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Abstract: as an important technical work, the construction survey in highway engineering construction occupy the important position, combined with the traditional measuring method and the lack of GPS in highway engineering construction to the measurement of the application are introduced, and summarizes the highway engineering construction survey GPS application advantages and disadvantages.
Keywords: GPS; Highway; The construction survey; superiority
中图分类号:P228.4文献标识码: A 文章编号:
1 GPS系统简介
GPS是全球定位系统 (Global Positioning System)的英文缩写,用于卫星导航,是一种具备全球性、全天候、全能性(陆地海洋、航空与航天) 、高效益、自动化、高精度等优势的导航定位、测速、定时系统。
2 公路工程传统测量的不足
(1)对于结点导线间导线长、闭合导线长、附和导线长,规范中均有相关的严格规定,而真正的实际工作中,很难达到规范中的要求,这样就导致了超规范作业。
(2)在对公路进行测量时会收集各种起算点的资料,而这些资料无法保证统一的标准,城市控制点、军测或者国测混杂于其中,这样不仅存在兼容性的相关问题,而且导致测量时的误差。
(3)国家的很多大地点受损严重,对测量作业产生了不利的影响。
(4)地面通视困难也会对传统的测量造成不利的影响。
3 GPS测量在公路建设中的应用
高效率、高精度的GPS测量广泛应用于控制测量领域,并伴随GPS技术不断完善的过程中进一步拓宽应用领域。
3.1 工程控制测量
根据我国行业标准,《公路全球定位系统(GPS)测量规范》(JTJ/T 066―98)的规定,GPS控制网分为一级、二级、三级、四级共四个等级。各级技术参照《公路全球定位系统(GPS)测量规范》。
3.1.1 控制网的布置要求
公路工程GPS控制网应布设成由独立观测边构成的闭合图形,如三角形、多边形或者符合路线;应均匀分布网中相邻点间的基线向量的精度;布置的网点应与原导线控制点、水准高程控制点等地面控制点尽可能的重合,需保证至少有3点重合,不满足时进行联测,并均匀分布这些重合点;考虑到施工方的技术力量和经济指标,同时也为了方便以后用传统测量方法进行项目标段内部或标段之间导线的联测和扩展, 应在GPS网点附近布设通视良好的方位点,这样可方便的完成联测方向的建立。GPS网点和方位点间距离至少应为300m。
3.1.2 控制网点的选点和建立标志
由于可灵活的选取GPS网形状,并且点与点间无需互相通视,所以相比于传统的测量方法,能更方便的进行选点工作。为了方便的进行观测工作,应于交通便利、远离磁场干扰半径外、视线开阔并便于架设仪器的地方布设观测点。同时为了便于以后用其他测量手段联测和扩展,方便施工导线的加密测量和施工放样测量,应尽可能保证所布设网点间的通视。应选用坚固稳定,利于使用和保存的标志和点标石
3.1.3 观测及成果整理
GPS观测作业的主要内容是捕获GPS卫星信号,并对其进行跟踪、处理和量测,进而得到需要的定位信息和观测数据。必须在接收机工作开始前对其进行预热和静置,不同类型和作业模式的接收机操作步骤和方法会存在差异,应按照随机操作手册实施具体操作。对于所得数据的处理可利用相应的GPS后处理软件,结合计算机完成成果的处理。
通常在GPS控制测量中的静态测量模式精度最高,适宜于如隧道互动式立交、特大桥等大型的建筑物。而采用GPS动态测量主要是应用于公路工程的控制测量,测量中能够获得实时定位精度,当实测过程中达到精度要求后即可停止作业,在很大程度上提升了效率。
3.2 公路中线测设
在大比例尺带状地形图上定线后,设计人员在地面上对公路中线标定。使用GPS实时测量后,将中线桩点的坐标输入接收机即可得到放样的点位。由于每个点位测量间的独立性,避免了累积误差,提高了精度。
3.3 公路纵、横断面测量
确定公路中线后,即可结合测图软件和中线桩点坐标绘制各桩点横断面和路线纵断面。这些数据均由测绘地形图时所得,避免了现场测量纵、横断面,降低了外业工作量。也可采用实时GPS测量进行现场断面测量,比传统方法具备更高的精度,并且经济实用。
3.4 施工放样测量
GPS系统目前已形成了较为成熟的系统,可选择的软硬件很多。系统可以通过CDMA网络、3G移动网络模式、电台模式等多种传输模式进行实时数据传输。对于公路工程点、线、面以及坡度等放样工作的进度有很大提升,并可达厘米级的放样精度。比如进行公路工程放样工作时可使用GPS测地通软件,通过手簿版和PC版用局部线形法、元素法和交点法等方式将各种线性基础数据编辑录入,例如复杂的缓和曲线、卵形曲线、S形曲线、复曲线以及一般的竖曲线和直线、水准控制点和导线等。其次应在固定的线路控制点上架设基准站,并利用观测手簿和移动接收站重设当地坐标和进行点校正的工作。进行点校正的工作时应注意的是将控制点的分布在整个测区,尽量按照三角形或四边形进行布设。进行测设工作前应保证在进行点校正的工作后所产生的“水平和垂直残差”达到限差要求。把移动接收机和手簿大致放在线内放样点位置,手簿屏幕即可对移动测杆在路线平面位置上的坐标、地面高程、线性平面、测点距离路线中桩的距离进行实时显示。这样就能方便的进行各种点、线、面的放样工作。若搭配使用卡西欧(CASIO)编程系列计算器,能更加快捷方便的完成放样工作。根据设计图纸中的相关要素,编制相应的计算器程序将路线断面结构尺寸要素和线性要素录入计算器中,利用卡西欧计算器和实际的地面距中距和高程数据推导所需理论距离,在查找所需点位的过程中不断移动测杆位置,直到达到理想的距离。这样就可方便的完成路线开挖桩和坡脚桩的放样工作。
3.5 变形监测
相比较一般工程控制网,变形监测网的精度应高一个数量级,达到毫米级精度。实践表明,若观测时采取天线指北、强制对中等措施分时段并且长时间观测不超过4km的基线向量,精度可达到2~3mm。GPS变形监测公路、隧道、桥梁等工程项目,为其施工带来了安全技术保障。
4 GPS在公路工程施工测量方面的优越性
与常规测量方式相比,GPS卫星定位技术具有一下优势:
1.GPS点之间不要求相互通视,对GPS网的几何图形也无严格要求,所以可自由地灵活布设GPS点。特别是对于特别差的通视条件和测量大型的方格网,能够充分发挥其优越性。
2.定位精度高。GPS采用载波相位进行相对定位,精度可达1ppm。相比较与使用相对中误差,GPS技术采用点位中误差更加的合理,并且具备较为均匀的误差分布,能够满足各项规范要求。
3.观测速度快。目前利用静态定位方式,完成一条基线的相对定位所需的观测时间,根据要求的精度不同,一般为1~3小时。如果采用快速静态相对定位技术,观测时间可以缩短至数分钟。
4.功能齐全。GPS测量可以同时测定测点的平面位置和高程。采用实时动态测量还可以进行施工放样。
5.操作简便。GPS测量的自动化程度极高,作业员在观测中只需要安置和开启、关闭仪器、量取天线高度、监测仪器的工作状态及采集环境的气象数据,而其他如捕获、跟踪观测卫星和记录观测数据等一系列测量工作均由仪器自动完成,提高了将近一倍的效率,这样能够在很大程度上减轻作业人员的负担。
6.全天候、全球性作业。由于GPS卫星有24颗且分布合理,在地球上任何地点、任何时刻均可连续同步观测到4颗以上卫星,因此在任何地点、任何时间均可以进行GPS测量。GPS测量一般不受天气状况的影响。
5GPS的不足方面和需要改进的方面
(1)接收机和卫星间距离的精确计算,是GPS精确定位的前提。这个距离由时间和电磁波传播速度确定。但电磁波在大气层中传播时受到各种干扰,导致GPS系统对该距离的确定存在误差,同时山区的树木以及大城市的高层建筑也会导致信号非直线的传播,对GPS的精确定位引入一定的误差。
(2)控制点位置选取的不同也会在一定程度上影响定位的精度。一些控制点的选取不利于接收信号,造成无法接收信号或者信号受到严重扰动,信号收到扰动后会给精确定位带来误差。
(3)由不同GPS所测得数据会因为GPS系统本身的差异而存在差异,同时GPS测量数据同传统的测量数据也会存在较大差异,因此在数据整合时需要进行平差计算,对其进行修正。
