大面积苗圃地区测量控制网布设方法研究与应用

何剑甲 易晓峰

摘 要：为解决受苗圃树木地区测量控制网测量时GPS信号受干扰严重测量精度差、常规导线测量视线受阻测量效率低下的难题，本文结合铁路轨道测量方法，提出一种密集型布网方式、CPIII式测量方法用于解决大面积苗圃地区的控制网测设，不仅保证了控制网的精度、缩短了控制网测设的时间、提高了控制点的实用效率，在相似地形条件下布设控制网具有一定的参考价值。

关键词：苗圃地区 密集型控制网 CPIII测量方法

1.引言

武汉至深圳高速公路嘉鱼北段项目起点嘉鱼县与江夏区分界处潘家镇三湾村至终点嘉鱼枢纽互通段（K34+015～K54+660.258），路线全长2 0 . 6 4 5 k m，其中K35+065～K37+045（约2km）处于苗圃和高压线覆盖区域，且该区域处于高架穿过区域，结构施工对于控制网的要求较高。在此地形条件下，现有的控制网测设方式-GPS测量和全站仪导线测量均已不再适用。GPS测量信号受遮挡严重，卫星高度角不能满足要求且不能连续的跟踪卫星导致测量精度差；全站仪导线测量测站之间观测视线受树木遮挡，观测时需要经常挪动仪器，测量劳动强度大、效率低。如何进行该地形条件下的控制网测设，是本工程的重难点。

2.传统控制网布设

线路K35+065～K37+045处于苗圃和高压线覆盖区域，若按照常规项目控制网布设形式，控制点只能选择在沿线路两侧比较开阔且相互通视的位置，布设方式如图1。

存在的问题：

（1）该段处于大面积苗圃和高压线覆盖区域，树木比较密集，使用GNSS静态测量信号较弱且不稳定，難以满足测量精度要求；

（2）红线用地宽度为34.5m，加上修筑便道的宽度8m，横穿苗圃的宽度只有42.5m，想在沿线路两侧距离红线边较远的位置埋设控制点根本无法通视，难以满足导线复测的要求，且不利于测量放样使用；

（3）施工工期紧，树木移完后就进入高峰期施工，机械设备多，交叉作业影响通视条件，不具备满足测量设站操作的控制点；

（4）下构桩基和墩柱施工过程中，渣土堆放严重，控制点间距较大将直接影响通视，不利于测量施工放样；

综上所述经现场实际情况考察，常规控制网布设方式无法满足现场施工放样，甚至会大大影响测量的工作效率，将对工程进度造成延误。

3.密集型控制网布设

如图2所示，测区范围为一狭长、带状路线。贴近红线两侧都是苗圃、树木，GNSS静态测量将受到限制，且施工区域内机械设备较多，堆土较为严重，视线受阻，故常规布网方式难以满足要求。

而铁路CPIII型控制网是沿轨道两侧布设的密集型带状控制网，具有精度高、使用方便、效率高的优点，能更好的满足铁路高平顺性和高稳定性的要求。

针对以上情况，在常规布网和GNSS静态测量无法满足现场施工任务的情况下，提出了一种采用密集型的布网方式，形式类似高速铁路CPIII控制网的布设方法：即控制点沿线路左右两侧成对设置，点对间距约120m左右，两点横向距离约50-60m。布设方式如图3。

4.CPIII测量方法施测

4.1仪器设备选型

本次CPIII型控制测量采用标称精度为0.5秒、1mm+1ppm的TCA2003全站仪1台。测量棱镜采用普通棱镜6个，采用脚架架设基座的方法。干湿球气温计、空盒气压计各1个。

高程控制测量采用DiNi03数字水准仪（±0.3mm/km）1台、配套的数字因瓦水准尺2把、重量为1kg的尺垫2个。

数据采集采用CPⅢ数据采集专用软件1套，数据处理采用CPⅢ数据处理软件1套，笔记本电脑一台。

4.2测量方法

本次控制测量投入的仪器设备均经过专业鉴定部门的检定，全部检定合格，可以投入相应CPⅢ型平面控制网测量。测量方法采用自由设站多测回边角法，即：采用全站仪自由设站，对相邻的多个控制点进行观测，观测量包含水平方向值、天顶距、斜距等内容。观测测回数为2测回。

在每站开始自动观测前，将气温、气压等参数输入到仪器中，进行气象改正。

在每个自由设站上，视现场通视情况以2 x 3 或2 x 2对控制点为测量目标。对相邻测站，重复观测2～3对控制点，保证了每个控制点至少被测量2次（图3），从而得出各点之间高精度的相对位置关系，以满足高速公路高平顺性的要求。

当观测限差不满足规范要求时，应进行重新观测，直至满足要求为止。特别是在空气温度变化较大或者有施工机械震动影响时，要进行重新观测或者适当增加测回数。

4.3与常规方法相比较

如表1所示，CPIII型控制网测量时间仅需0.5天，具有较高的效率，为工程项目的推进节约了时间；该方法测量采用全站仪自由设站，对周边环境要求较低，能很好的解决控制点相互不通视的问题。

5.控制网的应用

如图3所示，密集型控制网控制点纵向间距约为120m，桥梁结构间的距离为30m，现场放样结构物时采用全站仪自由设站法，100m范围内可以保证4-6个控制点提供使用。这样的话无论选择在什么位置架设仪器，都可以保证有4个以上的控制点可供使用。尤其是在基坑开挖系梁施工放样桩基中心点时，可以有效的避免转点放样，选择架设仪器的位置比较方便，只需保证设站点的方向角度在30-150°以内。

优点：全站仪设站方面，可以有效的躲避因现场施工带来的杂土堆或者施工机械阻挡视线；后视点选择较多，可以随意从4-6个控制点中选择2-3个定向点，第四个控制点作为检查点，形成闭合，保证了施工放样的准确性。同时控制点选择性较多，节约了时间，提高了测量效率。

6.结论

本文通过对大面积苗圃地区控制网施测困难进行分析，结合铁路CPIII布网和测量方法提出一种--使用CPIII测量方法的密集型控制网。不仅解决了常规控制网测量方法测量精度差、效率低、强度大的难题，而且该方法的控制点在细部放样中实用性更强，能够更好的为工程施工带来便捷，在同种地形条件下的工程项目建设中具有一定的推广应用价值。

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