民日常生活的干扰，市政道路建设几乎没有准备时间，进场急，开工急，对施工工期要求又特别严格。工程只能提前，不能推后，成为市政道路工程的特点之一。

(2)施工场地狭窄，干扰大。由于市政道路一般都在城市中的大街小巷内施工，施工区域狭窄，车辆、行人多，对工程施工的影响较大。对测量工作而言，城市内高楼林立，车辆、行人穿梭，通视条件较差，工作难度随之加大。

(3)地下管线复杂，施工难度大。在城市道路工程建设实施中，经常会遇到地下的供热、给水、排水、电力、通讯、输气等管道管线位置不明的情况，若盲目进行施工，很有可能损坏或挖断管线，造成严重的经济损失和社会影响，同时也会给工程的进度造成负面影响。所以，对工程施工工艺要求更为严格和复杂，施工难度相对较大。

(4)地质条件影响大。市政道路中的排水工程经常会深埋地下几米、甚至十几米以上，对测量控制提出了更高的要求。

2 市政道路工程施工中的控制测量

控制网具有控制全局、限制测量误差累积的作用，是各项测量和工程施工的工作依据。控制测量分为平面控制测量和高程控制测量，是整个工程施工时测量控制的基础。

2．1 平面控制测量——GPS的应用

在市政道路施工中，因为车辆、人员的干扰及高层建筑物的影响，通视条件较差，若使用传统的全站仪导线测量布设控制网费时、费力且精度得不到保障。随着科技的发展，GPS的广泛应用使得市政道路施工中的控制测量简单化。GPS的全称是卫星测时导航/全球定位系统，该系统由空间GPS卫星星座、地面监控系统及用户设备、GPS接收机三大部分组成。随着科技进步，该系统的可用性、安全性及可靠性不断得到改善，使得GPS开始广泛应用于各种运载工具的导航定位以及高精度的大地测量、精密工程测量等领域。GPS在工程应用中具有定位精度高、观测时间短、测站间无须通视(选点灵活)、操作简单、全球全天候测量等特点和优点，从而大大提高了工程测量的工作效率和工作精度。在工程中应用较多的主要是静态相对定位(载波相位静态相对定位)和实时动态相对定位(RTK)两种。

红星路南延线道路工程因设计院提供的控制点的数量不能满足施工时的测量要求，需对控制点进行重新加密。鉴于控制点的精度要求高，因此而选择了静态定位测量。首先将两台仪器架设在两个已知点上，再将其他仪器架设在需要加密的未知点上，同时开机观测时间大于45min，如此实施得到的测量的精度和可靠性很高(可达5mm +1ppm)。观测时要特别注意:仪器要架设牢靠，对中整平，点名和仪器编号核对正确，电池电量充足，对仪器上部不要遮挡，不要在高压线和高层建筑物附近设点，开启仪器静态观测模式，密切监视观测仪器的状态。

不可否认，GPS在市政道路施工中同样存在许多不足和缺点。一是城市高层建筑对GPS卫星信号的影响很大;二是静态观测后数据不能及时计算，将造成计算后精度不合格需重新测量的情况出现。

2．2 高程控制测量

虽然GPS具有诸多优点，但在高程控制测量中，GPS的高程误差很大且根据测点周围的干扰情况和不同时间点的差别，高程误差没有固定值，故GPS静态观测在高程控制测量中不能满足精度要求，因而需要采取以下两种方式。

(1)水准高程测量。

水准测量因其方法简单，易于操作且精度可靠，一直以来做为测量地面高程的主要方法之一。水准测量的原理是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分化的水准尺直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差推算出未知点的高程。在布设水准点时，通常采用的水准路线有闭合水准路线和附合水准路线两种。闭合水准路线是由已知点BM1～待测点A～待测点B～……待测点N～已知点BM1的测量路线。附合水准路线是由BM1～待测点A～待测点B～……待测点N～已知点BM2的测量路线。

由于在城市中布设水准点干扰较大，施工场地有限等，应尽可能选择人流、车流少，不易破坏且相对固定的地方埋设水准点。水准点在施工中被破坏后要及时加设，还需定期复测，以防止其沉降、变形，确保水准点精度。

虽然水准测量具有精度高、操作简单等优点，是现在高程测量中常用的方法之一。但是，水准测量工作量大且受地形起伏限制，视距短，特别是在城市中测量时，工作量成倍增加，效率较低。

(2)三角高程测量。

三角高程测量是三角函数在测量中的实际应用。其原理是用全站仪观测两点间的距离(斜距)和天顶距(或高度角)，用直角三角函数求定两点间高差的方法。其公式为:高差h=斜距L× sin高度角θ，或:高差h=斜距L×cos天顶距θ。其观测方法简单，受地形条件限制小，是测定控制点高程的基本方法之一。就市政工程而言，三角高程测量具有选点灵活，受外界干扰小、视距较长、测量工作量小等优点。为确保在城市中作业时能保证其测量精度，应注意城市中汽车发热、路面折光、人流穿行等因素对角度观测的影响，避免在车流高峰期和正午温度较高时进行测量。