(4)作为一种新兴的技术,GPS技术在发展至今还未形成统一的运用规范。我国目前还未统一地理信息标准,这样导致无法形成统一的电子地图,各厂商均开发独有的地图产品,各版本间的地图无法相互兼容。产品间无法形成一致的规范,而且这个市场也没用相应的行业标准,因此还需要进一步对这个市场规则,产品进行统一的规范,这样才有利于不同GPS系统间的联合使用。
6 结语
在公路工程施工测量中,GPS技术正逐渐扮演着越来越重要的角色,其强大并且独特的功能为公路工程施工测量工作人员带来了很大便利。相比于传统的测量方法,在公路工程施工测量中充分发挥了它的适应性和优越性,但是也存在着一些不足,需要加大研究程度,使其更加适应各种实际的测量工作。在科学技术不断的发展过程中,一定会不断的完善GPS技术,弥补其不足,使公路工程施工测量的精度进一步提高,并使GPS的应用更加广阔,更加普遍。
参考文献:
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一、保证公路控制测量工作的准确性
部分公路施工线路较长,造价较高,相应的公路测量工作量也较大,测量工作中出现的意外、失误等对公路工程质量及进度都有难以挽救的损失。因此,必须保证公路控制测量成果的准确性。对一个施工项目来讲,其测量工作可分为技术交底、开工前控制测量、施工过程测量、完工后交工测量等几个过程。
1.技术交底
公路控制测量工作要求技术人员对整个施工项目要有总体的了解,还应熟悉各路线图和纵横断面图,并亲自到施工现场进行实际察看测量结果。公路控制测量工作要求组织人员应熟悉控制测量的规范规程,并重点掌握本测量项目在技术规范上所具有的特殊测量条件等,同时应对技术人员进行测量岗位的划分,以明确其各自工作职责。
2.开工前的控制测量
(1)控制点的交接
目前我国现行的控制测量管理模式一般都是由业主和设计单位共同向监管单位和施工单位提供需要控制测量的公路的平面控制点及高程控制点。在各单位交接桩位的过程中,交接的技术人员一定要重点关注点位是否完好及与交桩的资料是否吻合,同时还应做好交接的记录,在交接记录中应明确标注出桩的完好性,如有破损或点位与记录资料不符时,交接人员应注明破损点与不相符的地点,并需要各方的签字认可;如交接的控制桩不能满足控制测量路线的控制要求时,交接人员应要求业主或是设计单位重新交桩。
(2)控制点加密
在一般情况下,测量由设计单位所提供的控制点都不能满足公路施工测量的要求,还需要施工单位对其控制点进行加密。设计单位在加密选点时应严格按照施工图所示,以确保桥、隧等关键部位的控制点位都能够满足公路施工测量的要求。设计单位在选取控制点时,可先在公路施工平面图上进行预选点,然后通过现场核实进行最终的确定;设计单位在埋设标石时,应牢固、坚实,以便于测量仪器的操作,同时还要设置标石标志,以防被破坏。
(3)控制点联测
公路控制测量中控制点联测的目的就是将加密的控制点与由设计单位提供的高等级控制点闭合到一起,使其满足测量的规范要求,以便用于公路施工测量。在控制点联测前应对控制测量的仪器进行标定检验,以确保测量仪器的性能符合测量规范要求,从而保证其测量成果的可靠性。一般来说,控制点联测的工作量较大,其难度也较大,测量时间较为紧迫,因此,在控制点联测前还应组织人员彻底熟悉测量的规范规程以及测量仪器的操作规程,这样就不会因为操作的失误而使得测量结果未能一次通过,给下一步工作带来困扰。因此,测量的规范及规程的相关要求一定要落实到联测的实际过程中,否则在接下来的等级测量中很难获得准确的测量成果。
(4)平差计算
公路控制测量的外业工作完成后,测量技术人员应尽快进行内业的平差分析,即在测量的各项指标均符合规范要求后,对其数据进行平差计算,并将加密点作为施工测量的控制点位。
3.施工过程测量
在公路工程项目的施工过程中,每项具体施工几乎都离不开其测量工作,故公路施工过程测量的工作量几乎占全部工作量的90%以上,因此,确保其过程测量不出现问题是公路施工测量的关键。
(1)重视过程监测复核测量工作
对于不同的公路施工工程,其测量的方法和控制的手段都有可能不同,但在本质上,都包括施工前放样定位、过程中进行监测复核及完成后自检工作三个子项内容。经多年经验证实,施工过程中的监测复核测量在其中具有重要地位。如现浇结构的底板高程控制及位置控制,还有石方边坡爆破挖除中的控制测量等都是其典型的例子。
(2)坚持测量工作规范化
测量工作的程序性和规范性都比较强,这不只在控制测量中能够得到体现的,在过程测量中同样重要。因此,要培养操作者在常规测量中的规范化意识对测量技术十分重要。
4.交工验收测量
交工验收测量是工程全部完工后对工程总质量进行的一项评判,为保证测量工作的一致性,应在交工验收前对各个控制点进行一次复测认可,以保证验收时的观测基点与施工过程中的控制点相吻合,尤其是对桥梁等重点位置,这是十分必要。对于路基类的公路工程,应避免出现反方向观测验收,以保证水准基点之间的误差合理的分配到测段内。
二、保证测量工作的及时性
部分公路的施工工程量很大,工期往往较紧迫,从保证测量结果的准确性角度来讲,公路的测量工作需要大量的时间,而从保证公路施工的工程进度角度来讲,这就要求其测量作业必须缩短用时。因此,为确保测量工作的及时性,在测量工作中应注意以下几方面。
1.坚持科学合理分工
高等级的公路一般小构较多,桥梁较多,现场施工一般具有专业化、流水化程度高的特点,对其的测量作业应随之进行类似的分段分工,这样才可以提高每个技术人员的工作效率,如分配路基组去负责路基、小构等部分测量,给桥梁组分配去负责大中桥等部分测量。实践证明,这样分段分工测量可以有效的提高测量的工作效率,其能与现场的施工测量配合更为默契。
2.坚持责任到人
在控制测量中,应严格每个人的工作职责,并要做到细致分工合理,落实责任到人的政策,以提高每个技术人员的责任心,谁的工作就应让谁去负责到底。在控制测量中,还可以通过适当的奖惩措施,以确保工作计划的落实。
3.坚持制定测量进度计划,加强与施工现场的配合
工程测量工作的目的就是确保其工程得以顺利施工,因此在其施工现场离不开测量人员的配合。在施工工程紧张的情况下,可以根据工程的施工进度计划制定详细的测量进度计划,并及时与施工现场进行沟通,根据实际施工情况进行实时测量数据修正,通过计划管理的方式将控制测量工作的进度与施工现场的进度连系在一起。
4.积极采用先进的测量工具,提高测量效率
对于施工测量数据的计算,技术人员应积极推行程序化计算,这样不仅可以有效的提高工作效率,同时还能够保证测量结果的准确性。
三、结语:
在公路工程建设的各个阶段都需要进行测量,而且测量的精度和速度直接影响到整个工程的质量与进度。公路工程施工测量贯穿于公路施工整个过程,是公路施工主旋律的序曲、尾声及和弦。因此,公路工程测量对保证工程的规划、设计、施工等方面的质量与安全都具有重要的意义。每一位测量人员都应认真执行测量规范和操作规程,以确保测量作业的准确性,从而提高工作效率,相信随着公路施工管理水平的不断提高和先进测量手段的投入应用,今后的公路控制测量,必将为公路工程施工带来更多的便捷。
参考文献:
[1]孔祥元,梅是义.控制测量学[M].北京:测绘出版社,1991
[2]粟志海.公路控制测量[M].天津:天津科学技术出版社,2001
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
0引言
随着我国市场经济体制的不断完善, 公路作为国民经济发展的重要基础设施正日益发挥着极其重要的作用。 公路工程施工是一项复杂的技术、 经济活动, 具有流动性强、 协作性高、 周期长、 受外界干扰及自然因素影响大等特点, 同时涉及到众多的社会主体和多变的自然因素,会受到物质、 技术条件的制约。 进行公路测量是公路工程实施的基础部分, 同时也是一项容易出现偏差和错误的部分, 为了实现测量的科学性与客观性, 必须对公路测量中容易出现问题的环节和步骤进行必要的分析, 对某些步骤和手段进行调整, 对某些测量方式方法进行改进, 力争取得正确的测量结果。
1公路测量中的常见问题
1.1公路工程测量重视不够
测量工作是工程建设中的一项最基础的工作,在公路工程中对公路工程测量的重视不够是公路测量的常见问题之一。在公路工程测量的工程质量监控实际以及对工程竣工验收方面,往往只注重其他施工质量的检查与控制,忽视了公路工程测量的重要性。大多数的工程验收部门并没有亲自使用相关的仪器进行实际测量,在工程验收时,也仅停留在只是对公路的中线标高进行复核。
1.2测量人员队伍建设较差
