公路工程中的勘察设计及测绘技术

2021-03-30覃梅

建材与装饰 2021年17期

覃梅

（广西路桥集团勘察设计有限公司，广西南宁 530201）

在公路工程建设期间，科学的勘察设计技术能够确保后期施工更加顺利、高效，也是确保公路建设质量的关键性前提。近年来，我国公路工程不断扩大建设规模，在勘察设计环节对测绘技术也提出了越来越高的要求[1]。为了充分满足新时期环境下公路工程勘察设计所提出的高精度测绘需求，要求勘察设计时科学应用数字化测绘技术及3S 融合测绘技术等先进技术，以全面提升测绘效率及精度，为公路工程的勘察设计及施工建设奠定基础。

1 公路工程中的勘察设计要点

1.1 重点勘察地形地势

为保证公路建设具有高度可行性、安全性，必须在建设前全面勘察建设途经区域的自然环境、地势及地形，掌握相应区域的地质条件、地形地貌等，并细致分析地质纵断面、横断面条件及构造，进而绘制出准确、完整的带状地形图，清晰标注有关单位，为后续工作奠定基础[2]。因不同地区建设公路项目具有不同要求，在勘察设计环节需充分考虑地形及地势实际条件。

1.2 科学勘察人工环境

在公路工程中进行勘察设计，还要考虑是否穿越城镇及占用农田。通常情况下，公路工程应避免占用农田、途经城镇地区，这样可有效保护耕地，减少工程造价，降低对当地经济发展及环境的影响。

1.3 立足安全性角度设计公路线路

对公路工程展开勘察设计，一个重要目标是确保公路安全运行，这里的安全既涉及车辆运行安全，也有公路设施安全。公路安全与隧道、桥梁等密切相关，所以在勘察设计环节重点分析特殊线路实际通行能力和途经车辆的特性，明确哪些危险因素会对公路安全产生影响，在设计中加以规避和解决，维护公路建设质量及安全。针对车辆运行安全展开线路设计期间，在勘察设计过程中科学优化车辆运行路线和相邻路线，同时结合实际路线情况严格检验车辆运行速度，合理限定公路运行速度，最大限度排除车辆运行过程中面临的安全隐患。

2 公路工程勘察设计环节的主要测绘内容

2.1 勘察设计环节的测绘

在这一环节，基于初测资料和任务书展开编制工作，并合理制定修建原则，优化选择设计方案，明确主要工程量，结合方案及资料提出施工意见及方案，同步进行方案说明、设计预算及图表资料的编制。在初测环节，注重为初步设计提供横断面、纵断面、平面、特殊地段控制桩、地形图、高层控制等资料。在初步设计环节，通常于1∶1000 的地形图中制作多项比选方案。完成纸上布线之后需展开1∶2000 地形图测绘，并实现纸上定线，布置通道、隧道、桥涵等后通过实地调查合理计算，编制概算文件。对于复杂特殊的地段，展开实地放桩以及急平、横、纵测绘[3]。

2.2 施工图设计环节的测绘

在设计施工图的时候，需以经批准的初设文件为基础，于1∶2000 的地形图中比选方案，选择最佳路线方案，进而详测施工图，具体包含主要控制地物高、关键工点地形图测绘、横断面测绘、纵断面测绘、中线放样等。

2.3 控制测绘

控制测绘主要是在工程建设区域地面布设一系列控制网点，精准明确相应网点位置，便于后续地形测图，并为多项工程的测绘放样奠定基础。在测绘工作开展期间，控制测绘属于关键性基础内容，若无控制测绘则无法合理、有效开展后续放样测图等工作。控制网能够将测区所有测绘工件建立有序连接，发挥骨架作用，同时具有限制误差传递以及积累作用。公路工程在实现勘察设计过程中，控制网发挥着重要价值，一方面，不同的设计环节需以恰当的比例尺地形图当参考，地形图测绘时，根据控制网点明确地形图各个部分地貌地物具体相对位置，保障地形图精度；另一方面，在各个设计阶段基于控制网在地面上对隧道、桥梁、路线等设计位置精确放样，同步收集各种设计所需资料，比如区域有关构造物、路基等。