3 施工中的测量放样

3．1 道路轴线及高程控制

在道路工程施工中，会对轴线进行反复、多次放样，特别是在高填方和高挖方地段，道路轴线、边线、开挖或回填线的测量放样工作量很大。道路工程施工时，无论是最初的清表、开挖回填或是最后一道工序的路面结构层都会采取分段同时开工、最终全线贯通的施工方法，因此，道路轴线、路基路面的高程控制精度是否能达到设计要求将直接影响道路的整体质量。近年来，GPS在工程建设中的广泛应用，不但减轻了测量放样的工作量，同时也在很大程度上提高了道路轴线的精准度。GPS动态测量模式下瞬时点位精度可达平面1 cm+1ppm、高程2cm+1ppm，而且没有误差累计，在路基施工阶段，完全能够满足施工精度的要求。

(1)GPS基准站的架设。

GPS基准站可根据工作需要任意架设在不同位置，既可以架设在空旷的位置，也可以在相对地势比较高的位置，或者是离测区或控制点比较近的位置且不需要严格对中整平，只需将基准站固定即可;移动站则需通过点校正后的参数转化后进行测量。

(2)GPS道路放样。

测量放样前，将道路曲线要素输入至GPS移动站手簿中，通过仪器自有程序进行计算后，就能轻松地对道路中线、边线、高程及里程桩号进行放样测量。具体操作步骤以南方测绘的S730手簿为例:打开“工程之星”后，在“输入”目录下的“道路设计”中输入曲线要素(有交点模式和元素模式可选)并保存，然后打开“测量”目录下的“道路放样”，找到之前保存的道路曲线要素，即可对道路进行测量放样。

(3)在市政道路工程中GPS动态测量时的注意事项:

①在市政工程中，因为信号干扰大，设站时应调整好电台发射信号，不要与其他GPS信号互相干扰。

②要选择空旷、地势相对较高、离高压线或信号塔较远的地方架设基站。基站一旦架设，就不能再移动或关闭，若移动或关闭后需重新校正点位。

③已知点最好分布在整个作业区域的边缘，能控制整个区域。例如，用四个点做点校正时，测量作业的区域最好在由这四个点连成的四边形内部。

④小范围测量时，可以使用单点校正;长距离、大范围测量时，就必须采用至少两点或多点校正。单点校正仅在校正点附近的精度高，随着距离的加大，误差会越来越大。

⑤遇到建筑物或高大树木遮挡信号的情况时，要耐心等待或挪动测点，不要在非固定解的情况下测量放线。

3．2 桥梁及涵洞工程的施工放样

桥梁、涵洞工程施工时，需要单独为其布设一套控制点，其精度要求要达到整条线路首级控制点的精度，以确保桥梁及涵洞的位置准确。桥涵放样时，平面位置采用全站仪进行放样;桥梁高程控制时，重点部位采用水准仪控制高程，如盖梁、支座垫石以及桥面铺装等，其余下部结构可以用三角高程代替水准测量进行高程控制。

桥梁、涵洞在道路直线段时，为便于测量控制，可以单独为其设置一套相对坐标，以减少测量中的计算量，并可更直观、准确地观测到每一施工部位的桩号及偏距。可根据以下公式将控制点的大地坐标转换为施工坐标:

式中 X、Y分别为待算点的施工坐标值;α为轴线方向方位角;Xo、Yo分别为施工坐标系原点(或起算点)的施工坐标值;△X为待算点大地坐标X值和起算点大地坐标X值的差值(X增量);△y为待算点大地坐标Y值和起算点大地坐标Y值的差值(Y增量)。

3．3 沟槽开挖及管道安装的测量控制

市政工程中地下管网施工时的测量控制对测量工作来说是其重点与难点。开挖前，应先根据设计及施工方案进行中线定位，在起点、终点、平面折点、竖向折点及直线段的控制点等位置测设中心桩并撒白灰线。在测设中心线的同时，要计算地面实际高程点和设计沟底高程的高差，并根据设计图纸和方案要求的开挖坡比计算出实际开口线。沟槽开挖过程中，要及时核对中线、高程、开挖坡比、沟槽下口线、沟槽纵坡等。

沟槽开挖前，采用GPS对中线和开口线进行放样。开挖过程中，用全站仪对沟槽的各个部位进行检查测量。管道安装时，轴线依然采用全站仪进行放样，并按规范要求测出里程桩号，高程用水准仪进行控制。如果是深沟槽或水准仪无法直接观测时，可采用全站仪三角高程(正倒镜观测竖直角计算高程)的方法将高程点引至沟槽底部再进行高程控制。

4 结语

市政道路工程建设的快节奏和繁杂的施工工序给测量工作提出了很高的要求和更大的挑战。随着科技的发展，测量工作从数据采集到数据处理更为自动化，外业测量和内业计算已没有明确的界线，测量仪器的精度也更加的可靠、功能更为全面。在施工时，只有选择适合的测量仪器，采用有效的施测方法，才能更好地提高工作效率和测量精度，更好地服务于工程建设。

(责任编辑:李燕辉)

U415．6;［TU997］;TV522

B

1001-2184(2015)01-0016-03

田自强(1985-)，男，甘肃通渭人，助理工程师，从事水利水电、市政工程施工测量工作;

袁均海1990-)，男，四川泸州人，技术员，从事水利水电、市政工程施工测量工作;

汪小萍(1970-)，女，四川彭山人，中级技师，从事水利水电、市政工程施工测量工作．

2014-12-05