在公路工程测量中,测量人员队伍建设任重道远。就目前而言,测量人员素质较差且人员较少,其素质和数量与公路测量工作的发展需要还存在一定的距离。在公路施工企业方面,少数公路施工企业没有配备专职的测量人员,公路施工企业在进行施工测量时一般都是由其他人员兼任,非专业的公路测量人员,由于对测量仪器的基本性能、测量方法等不熟悉,在进行具体的测量工作时,无法保证其进行规范地操作,严重影响了公路工程施工的质量。
1.3测量仪器设备老化滞后
在公路工程测量工作中,测量仪器设备老化滞后也是严重制约公路测量工作顺利开展的因素之一,目前测量仪器设备远远滞后于公路工程测量工作的发展。公路施工企业的公路测量仪器设备在长时间的运行过程中出现磨损、故障,公路测量仪器没有得到及时的更新,测量仪器设备维修保养不到位,使测量设备滞后于测量工作的开展。不少公路施工企业即使有一些测量仪器,但其质量低劣,非常落后。少数公路施工企业中连测量仪器都没有,仪器设备数量不足,在进行公路工程施工测量时,大大影响了测量精度,严重制约工程施工的快速推进。
1.4测量操作的规范性缺乏
由于公路测量操作缺乏规范性,容易导致同一条件下多次测量的结果出现不同,严重影响了公路工程的质量。一般而言,公路工程测量中仪器均是比较精密的仪器。但在实际操作过程中,由于测量人员缺乏对测量操作规范性的认识,不能规范地使用测量仪器,使得测量结果在一定程度长存在着偏差,将影响到测量仪器的精确度和灵敏度,不利于公路测量工作的进行。
2公路测量中常见问题的解决措施
2.1测量人员的素质要求
测量人员应具有工作所要求的文化素质与身体条件,并经培训考核合格后方能从事测量工作。测量人员应具有良好的职业道德,责任心强,实事求是,坚持原则,不得弄虚作假。测量人员必须熟悉国家有关的工程测量规范,掌握与工程要求相适应的测量等级标准,在保证有效的测量方法的基础上,不断提高工程测量的精度。测量人员必须熟悉与工程有关的各种正式设计文件、施工图纸,了解工程设计和施工意图,对所承担的测量任务做到心中有数,发现存在的问题积极与工程设计方或施工方反映,协商解决有关事宜。测量人员必须熟悉仪器的性能和操作规程,本着对工程负责和实事求是的态度,尽量减少测量误差,提高测量精度。并对仪器进行自检、送检和保养。测量人员对其提供资料的真实性和精确度负责,测量原始记录和提供的资料应按规定上报项目部;各种测量计算应有详细的说明,并按规定进行复核;所有的资料必须由所承担工程测量项目的主管工程师签字,并留底备查。
2.2强化工程建设监理的控制,促进施工测量水平的提高
工程建设监理在履行建筑工程施工质量监控过程中,要切实把建筑施工测量成果的检查与验收纳入日常的监理工作。在对施工测量质量监控中,一定要坚持“事前控制”的原则,加强对施工测量的监控。对主要的施工测量放样,一定要复测,最好采用各种不同的方法加强校核工作。测量成果合格方可进行下一道工序。另外,施工测量成果经监理测量检测后,经双方测量人员签字,可作为工程竣工验收、工程质量等级评定的技术资料。加强对公路施工测量的监控,可有效地杜绝工程质量事故,既有利于促进公路企业测量管理人员素质的提高,也有利于监理测量水平的提高。
2.3应用新的仪器,提高测量质量
现如今,公路工程施工的规模不断的扩大,施工的面积也大面积增加,对于工程质量的要求也越来越严格。过去的测量方法和手段已经不适应新形势下的公路建设的需要。大浪淘沙,不进则退,我们必须用发展的眼光看待社会的发展和需求。要不断更新新技术,引进新仪器,提高工作质量和工作效率。在工程测量方面,要求我们的施工单位更新测量仪器,提高测量的精准度,同时提高测量人员的技术素质,专业技术水平,为施工测量工作在物质上给予大力的支持,保证公路施工安全、高效、快速、优质化的完成任务。
2.4强化监管力度,保证测量结果
工程监理在进行工程监督过程中,要把施工测量纳入监管体系中来,切实抓好日常测量工作的监督管理。坚持事前控制管理、施工放样重复检测、结果核对检查的监督监控管理方法,采用不同手段进行检查和监督,对于关键的测量放样,要重复检测,检测合格才能够进入下一步测量。每次检测结果进行汇总,作为评定工程质量等级和竣工验收的技术资料。
3结语
公路测量是公路工程施工的基础和重要组成部分,随着科学技术的飞速发展和公路测量理论的不断丰富,公路测量技术日趋完善。我们应该要严格按照要求和规范进行操作,努力提高公路测量水平,为整个公路工程的顺利完成奠定坚实的基础。
参考文献:
一 公路施工测量的一般步骤
(一)人员组织。公路施工测量的技术人员,需要获得技术培训和执业资格上岗证书,方可上岗。
(二)仪器设备组织。测量仪器设备及工具定期(一般为一年)到国家计量部门进行检定,取得合格证书后方可使用;另外,仪器选用要正确,方法采用要得当,不同的工程对象,有不同的精度要求。水准仪进行水准测量时,应尽量使前后视距离大致相等;经纬仪在测量时用正、倒镜观测取均值等。
(三)及时整理测量资料,做好技术总结。
二 公路施工测量存在的问题
公路施工测量虽然作为公路建设项目的重要组成部分,但在现阶段还不能适应公路发展形势的需要。大部分公路施工建设企业对施工测量在现代公路施工中的重要性认识不足,造成实际工作中存在着以下问题。
(一)测量人员业务素质较差且人员数量不能满足工作需要,甚至有的公路施工企业没有专职的施工测量人员,在施工过程中基本上都是由其他技术员或者施工员兼职。由于业务水平不能满足工作需要,对常规测量仪器的性能、操作及测设方法都一知半解,很难胜任施工测量工作,更无法保证施工测量的质量。
(二)测量仪器设备落后且数量不能满足工程需要。很多施工企业施工中没有足够的测最仪器,甚至还有的公路施工企业根本就没有测量仪器,靠临时拼凑应付施工。在施工时,由于测量手段落后,严重影响了测量的精度。而且由于仪器数量不能满足施工要求,也直接影响到了施工的进度。
(三)测量仪器的操作不当且保修不到位。公路测量中所用的仪器都属于精密仪器,在使用过程中,由于测量人员的水平有限,没有受过专业的培训。实际操作的时候没有严格按照正确的使用方法操作,导致测量仪器的灵敏度降低。在使用后,由于没有将仪器及时入箱保护,使仪器出现了不应有的损坏,也为以后测量埋下了隐患。
(四)测量的质量控制不到位对公路工程质量的监控,现有的体制是政府监理和社会监理共同参与,有条件的建设单位,还有自己的工程监督部门,可谓三管齐下。但是,在实际的工程质量监控和工程竣工验收时,都只注重其他施工质量的检查与控制,而忽视施工测量质量的检验。许多工程验收监督部到现场看看,走走过场,没有做到亲自用仪器进行实测。少数工程验收也仅停留在复核一下公路中线标高,不能从根本上对施工测量质量进行监控。这种现象误导了公路施工企业的管理者,认为公路施工测量不重要,不利于公路施工测量水平的提高。
三 公路施工测量存在的问题的解决策略
(一)观念的转变
充分认识公路施工测量在现代公路施工中的作用落后的思想观念是任何事业改革发展的最大障碍。公路施工测量工作者要彻底抛弃低品位质量观,树立“百年大计、质量第一”的思想:应以发展的眼光充分认识公路施工测量在公路施工中的重要作用;要有改变公路施工测量现状、提高公路施工测量水平的危机感和紧迫感:转变观念,切实加强公路施工测量工作的领导、监督、组织管理及投入,以充分发挥公路施工测量在现代公路中的作用。
(二)加大测量仪器的力度
为提高施工测量奠定物质基础,当前公路工程规模日益扩大,施工技术精度要求越来越高。因而在公路工程的施工测量中,采用原有的测量方法和手段受到巨大考验,因此,有些必将被淘汰。公路企业的管理者要有发展的眼光,结合自身发展需要,尽早引进实用的新仪器,以提高公路施工测量质量,适应现代公路工程快速、高效、优质的施工需要。
(三)增强公路施工队伍建设,确保施工测量人员素质
1测量人员应具有工作所要求的文化素质与身体条件,并经培训考核合格后方能从事测量工作。测量人员应具有良好的职业道德,责任心强,实事求是,坚持原则,不得弄虚作假。
2熟悉国家有关的工程测量规范,掌握与工程要求相适应的测量等级标准,在保证有效的测量方法的基础上,不断提高工程测量的精度。
3熟悉与工程有关的各种正式设计文件、施工图纸,了解工程设计和施工意图,对所承担的测量任务做到心中有数,发现存在的问题积极与工程设计方或施工方反映,协商解决有关事宜。
4熟悉仪器的性能和操作规程,本着对工程负责和实事求是的态度,尽量减少测量误差,提高测量精度。并对仪器进行自检、送检和保养。
5测量人员必须对资料的真实性和精确度负责,测量原始记录和提供的资料应按规定上报项目部;各种测量计算应有详细的说明,并按规定进行复核;所有的资料必须由所承担工程测量项目的主管工程师签字,并留底备查。
随着公路规模的日益扩大、工程质量要求的不断提高以及新测量技术和仪器的发展与应用,必须采取有效措施加强公路施工队伍建设,提高施工测量人员素质。公路施工测量人员要通过自学、参加培训等形式,努力提高自身业务素质,主要应掌握常规测量仪器和工具的性能、操作、维护和保养;掌握施工测量常用的测设方法和技能;掌握测量新技术发展与应用动态,并开展创造性实践。此外,施工测量人员必须具有高度的责任心,吃苦耐劳、精益求精的工作作风。在任何艰苦复杂的条件下,都必须保证测量成果的质量。否则,稍有差错,就会给国家和人民造成重大损失。