3 公路工程中勘察设计环节应用的测绘技术

3.1 数字化测绘技术

公路工程在勘察设计环节应用数字化测绘技术主要涉及5个方面，即 CASS 绘图技术、APS 技术、GIS 技术、GPS 技术、RS 技术。其中，CASS 绘图技术具有CAD 技术拥有的绘图功能，并且和我国公路工程的测绘要求、施工要求更加相符，结合具体工程施工，立足专业视角展开要素分析，为公路工程建设提供绘图服务。这一绘图技术可直接运算与编辑，对设计方案进行修改，在后期成图中缩短修改周期和整体测绘时间，所以目前公路勘测设计中CASS 绘图技术应用非常广泛。

APS 技术即航空摄影测量系统，该技术一般联合DPS 一起使用。在应用期间利用地面激光点点云数据分析地形变化状况，同步实现建模，全面反馈横纵面的信息，精确计算土方量。通常情况下，若公路工程面临较为恶劣的自然条件，那么在勘察设计环节一般会使用APS 技术，因为航空测量技术与地面实测技术等传统测绘技术容易在恶劣的自然条件干扰下出现数据不准确问题。另外，应用APS 技术勘察工程地形能够为勘察设计提供更加真实的三维地貌信息，节约公路工程的勘察设计时间，促使后续施工更加高效。

GIS 技术即地理信息系统，该技术属于一种空间技术，和GPS 技术相比，在应用中可结合其他技术架构精细的演算三维场景，例如GIS 技术在与RS 技术结合应用过程中，较为便捷、完整地收集地面控制点数据，并利用数据科学构建空间模型，使工程设计更加合理。

GPS 技术即全球定位系统，该技术是利用卫星对区域展开定位，进而获取坐标点。在该技术应用下，空间定位具有高精度、高水准优势，满足公路工程勘察设计提出的精度要求。另外，利用坐标收集及处理数据明显提升工作效率。基于GPS 技术的高效性、高精准性特点，该技术在组合技术应用中属于一项重要的基础技术[4]。

RS 技术即遥感技术，在公路工程勘察设计时利用RS 技术得到所需遥感影像及数据，进而了解与掌握工程所在地的地质情况[5]。该技术和实地勘探技术结合使用可以更详细地了解区域内地质信息，包括水文条件。基于该技术获取的影像信息及相关数据能够为选线设计提供合理参考，便于优选质量高、成本低、施工便捷的路线方案。

3.2 3S 融合技术

公路勘察设计环节所应用的3S 融合技术指的是将GPS 技术（全球定位系统）、RS 技术（遥感技术）、GIS 技术（地理信息系统）结合于一体的新型测绘技术。通过相应技术的应用，合理分析工程所在地地理环境状态，并展开准确测量，整体精准度较高。在 3S 融合技术应用中，GPS 技术、RS 技术、GIS 技术拥有不同的作用和特点。比如GPS 技术，其主要实现了快速定位，具备高精度、全天候、自动化等特点，应用中具有很强的稳定性。不过该技术也有缺点，就是在应用中不能较为准确地感知具体地貌属性；RS 技术其优势在于快速获取测绘人员所需信息，不过也无法准确感知部分地貌地理属性；GIS 技术的优势为突出的查询能力及信息管理能力，不过在实践应用中数据调取功能有待增强。

3S 技术将 GPS 技术、RS 技术、GIS 技术三者优点充分融合于一体，并以互补形式弥补单一技术存在的缺陷，所以具有很强优势，在公路工程勘察设计环节能够立足整体层面综合分析公路建设需求，获取公路勘测数据。3S 融合技术在具体应用过程中需结合实际情况选择恰当的测绘技术，例如在绘制地形地质图时融合运用RS 技术、GIS 技术，以获得遥感图，同时展开数据化分析，使勘测测绘工作更加高效，确保所得测绘数据具有较高准确性，便于后期工程有序推进。

又比如在公路工程中进行地质调绘时，结合使用GPS 技术、RS 技术并着重利用GPS 技术快速定位观测点，通过RS 技术准确获取有关数据信息，进而清晰构建工程标志并详细标绘观测点位置具体的地质方向[5]。通过合理应用3S 融合技术，规避运用露天作业方式会因受制于自然地理条件而存在的操作困难问题，同时解决传统测绘技术应用中面临的不足，提升构图质量，进而明显提高公路工程勘察测绘工作水平。