(四)强化工程建设监理的控制,促进施工测量水平的提高
工程建设监理在履行建筑工程拖工质量监控过程中,要切实把建筑施工测量成果的检查与验收纳入日常的监理工作。在对施工测量质量监控中,—定要坚持“事前控制”的原则,加强对施工测量的监控。对主要的施工测量放样,—定要复测,最好采用各种不同的方法加强校核工作。测量成果合格方可进行下一道工序。另外,施工测量成果经监理测量检测后,经双方测量人员签字,可作为工程竣工验收、工程质量等级评定的技术资料。
(五)强化工程建设中自检的职能
在建设施工中施工测量不仅仅作为线性控制的手段,它更是工程质量的保证环节,在对施工测量质量监控中,一定要加强对施工测量的自检工作,对主要的施工测量放样后。一定要进行复测,最好采用各种不同的方法加强校核工作。工程施工中要做好自检环节。测量各项指标检测合格报验监理认可后方可进行下一道工序,待工程完毕后各自检测数据作为工程竣工验收、工程质量等级评定的技术资料。
四 结束语
公路工程施工测量贯穿于公路施工整个过程,是公路施工主旋律的序曲、尾声及和弦,是公路工程建设质量管理的关键,它在公路工程建设中全面参与,并为施工质量、安全提供基础资料。随着科学技术、经济的高速发展,公路建设对公路施工测量的要求也越来越高,为了保证公路建设质量和效益,加强公路施工测量管理,能提高整体性测量水平,确保公路工程质量,必须规范化、制度化公路施工测量,以防不必要的质量事故发生,更好地为公路工程建设服务。
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中图分类号:X734文献标识码: A 文章编号:
公路工程施工的测量工作看起来简单,但是要真正地做好、做到位,并不如许多人所想像的只要会操作全站仪和水准仪就行。测量人员水平的高低,其实更体现在对各项工作的预见能力、组织协调和策划能力上。做好公路施工的测量工作,要求测量人员不仅要懂测量知识,还应具备扎实的施工技术、施工管理等理论知识和丰富的实践经验,严格按照与工程相关的技术规范、招标文件及图纸的要求,采取合理有效的方法组织测量工作,增强预见性和工作的主动性,避免质量事故和返工、窝工的现象发生。
1施工前的控制方法
1.1控制点的复测、加密
导线点复测、加密:采用附合导线,起、终于设计单位提供的已知导线点,中间为设计单位提供的已知导线点、重要控制网或标段加密点,一般精度要求为一级导线(长度不大于1000m的公路工程、长度不大于2000m的隧道以及路基工程)。水准点复测、加密:采用闭合水准路线,起、终于设计单位提供的已知水准点,中间为设计单位提供的已知水准点或标段加密点,一般精度要求为四等水准。通过控制点的复测、加密内外业工作,形成《导线点复测、加密成果表》、《水准点复测、加密成果表》,报监理单位批准后作为施工控制的依据。
1.2征地界、结构物、横断面的放样与平面高程复核
完成上述工作后,进行线路中桩、边桩、结构物的放样与平面高程复核;并根据施放的线路中桩、边桩,设专人指挥立棱镜的测工在中桩、边桩连线上立点,使用全站仪的“对边测量”功能逐一测量路线横断方向上地面起伏变化点、已有管线和征地界桩等的平面高程,以便复核征地界、迁移管线、横断面及土石方工程量等,对出入较大的应再次组织复测,复测确认的结果应及时上报业主和监理单位,并提出合理化建议。
2施工过程中的测量控制
当一切准备就绪后,测量的主要任务转移到过程控制上来,公路施工测量主要包括平面线形控制和高程控制两种,作为施工前的指导性工作,测量在公路工程施工中有着重要的地位。
2.1平面控制
公路是一种带状的建筑物,施工中要保证道路的线形、走向、宽度正确,就必须对道路的平面位置进行控制,目前所有的公路基本上都采用坐标放样法对道路的线形进行控制。
2.1.1中线放样
施工设计图一般都给出了每20m或25m设计中桩坐标及征地线坐标,还有公路工程的墩台坐标,在进行图纸复审时必须对设计坐标进行复核,无误后方可采用。放样前,最好把全线的导线点、中桩及大桥、特大桥的墩台坐标输入到全站仪中,这样可以避免现场操作临时输入时人为出错。
2.1.1.1主要中桩放样
主要中桩指直圆、缓圆、曲中、圆缓、缓直、直圆、圆直、交点等,且位置较好能够相互通视的点,不能通视的点放出之后也没有多大用处。中桩放样是以某相距最近的导线点为测站,后视相邻导线点,拨角测距放出该中桩点,观测角和距离是以这三点的坐标计算得出的,在放样中桩时应注意两点:a)建站完成开始放样前,应把棱镜放置在前面放过的点或已知点上进行复核,以检验本次的建站精度,如果误差较大,则应查明原因并重新建站;b)测站导线点到所放中桩点的距离应小于到后视导线点的距离,第一点是测量放样的常识,而第二点则是根据导线放样中桩总结出来的经验,是减小误差的一种有效办法。放样中桩的数量以能达到相邻两中桩能够通视为下限,并要做好中桩放样的详细记录。
2.1.1.2栓桩
由于中桩在施工过程中往往会被破坏,尤其在高填方路段,不可能每层路基填筑都用仪器进行中桩放样。为了保证施工中线的正确性,在中线复测过程中应认真做好所有主要中线控制桩的保护工作,以作为施工依据。可以采用埋设护桩的办法把中桩引出去,即所谓的“栓桩”。常用的方法有:平行线法护桩、延长线法护桩和交点法护桩。无论采用哪种护桩方式,都应在测量记录本上绘出示意图,注明桩间距离、距中桩的距离、每个护桩所在的地形特征以及护桩附近的地物等,以便使用时查找。
2.1.2桩位放样
大部分公路工程都为钢筋混凝土结构,其特点是一旦某构件浇筑成型后,很难再作更改,如果测量放样出现错误,导致构件位置、尺寸偏差太大,将很难处理,所以公路工程的施工放样精度要求都比较高,对公路工程进行施工放样时一定要做到精益求精,切不可马虎大意。基础、墩台放样:基础、墩台是一座公路工程的根基,它们定位准确了,上部结构的平面位置一般不会再出现大的偏差,因此公路工程施工测量控制,重点是保证基础、墩台的定位准确。放样前,首先要复核施工设计图所给出的所有墩台设计坐标,复核无误后专门出一份墩台坐标表,最好能将所有坐标输入全站仪储存器内,这样放样方便且可以杜绝坐标输入错误的现象。放样过程中,应用钢尺实测相邻墩台的纵向、横向间距是否与设计值相符,而且施工前还应对相应的桩位进行复测,经过多重把关,方能尽量消除偏差和错误,保证墩台位置的准确无误。
2.2高程控制
2.2.1水准点加密
2.2.1.1补置施工用水准点
设计单位所给的水准点距离较远,一般都在500m以上,施工时使用很不方便。考虑到以后的路基高度,根据实际地形地貌,兼顾结构物工程,可以沿路线方向间隔200m左右补置一个施工用水准点。水准点可设在附近房基、机井台等较坚固处,或自己埋设,并对每个加密水准点位置做好详细记录。
2.2.1.2水准点闭合测量
测量要严格按照水准测量操作规程进行,使用的仪器一定要经过有关部门校核,对每相邻的两个水准点进行闭合测量。加密的水准点都要进行闭合测量和复核,并做好详细的记录。
2.2.1.3计算
首先,应该检查闭合差是否满足规范及设计要求;而后,对每两个水准点进行闭合计算,复核设计单位所给的水准点闭合计算结果,计算出临时布设的水准点高程,并整理出包括原始数据和自设水准点高程的成果表。
2.2.2水准放样
由于高程测量比较繁琐,开工前,应把全线的水准点、逐桩逐层高程、公路工程的各部位设计高程全部计算出来并分类打印成册,这样在放样过程中就能一目了然,只要按照计算结果进行放样即可,能够在很大程度上减少出错。水准放样相对比较简单,在公路施工中应用得比较频繁,所以出错的几率也就更大。测量员必须要有高度的责任心和过硬的技术,在放样过程中要做到既快又准,既不耽误施工进度,又要保证工程质量,避免因粗心大意发生测量错误从而造成返工。
3竣工测量
公路工程完工后,在正式交工前需进行竣工验收,在测量方面,业主和监理要对全线的中线偏位、宽度、高程、横坡和平整度等进行抽样检验,验收合格后才能进行正式交工。所以应该注意的是,申请竣工验收之前应对全线的平面控制点、高程控制点进行最后一次复测,并进行全面的测量自检,提前发现、解决工程中存在的问题,做到心中有数,这样才能保证竣工验收的顺利通过。
4结语
综上所述,保证工程施工顺利进行,实现项目管理目标,工程测量事关重大。只有不断总结,严格依规施测,同时及时正确处理测量工作中的问题,并辅以工程测量软件、AUTOCAD制图软件等先进工具高效、准确地进行数据处理,才能真正为工程施工提供坚实的测量保障。
参考文献
[1]GB50026-2007,工程测量规范[S].
中图分类号:F540.3文献标识码: A
公路工程中的测量工作按其过程一般分为三个阶段,即施工准备阶段的测量、施工阶段的测量和竣工险收阶段的测量。公路工程的测量工作具有十分重要的作用,也是整个工程施工中的关键技术环节。它关系到设计意图的实现、工程施工质量目标的完成和工程施工的成本控制。下面对公路工程施工准备阶段的几项重要工作进行讨论。
一、编制测量规划
测量规划是整个项目测量过程中的指导方向和行动纲领,在施工准备阶段编制测量规划是以后开展现场施工工作的必要准备。测量规划应包括以下内容。
1、测量工作的依据和技术要求,参考该项目的图纸及招标文件、相关规范、验收标准及本单位的有关文件(如本公司的作业指导书)等编制。图纸及招标文件的技术要求是做好本项目测量工作的纲领性文件,规范主要有公路路基施工技术规范、公路桥涵施工技术规范、公路隧道施工技术规范、公路勘测规范、工程测量规范等,验收标准主要为公路工程质量检验评定标准,本单位的作业指导书在完善组织管理方面发挥着重大作用。
2、规定测量的内容,依据项目工期计划,按照该项目的图纸及招标文件的要求来确定。一般分为三个阶段:施工准备阶段、施工阶段、竣工验收阶段。施工准备阶段测量规划的工作内容主要为:熟悉并复核图纸工程量、开工前的交接桩、控制点的复测工作、施工控制点的加密、放样等;施工阶段测量规划的工作内容一般可按照单位工程、分部工程、分项工程的划分来确定测量工作内容和技术要求;同时制定沉降观测办法。竣工验收阶段的工作主要是依据图纸和验评标准检查交工工程的平面、高程控制点及工程平面位置、尺寸、高程等并制作交竣工资料。
3、编制测量工作制度和工作程序。项目经理部设专职(或兼职)测量工程师,作业层项目队设由若干名技术人员和测量工组成的测量小组,根据职责实施各项测量工作。建立健全测量复核制度,现场实施测量作业,使用专业记录簿逐项记录测量数据,测量工作的内业资料必须有两人独立计算,校核无误后方可使用,避免施工放样内容的遗漏或与规范要求不符。编制工程中所使用仪器的检校制度和管理台账。建立健全测量自检和报检制度,对重点工序、重点部位和监理工程师认为重要的结构物和工序需加大复核力度。
二、控制点交接桩
控制性桩点,应进行现场交桩,并保护好交桩成果,现场交桩是设计与施工衔接的一个重要环节,交桩一般要有交桩记录,并经设计、监理、施工单位三方签字。在进行内业交接时,业主(或设计单位)应提供:《控制点成果表》、《控制点布置图》、测量依据、测量成果计算说明及要求等详细资料,同时要求填好交接记录表,已交接资料、不完整资料分类注明,对遗留问题如何解决等;要认真理解设计文件中有关控制点的等级要求及导线、桥梁控制网的精度,设计单位的测量精度及导线、桥梁控制网的布设是否满足勘测设计规范要求,如桥梁控制网的图形条件是否满足规范要求等。在外业交接桩位过程中一定要注意点位的完好及与交桩资料的吻合,同时要做好交接记录,交接记录中应注明桩的完好性,如发现交桩成果有误,一般应会同监理联合测量后确认,要求业主、设计单位重新交桩。
三、控制点的复测工作
1、复测的准备
控制点的复测工作要求配备足够的测量人员,使用全部校验过的测量仪器,认真制定复测的技术方案,一般对设计单位提供的所有点位同精度复测,以满足在施工阶段的测量放样精度要求。
2、复测成果的整理
复测外业结束后对复测资料进行整理,同时要给监理工程师提供复测原始手簿,复测成果应分为3 部分:(1)导线成果,边长及转角与设计单位提供的成果的反算值的比较,差值应小于2 倍的该级导线的测角中误差,边长应小于2 倍的该级导线的测边中误差;(2)平面控制网,边长及角度与设计单位提供的成果的反算值的比较,差值应小于2 倍的该级控制网的测角中误差,边长应小于2 倍的该级控制网的测边中误差,同时应检查本身的角度构成的图形是否满足规范对图形闭合差的要求及相应等级的控制网的测角中误差的要求,水平角观测结束后,应按菲列罗公式估算测角中误差;(3)高程控制点的成果,检查边长及转角与设计单位提供的成果的反算值的比较,差值应小于2倍的该级水准的高程中误差。测量工程师在复测过程中,应对重要桥梁的控制网及相邻标段的导线点、水准点及过河水准点进行复测。对复测成果与设计单位提供的成果相差较大的点也应请监理工程师共同复测,并向设计单位反映情况, 要求解决。
平面控制测量成果的主要技术要求:
表1 平面控制测量精度要求
表2 导线测量的主要技术要求
高程控制测量成果的技术要求:
表3 水准测量精度要求
四、施工控制点加密
控制点的加密在高速公路建设中不可避免,由于公路勘察阶段,设计单位设的控制点一般间距500~800 米左右,达不到施工过程中施工放样的点的密度要求,同时由于不可避免的少数点位的损坏、由于地物变化有些点位不通视、原有点位位置不理想等, 也必须要通过加密来满足在施工过程中放样对控制点的数量和密度的要求。
平面控制点加密一般要求与原设计的控制点的精度相同,导线的加密应采用附合导线,应附合到原设计单位提供的导线点上,同时要注意加密点位应离开高速公路中线的距离不宜过大或过小,一般离开路线中线的距离为80~100m 左右。控制点加密方法有:GPS测量法、导线测量法、小三角测量法等。
水准点加密应闭合到原设计的点位上,点位布置注意:a、在桥梁的两侧应加密;b、需要观测沉降的路段应加密;c、点位应布置在可靠、稳固的地方,控制点加密应采用严密平差,从检查点位的测设精度;d、对于桥梁控制点,应根据桥梁的形式,跨径及设计要求的施工精度确定利用原设计网点加密或重新布设控制网点。
五、原地面复测和复核土石方工程量
施工前,应对全部工程的原地面线进行复测,核对或补充横断面,并请监理工程师进行检查验收,以作为路基横断面施工图和土石方工程计量的依据。测定所使用的仪器精度及操作方法符合勘测设计要求与规程。
根据测定的原地面线绘制成施工横断面图并计算实际的土石方工程数量,如与原设计图纸的工程量有出入则立刻以书面报告形式报给测量监理工程师及业主代表检查、复测、审核。
六、总结
测量工作是整个施工准备阶段工作的重点及难点,测量规划是测量准备阶段工作的重点,同时又是指导各阶段测量工作的纲领, 施工准备阶段的测量工作既直接影响到路线的定线和高程系统的控制,又影响到施工过程中施工放样的可靠、便利,同时也直接影响到工程土石方的数量的计量,涉及业主、施工单位的直接经济利益,因此,做好施工准备阶段的测量工作十分重要,必须引起测量工作者的注意和重视。
参考文献
【 abstract 】 : with the continuous development of China's economy, the highway engineering construction has been improved. But in the process of highway engineering construction, there are always some quality problem lead to the existence of various security hidden danger, not only for the personal safety of construction personnel caused certain threat, but also may lead to unnecessary economic losses. Here in this paper, then combined with examples, in the process of highway engineering construction quality control strategies are analyzed.
【 key words 】 : instance; Road engineering; The construction quality
中图分类号:TV523 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2013)
随着我国经济建设进程的不断加快,城市基础设施的建设也在快速发展,公路是城市基础设施中重要的一部分,与城市建设和人们的生活有着密切的关系,也迎来了其其发展的“黄金时代”。公路工程施工质量的好坏直接影响着城市的经济发展,因此,在公路施工时,应加强公路施工工程的质量控制措施,保证工程质量。本文就以深圳宝安区浪荣公路土建工程为例,对公路施工工程质量保证策略要点进行简单的分析和探讨。
一、公路工程施工质量保证策略
公路施工工程中质量保证策略主要包括有:工程测量阶段、地基和基础工程施工阶段、地下工程施工阶段、地上结构工程施工阶段以及市政管线安装工程五个方面。
1、工程测量阶段
工程施工前,监理工程师应先审查测量工作的准备情况,包括校核测量仪器和工具是否精准、测量人员是否专业合格、测绘部门提供的准水点引测是否正确,并根据工程测量数据,审查设计图纸是否正确可行。除了公路工程中路基、路面的测量外,浪荣路全段工程中跨过桥梁和隧道各一座,因此,还须进行桥梁和隧道施工测量。施工中,遇到建筑物需要对施工设计和规范进行变形监测时,监理工程师须要对变形观测点的布置进行审核,确保其符合相关的施工要求,并记录好变形观测点的布置。监管工程师须对施工单位工程测量的作业过程进行全面的了解,确保其工程测量作业符合相关要求。
2、地基和基础工程施工阶段
公路工程施工中,公路地基工程十分关键,应对公路地基和基础工程的施工做好质量控制。地基工程施工中,常见的问题有挖土位置偏移、回填土密度不合要求、回填不均匀,以及塌方等。(1)监管工程师须熟悉施工单位的相关设计文件,了解施工全段的地质、水文状况,以及地面建筑物等障碍物的情况,以便于在施工中保证施工地附近建筑物的安全。根据实测的结果,对施工单位的测量结果和设计进行校核,确保其设计符合规范。浪荣路位于宝安中部,穿越了三个街道辖区,施工地段中有大量的建筑物存在,做好这一点尤其重要。(2)挖土过程中,分阶段地对基坑的边线进行复核,确保挖土位置的正确合理,并对土质情况做好记录,以便于出现问题时及时应对。(3)基坑的开挖中石方的爆破工程要符合相关规定,挖至高程时,须请勘查设计单位对设计要求的持力层进行验槽,确保开挖的基坑不影响周围的原始的地基结构。(4)要确保施工单位有施工的安全措施及应对紧急情况的应急预案。(5)在土石方工程施工中,要督促施工单位做到文明施工,做好环境保护工作。
在水泥稳定碎石基础工程施工阶段:(1)施工前,对施工中矿料级配、水泥用量、水稳集料出厂拌合的均匀性,以及水泥的稳定碎石强度进行审核,确保工程施工使用的材料质量合格,符合施工要求。(2)督促施工单位做好包括做土模或者只方木的地面清扫工作。(3)对施工单位日常使用的机械使用情况和保养维护情况进行监管,特别是一些关键的如拌合站、发电机、摊铺机、压路机等机械要进行重点检查,确保施工机械性能良好。
3、地下工程施工阶段
由于浪荣路路段施工中经过一个隧道,因此在施工中,还要确保隐蔽工程的质量。其措施包括:(1)隐蔽工程施工中,应该有相关的工程进度进行准确、真实的记录。(2)隐蔽工程验收时,需要工程技术负责人、质检员和建设、监理现场代表同时到位,对一些重要或者特殊部位验收时,还需要设计单位相关负责人员质量监督单位的人员到场。另外,考虑到浪荣路中某些路段地下水位问题,公路的施工还应做好地下防水工作,防止由于地下水的渗透而对公路地基和路面造成影响。施工前须分段对地下水位进行检测,需要进行防水处理的路段要有相应的防水措施。
4、地上工程施工阶段
地上工程施工阶段主要包括两个方面,分别是:(1)沥青混凝土路面工程。对施工单位使用的沥青混凝土质量进行检测,确保其质量符合要求。施工前,应对施工单位沥青混凝土的摊铺机和压路机进行性能检测,保证机械施工能符合相关要求,并对施工的过程进行监测,确保其施工过程中无不应当行为。雨季施工时,须督促施工单位做好排水措施,雨后基层、底基层潮湿未干或者泥土未清除干净的情况下,不得摊铺沥青混凝土。由于深圳夏季雨量过多,这点也应重视。(2)边坡支护工程。根据《工程测量规范》有关变形测量的规定,对施工单位的检测技术进行审查,确保其检测单位有合格的检测资格,检测经验丰富、技术娴熟、测量手段先进。对施工单位提交的相关报告进行审核,确保其出现如在边坡开挖加固的过程中有变形过快或者塌方危险的情况下有相应的紧急应对措施,及相应的加固措施。督促施工单位的施工顺序要逐级进行,待上一级的工程完成,并通过检测符合质量要求之后,才能进行下一级工程的施工。路面铺设完成后,督促施工单位做好绿化工作。
5、市政管线安装工程施工阶段
公路工程施工中,尤其是城市公路施工中会对城市其它基础设施造成一定影响,以深圳市宝安区浪荣路为例,由于位于宝安区中部,跨越的观澜和光明新区是深圳著名的旅游地,因此在施工中,还要做好市政管线安装工程的质量保证措施。(1)施工前,须对管道的质量进行检测,确保排水管道的质量符合GB50268-97的相关规定要求。(2)施工单位电气施工中,应与相应的道路专业、给排水专业、燃气专业等相关专业的施工密切配合。(3)须对设计图纸中的放水路线进行审核,确保放水路线不影响交通和附近的建筑物,且在排水时,排水管道沿线没有异常声响。
二、提高公路工程施工监管力度
工程质量的监控是保证工程质量的重要措施。在公路工程施工过程中,应对建设单位、设计单位、施工单位、监理单位以及各有关机构的行为进行严格的规范,尤其是施工单位,要确保各责任主体的质量行为符合规范,确保工程的整体质量。
为提高公路工程的质量,须根据《建设工程质量条例》的规定,对施工的图纸进行严格的审查复核,确保其施工图纸的设计合理,切实可行,从源头上控制工程施工质量。公路施工中,如沥青混凝土、水泥能建筑材料的质量十分关键,工程施工前,须对工程用材进行取样检验,确保工程材料符合要求,并对工程材料进行不定期的抽查,核查其记录是否真实,对以次充好,违反相关规定的单位要严格处理。公路施工中,施工工作人员、质量检测人员、监管人员等都要具备相应的从业资格,有较高的技术水平或者专业水平,确保工程施工中各环节的质量符合相关规定,保证工程质量。工程施工完成后,须要严格把好工程验收关,对相关的设计材料、施工工程记录文件和施工合同等文件材料进行审阅,确保工程施工按照设计进行,工程施工过程有章可循,且符合相关的合同要求。并由专业的质量检测单位对公路地基、路面等进行检测,确保其符合验收标准后,才予以验收。验收完成后还需要由施工单位出具“工程竣工验收报告”,到相关的部门办理完成验收备案手续后,工程才能宣布完全竣工,投入使用。
三、结语
综上所述,在公路工程施工中,应该加强公路施工工程质量的控制措施,保证公路工程质量,从而更好地促进城市的健康良好发展。公路作为城市基础建设中重要的一个组成部分,与人们的日常生活息息相关,符合规范质量良好的公路不仅能给人们的出行带来便捷,减少城市交通压力,还能促进城市的经济发展,减少城市基础设施的维护成本,对城市建设有着社会和经济的双重效益。
参考文献:
[1]马雪峰,任学涛.浅谈加强公路工程质量管理与控制.[J].科技创新与控制,2012,(03):74-75
[2]孙忠文,李翠娥.浅谈公路工程质量管理的问题及解决对策.[J].内蒙古煤炭经济,2012,(3):457-458
1、工程概况
马鞍山长江公路大桥位于芜湖长江大桥和南京长江三桥之间,距离上游芜湖长江大桥约27公里,距离下游南京三桥约46公里,连接马鞍山和巢湖两市,路线全长36公里,跨江主体部分约11公里。左汊主桥为2x1080m三塔两跨悬索桥。主桥净宽33m,设计车速100km/h。中塔索塔结构设计为门式结构,主要由下、上塔柱、塔顶装饰段及上、下横梁组成,其中下塔柱为预应力混凝土结构,上塔柱、塔顶装饰段及上、下横梁为钢结构。塔高(从塔座顶面算起)为175.8m,桥面以上塔高约为127.5m,下塔柱高37.5m(塔座顶至桥面至钢-砼叠合面),横桥向宽度9.2m-12m,顺桥向宽度17m-25m。上塔柱高127.8m,(从钢-砼叠合面算至鞍座底),横桥向宽度6.0m,顺桥向宽度7.9m-11.0m。上塔柱顶高程为+175.3m,上横梁顶高程为+172.3m,下横梁顶与桥面齐平高程为+58.237m。塔顶装饰段高10.5m。塔柱间中心距:在塔顶处35m,承台顶处43.5m,斜率1:39.6。
2、施工测量作业的范围及主要依据
(一)测量作业的范围
本测量作业段的范围为:马鞍山长江公路大桥左汊主桥土建工程施工MQ-01合同段,里程范围为江心洲K8+000左汊主桥中塔。主要工作内容包括承台施工测量、索塔塔柱的施工放样、关键构件的安装定位等。主要包括模板、钢筋、劲性骨架的安装定位,索塔高程、边界点的放样以及上、下横梁的安装等。
(二)测量作业的依据
①.马鞍山长江公路引桥土建工程施工招标文件、招标图纸、清单及招标文件补遗文件等国家及相关部委颁发的法律、法规和现行设计规范。
②.《工程测量规范》(GB50026-2007);
③.《国家一、二等水准测量规范》(GB12897-2006);
④.《国家三角高程测量规范》(GB/T17942-2000);
⑤.《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2004);
3、承台施工区域加密点高程测量
加密点高程测量采用全站仪三角高程测量方法。线路布置采用闭合环形式进行,以DQ5为起点,经过围堰上游点,到对岸DQ9,然后以DQ9为起点,经过下游点,闭合到DQ5,技术参数参照二等水准测量技术要求进行,数据采集选用两台TCA2003全站仪,对向观测。
4、塔身基座施工测量
围堰抽水完成后,测量封底混凝土顶面高程,把加密点的高程和坐标投影到封底混凝土上面。在监理、监控中心认可后,放样承台顶面的设计轴线和高程。在承台施工完成后,围堰上加密点的坐标、高程可能会发生变化,塔身施工前必须进行复测,为了以后施工方便,将加密点布设在承台边防撞墙上。
采用加密点精确放样承台面塔身基座设计边框线,在基座竣工测量时,放样塔身设计边框线,用于后期塔身施工。
5、混凝土塔身施工测量
混凝土塔身主要采用全站仪坐标测量进行模板检查和竣工测量,当混凝土塔身高度超过20m时,由于仰角较大借用全站仪弯管目镜进行瞄准测量。当塔高低于20m时,高程采用全站仪三角高程法传递;当塔高超过20m时,采用鉴定钢卷尺(50m)悬高法进行传递。
6、混凝土、钢构塔身结合部施工测量
钢构塔柱第一节T1与混凝土最后一节一起施工,当混凝土强度满足设计要求后,对T1块进行张拉,所以T1块的定位精度直接影响钢塔的位置和高程。
混凝土塔身最后一节施工前(图中所示位置),应在上、下游塔柱顶面埋设强制对中观测墩采用GPS静态测量技术进行加密点测量。采用三角高程跨江水准测量法将高程点传递到顶面。采用加密点精确放样T1块底面设计边框线和外移边框线在混凝土面上的投影。初调时,在T1块底面结构特征点吊垂线进行调整平面位置,精调时,采用一台全站仪配弯管目镜,一台铅垂仪分别安置在互相垂直的两边中点进行调整,当这两个点满足要求后,检查其他两个点的位置是否准确。
高程调整,采用在T1四个角挂钢卷尺,仪器安置在观测墩上进行测量,当四个角高程满足设计要求后,在T1顶面架设仪器,精确调整四角相对高差,避免后续钢塔安装时因高差引起倾斜。(注意高程的预抬值)。
7、钢塔安装测量
钢塔是工厂预制,现场拼装,进场后,经过断面尺寸检查合格,即可施工。钢塔安装主要是检测各节钢塔安装后平面位置和高程是否满足设计要求。
(一)测量方法
测量方法选择外控法。因为塔身是预制的,实际测量时只需要确定正交的两个面即可。横桥向(看图5)为3.223/127.65,塔身等截面,左右两幅向承台中心倾斜,前段施工可将投影基点设在混凝土塔身顶面,通过铅垂仪将点投影在支架上,通过两个点的连线量取横桥向偏移量,由于支架最大伸长量为3.223m,需要转换两次投影面,保证支架伸长量1m左右。
纵桥向为2/127.65,塔身变截面,左右两侧向承台中心倾斜,前段施工可将投影基点设在混凝土塔身顶面,当桥面板施工完成后,将投影基点放样在桥面板上,做出每节的内侧点在桥面板的投影,为方便操作并向桥梁中线内50m,测量内侧边中点的里程方向偏差。
通过三个投影点测量塔身三边中心点偏差确定塔柱的状态。
(二)高程传递
高程传递主要采用全站仪天顶测距法,采用悬挂钢尺法进行复核。
①.全站仪天顶测距法原理
用全站仪的测距功能进行垂直向上测距,则其所测距离b与仪器高i之和即为所测高差,从而达到高程传递的目的。
②.全站仪天顶测距法作业过程
作业时,在作业面a 处的水准尺下面贴一反射膜取代棱镜,全站仪可以通过照准反射膜测得距离b,从而获得高差。由于此法望远镜垂直向上,照准无法按照常规的瞄准方法,在作业时,测量反射膜粘贴处的坐标,然后放样全站仪设站点的坐标,保证反射膜中心和全站仪中心在一条垂线上。也可在全站仪天顶角为0°时,打开免棱镜模式,通过光斑中心确定反射棱镜中心。仪器高i采用水平视线法,即把仪器安置好后放平望远镜直至垂直角读数为90°00′00″,从已知点A(点A 与点B 相离较近)处所立的水准尺上读取读数c1,从而实现从已知点A 到待求点a 之间的高程传递,即 ,从而避免了直接量取仪器高而带来的低精度。具体施测时,应多测回、多时段测量,以保证a处高程测量的精度,每两小时观测一次,共测六个时段,每个时段测四个测回并取中数。
③.全站仪天顶测距法精度分析
用这种方法观测时,a、B 两点在同一铅垂线上,b 在测量时已经进行了气象改正,b 的精度取决于仪器的测距精度、垂直向上拨角精度和照准反射膜精度。若采用TCR 1201,按照其标称精度,对于200m 高差,算得测距误差为 =±2mm ;每次垂直拨角可控制偏差在5″以内,算得垂直拨角误差引起的高差误差为 =±2mm;顾及照准误差基本上反映在测角上,对测距基本无影响,则照准芯片误差可忽略不计。而仪器高i 的获取采用了水平视线法,仪器高的量测误差便转化为放平视线的拨角误差,由于A、B 相距很近,按照垂直拨角的算法,易得放平视线误差
将上述误差值代入算得 ±3.5mm,小于索塔施工所要求的±5mm的误差范围,能满足索塔施工的精度要求。
8、结论
通过全站仪天顶测距法在马鞍山长江公路大桥主塔工程施工测量中的实用,解决了因为控制网点离主塔施工区域太远,采用极坐标测量时受江面折光、雾气等影响,测量成果精度和作业效率低;坐标测量值受控制点本身点位误差影响大等;塔身高程传递采用悬挂钢尺受外界环境影响大,采用三角高程测量距离远,同时无法进行对向观测,保证测量成果精度;以及塔身线型受外界环境影响大,监测要求测量精度高,常规测量方法无法测量等难题。同时在如今在建类似工程沪通长江大桥、江顺大桥、平潭海峡铁路大桥、蒙西华中公安长江铁路大桥等主塔施工测量中借签推广使用。从而大大提高了同类似工程施工测量的效率和精度,提高生产质量,节约施工成本。
[中图分类号] U411 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2013)-4-157-2
1 进行控制测量的主要目的
控制测量是测量工作的重要组成部分,是指在工程施工建设区间布设一系列的控制网点,也是保证测量工作能否顺利进行的关键,控制测量分平成控制测量和高程控制测量。控制测量的最终目的是在整个测区范围内建立一批精度相当,具有统一坐标和高程,在地面上具有其确定位置的控制点、图根点、测站点等,精确地确定这些点的位置,可以做为碎部测量分区、分幅测图和分片、分段放样的依据,从而控制了测量误差超限积累,达到提高面上作业的精度和速度的效果。控制测量能够为后期地形测量设计和各种公路工程施工测量设计奠定基础。控制测量是后续公路工程测量设计的基础,此项工作不能顺利完成,将使其后的测图和放样等工作是不能正常完成的。
2 选择适合的测量坐标系统
选择适合的测量坐标系统是在公路工程施工测量过程中必须要考虑到的,也是测量技术人员在实际工作过程中需要面临的实际问题。
(1)大地水准面坐标系。在进行大地测量和公路工程控制测量时都是在地面上进行的,而地表又是一个有高山、河流、湖泊等组成的高低起伏的无规则的曲面,在测量设计时不能用简单的数学公式来进行这些面的计算。通过这个无规则曲面来进行计算公路工程测量中所遇到的各种问题,只能假设一个大小和形状都于地球相似的椭圆来代替地球的形体,将观测结果转移到这一形体的表面上进行计算。无规则平面上每一个点都与垂直线方向垂直的无规则曲面叫做水准面,水准面可以有多个,在进行测量设计时可以选择一个与海平面相重合的水准面来代替地球的表面,这个与海平面相重合的水准面称为大地水准面。大地水准面是近似于地球的自然表面,但它仍是一个无规则的曲面,只能选择一个形状和大小都与地球球体接近,才能能用简单数学式对该无规则的曲面进行计算。
(2)高斯平面直角坐标系。公路工程测量设计一般情况下都是在没有道路的区域,会穿越多个不同的地区,达到几十或上百公里,为了进行坐标系统的计算,并能很好的与已有公路相连接,使用的计算方法是国家坐标系换带计算方法。高斯正形投影的原理就是假想将一个截面为椭圆柱套在地球椭球体上,并使某一子午线与椭圆柱相切,横圆柱的轴与地球椭球的轴互相垂直,这样就可以将靠近子午线的那部分地球表面的图形投影到圆柱体面上,最后将圆柱面平行展开就得到平面上的图形。高斯投影可以将椭球面变成平面,但是离开中央子午线越远变形越大,这种变形将会影响测图和施工精度。为了对长度变形加以控制,测量中采用了限制投影宽度的方法,即将投影区域限制在靠近中央子午线的两侧狭长地带。这种方法称为分带投影,投影带宽度是以相邻两个子午线的经差来划分。
3 埋设控制点是控制测量的关键
在外业开始之前,首先要根据工可确定的路线方案,搜集测区已有的控制测量资料和1∶10000的地形图资料,并认真分析资料的可靠程度,并在1∶10000的地形图上标出路线的走向及测区的范围,按二级导线的标准在地形图上大致选定导线点的位置,注意导线形状应沿路线走向布设成直伸状,以方便导线观测、计算,此项工作即被称为图上选点。然后根据设计图纸到实地去对测区情况作深入的查看验证所设计的布网方案,判断导线路线和导线位置是否可行,并根据实地情况对图上设计进行必要得修改,具体选定导线点的位置和确定埋设标石的类型和数量。根据导线观测的要求,选点应注意下列要求:(1)导线点位置应尽量接近路线位置,且相邻导线点之间高差不宜过大,通视情况良好,便于测角、量距、测绘地形、定测放线和施工放样。(2)导线点应位于土质坚实、安全可靠,且便于长期保存、加密导线的连接、安放仪器和易于寻找的地方。(3)相邻导线的边长应大致相等,尽量避免导线边长变化太大而增加因望远镜调焦产生的误差,一般短边与长边之比不宜大于1∶3,且短边的长度不宜小于50m。
导线控制点采用每隔5km设置,对相互通视的GPS控制点,用水泥混凝土标石,标石顶面中部插入长15cm、直径为1cm的钢筋,钢筋顶部锯一个十字以标识点的位置。标石根部、底部及接近地面的部分,应浇筑一定数量的水泥混凝土,土坑应夯实,以减少控制点的沉降和防止人为的破坏,从而保证控制点的可靠性。所有标石的顶面应标注点的名称,标石附近应埋设标志桩及在邻近的地物上作上标志以指示控制点的位置,绘出点位草图并严格填写点之记以方便找寻。
4 平面控制观测
平面导线控制点埋设好以后,根据《GPS测量规范》的一级GPS控制网的标准选择一部分标石作为GPS控制点,大约每隔5km设置一对相互通视的控制点,建立GPS控制网,作为该工程平面导线的首级控制。然后搜集测区附近三等以上的国家平面控制点,以准备与GPS控制网联测,并要求联测得点数不宜小于三个,且力求分布均匀又能控制全线的GPS控制网。然后在完成GPS控制点的基础上进行平面导线加密。
平面控制导线点加密的观测利用全站仪,为减少仪器对中偏差和目标照准偏心误差的影响,采用三联脚架法施测,水平角观测采用测回法,并且根据规范要求一测回内2倍照准差的变动范围不大于18s,同一方向值的两个半测回较差不大于24s;距离观测采用往返观测法,对于同一导线边要求往返观测的读数较差不大于10mm,并对距离进行温度、气压和加、乘常数的改正以及地球曲率的修正计算。由于导线的边长一般比较短,可不进行测距长度的归化投影计算。
平面控制导线每隔5km有一对相互通视的GPS控制点,所以加密导线可以采用单一的附合导线进行平差计算。单一附合导线的平差计算包括两部分:(1)角度闭合差的计算及分配;(2)坐标增量闭合差的计算及其分配。
5 高程控制观测
初步测量的高程控制测量的作用是为地形图测绘、定测放线和施工放样提供高程基准点,因此高程控制点位置应尽量接近路线位置,以方便高程的引用或加密。我们以国家高程控制点为基础,沿平面导线控制点布设附合水准路线,将平面控制点和高程控制点一起设置,减少了控制点的埋设。高程系统可采用1985年国家高程基准,在测区附近选择两个最近的国家二等或三等高程控制点,作为本测区控制的首级高程控制,附合水准路线采用四等水准测量。测量仪器可采用自动安平水准仪和红黑双面区格式水准尺。为保证最大视线长度不超过100m和前后视距大致相等以尽量减少仪器的调焦次数,可利用测绳来确定安放水准尺和水准仪的位置,观测严格按照后-前-前-后或黑-黑-红-红的顺序,每站观测完毕首先检查前后视距差和黑红面读数是否超限,将观测误差在测量的同时及时地发现,以避免返工。
6 小结
道路勘测阶段控制测量是设计、施工放样及质量验收的重要依据。随着工程测量技术的发展,它的精度和施测过程所需要满足的要求也应更加严格和规范,作为一个合格的工程测量人员,必须也非常有必要把这项工作做好。
高速公路工程施工具有建设规模庞大、桥梁工程结构形式复杂、施工标段界面多等特点,所以做好高速公路测量控制在整个工作中显得尤为重要。某高速公路采用总承包模式管理,共九个合同段,线路正线全长66.7公里,联络线全长15.95公里,线路一般最小平曲线半径400米。下面谈谈该路段的测量控制。
一、控制点检测与横断面复核
1、 控制点检测
控制点检测从业主接桩后,对导线点进行检测,导线检测采用《工程测量规范》技术标准所规定的导线标准,用全站仪检测。
导线检测只观测左角,因只有两个方向帮不需归零,两测回角差不超过9″,在一个测站观测两个方向的边长,实际是对每一边往返观测。外界气压、气温、以及仪器加常数输入仪器,仪器便自动计算改正,显示改正后的水平距离。高程检测应用三角高程法,通过全站仪在一个测站检测测站点与前视点、测站点与后视点的高差,精度采用四等标准,一测站两组高差各读数两次,高程取值精确至1mm,每组高差相当往返各一测回。
检测的角度、边长和高差分别与原有角度、原有边长、原有高庆功的差值,即检测结果,应提交监理工程师审核确认。对检测中发现的重大问题及时向原设计单位反应,加以解决。
2、 横断面复核
根据现场地形及设计横断面进行横断面复核,起伏较大地段,应进行加密,横断面复核从已知高程控制点开始,每400m 左右与另一已知水准点闭合。
二、导线点、水准点的增设
1. 导线点增设
对业主单位所交控制桩及资料进行复测校核,确认无误后方可进行控制点加密,根据本工程的特点、地理环境和现有的测量依据进行控制点加密。
加密导线拟采用一级导线,布成附合导线,执行《工程测量规范》技术标准所规定的导线标准。平均边长500m,测角中误差5″,测距中误差17 mm,测距相对中误差不大于1/40000,方位角闭合差10√N,相对闭合差不大于1/15000,如导线全长小于1.33km,导线全长的绝对闭合差不应大于13mm。根据一级导线标准,应用全站仪,在一测站水平角测二测回,观测两个方向的边长,形成对每条边往返测。加密的一级导线点即路线中线控制桩,执行《工程测量规范》技术标准所规定的一级导线标准,满足《技术规范》中线路中线控制误差不大于1/15000 的精度要求。
2. 水准点增设
由于桥位工作水准控制点精度要求较高,因此水准点增设采用《工程测量规范》技术标准所规定的四等水准测量标准,采取附合水准测量,平地限差20√Lmm,采用水准仪往返测一次,水准尺为双面尺。
三、控制网建立
桥梁施工中,需要精确地定出桥梁中心线和桥梁结构的各个部分,并随时检查施工质量,根据桥位地形,定位方便,确保位置精确,建立三角网作为平面控制网,同时应用四等水准测量在桥区引测3 个水准点作为水准点,三角网选点要具有足够的强度,以保证其精度来满足施工要求。
四、三角网施测及计算
三角网施测应选择良好天气进行观测,用全站仪观测,当方向数超过三个时要归零,归零差不超过8″,2C 互差不超过13″,同一方向各测回互差的限差不超过9″,每个距离进行往返测,往返测距离之差不超过10mm,边角网平差计算采用电算形式。
五、中线测设
首先对主要点位坐标进行复核,应用PC-E500 计算机对坐标进行复核无误后打印出里程桩号及点位坐标。中线测设采用极坐标法。
a、b 为相通视的两个导线点,P 为需测设的中线点位,这些点的坐标分别为Xa、Ya、Xb、Yb、Xp、Yp,由图可知a 到P 的距离Dap,a 至p 的方位角αap。
应用电算程序获得Dap,αap。
同理,求得b 点到p 点的距离Dbp 及方位角αbp。以及a 到b点方位角αab,b 点到a 点方位角。
实地放线时,在a 测站安置仪器,b 点定向设置方位角αab,转至αap,测设距离,放出p 点,然后在b 测站安置仪器,a 定向,设置方位角αba,检测p 点方位角αbp 及距离Dbp。
六、大型构筑物控制网的建立
本标段互通区内构筑物有主线桥1 座、匝道桥8 座、中桥一座。
桥位于三角网测量精度应符合技术规范要求同时考虑到施工的需要。
1、 控制网建立
桥梁施工前,需要精确地定出桥梁中心线和桥梁结构位置。根据桥位地形,部分桥位于曲线上,大桥跨越处高差较大,为了确保定位精度,建立三角网作为平面控制网,同时应用四等水准测量在桥区引测3 个水准点作为工作水准点,导线点及水准点要尽量避开施工区及堆放材料的场地,控制点要稳定牢固,并定期复测。
2、 桥梁三角网精度的确定
①根据桥梁中心线允许偏差分析三角网的必要精度
桥墩在桥轴线偏移中误差±20mm,不会对结构产生影响,为使三角网对桥梁中心线定位精度不发生显著影响,三角网中误差占40%,所以三角网中误差±20×40%=±8mm,因此三角网边长误差在数值上力求小于8mm。
②根据墩台允许误差分析三角网的必要精度
规范规定墩台之间,墩与墩之间的距离误差一般为±10mm,则桥全长误差M=±N=±10mm,N 为桥的跨数。为使三角网测量不对工程质量发生影响,取1/(2)1/2 倍全长相对误差为10(N) 1/2/(2)1/2S,S 为桥长,N 为跨数。
③三角网施测及计算
三角网施测应选择良好天气进行观测,用全站仪观测。当方向数超过三个时要归零,归零差不超过8″,2C 互差不超过13″,同一方向各测回互差不超过9″,每个距离进行往返测,往返测距离之差不超过10mm。
七、施工测量
1、 涵洞施工测量
涵洞采用坐标法放出中心点位,在中心点位安置仪器,用已知控制点定向,放出轴线,在轴线上中心点两侧定出两个栓桩点,用钢尺量测栓桩点至中心点的距离,施工中应用两个栓桩点随时恢复涵洞中心点。
2、 桥梁施工放线
(1)钻孔桩放线
1) 钻孔桩放线根据桩位坐标,用全站仪由控制桩直接放出桩位,经复核及监理监理工程师检验合格后,进行拴桩。
2) 拴桩采用十字交叉法,两条线接近于直角。做好拴桩图,记录拴桩点与桩位之间的距离,以便及时恢复桩位,进行检验。施工时,注意对拴桩点的保护。
(2)桥墩、台放线
1) 先恢复钻孔桩位,然后按设计尺寸及相互关系放出承台线,也可利用全站仪直接放出承台中心线,然后放出结构边线。
2) 桥墩的平面控制,要求双方向“十”字控制点位,精度单点误差及立面垂直误差要严格按设计规范执行,墩、台成型后,弹出平、立各轴线及控制线,量出各方向偏差值并上报监理工程师。
3) 梁、板安装
在盖梁及桥台顶标高检测合格后,准确测设出支座标高,弹出盖梁中心线及梁板安装中线,各种控制线至少检核两遍以上,确保准确性。
4) 桥面铺装
对桥面中心及桥墩中心点位平面测设精度要严格执行设计要求,边线由中心线向两边返出,各方向控制线要检核至少两遍以上,然后按设计尺寸弹出结构各部位墨线。
以上各步骤高程控制线均按设计尺寸放出,并至少检验两遍以上,每一步骤均须经监理检查合格后方可进行下一道工序。每一道工序完成后均应按实际量出各部位偏差值,并做好记录上报监理。
3、 道路及其它附属工程施工测量
根据中线桩测放施工控制线,根据道路平、纵、横,计算每一桩号对应的路基宽,测量现状地面高程,做为原始资料存档,并确定填土层数及填方工程量。
排水边沟施工中,平面及高程要符合规范要求,杜绝返坡现象。
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
0 引言
在传统的公路工程平面控制中,公路定线有纸上定线和现场定线两种方法,设计中线也分为图解设计中线和解析设计中线两种形式。现场施工放样方法多为切线支距法、弦线支距法、偏角法、辅助切线法、距离交会法等方法。主要的量距方法为钢尺量距,需作多项改正,精度不高,而且误差容易积累,直接影响定位精度。对于桥梁、隧道工程来说,由于控制手段的限制,多布设成带有基线的三角网,用三角形传算边长及坐标。桥梁墩、台放样多采用测角交会的方法。
随着公路建设步伐的加快,公路建设技术水平也得到了很大提高。航测遥感成图、GPS控制网、CAD辅助设计、全站型电子仪器等技术已广泛应用于工程实践,这些技术随着电子计算机技术的日新月异而在工程中发挥着日益重要的作用。在这种数字化系统中,可以比以往更加严格地控制施工误差,使得公路线型更加接近设计,行车更加舒适。
1平面控制误差来源
对公路工程来说,平面控制误差来源主要有:坐标计算误差,控制网本身的误差,施工放样的误差。其中控制网误差和施工放样误差均涉及到测量误差。
测量误差主要来自三个方面:
(1)测量仪器。观测工作通常是用专门仪器进行的,尽管现代仪器可制造的相当精密,但也很难做到完美无缺,即使仪器经过极为严格的检验校正也绝对达不到理论上的要求,这些仪器误差的存在必然会给测量结果带来误差。
(2)观测者。人的感觉器官的鉴别能力有一定的局限性,无论如何认真、仔细地操作,也不能做到尽善尽美。例如观测时在仪器的安置、瞄准、读数等各个环节均会产生误差,而且是不可避免的。
(3)外界条件。如温度、湿度、风力、大气等诸多因素的变化,都会对观测结果产生直接的影响。
根据测量误差对观测结果的影响性质,可分为系统误差和偶然误差两类[1]。在实际工作中,应该采用各种方法来消除系统误差,或者减小其对观测成果的影响,达到实际上可以忽略不计的程度。对于偶然误差,则应采用提高仪器精度等级、重复观测、进行多余观测的方法减弱其影响。
2 施工控制精度要求
进行高质量的测量的先决条件是建立一个具有合适的点的密度和足够精度的测量控制网。
我国的测量规范规定四等以下各级平面控制网的最弱点的点位误差相对于起算点(上级控制点)而言不大于5cm。
由于近代测量技术的发展,可以较方便地取得地形和地物等的大量点位的三维坐标值,经过数据处理以后,转变为数字化的地形模型。设计、施工放样的精度不再受地形图的比例尺、图解精度的限制,可以从工作本身的需要提出要求,在这种数字化系统中,对测量控制会提出更高的精度要求。
在工程控制中,测定平面点位或高程的精度一般要求为毫米级,特别精密的工程也会提出在1mm以内的精度要求,控制网中并非对所有的点位要求有同样的精度,而是有所侧重,并且往往关心某些点位在特定方向上的精度,例如桥梁施工控制网要求保证桥梁轴线方向上的点位精度;隧道施工控制网则要求保证贯通面处横向的点位精度。
施工放样的精度随着建筑材料、施工方法等因素而改变。按精度要求的高低排列为:钢结构、钢筋混凝土结构、毛石混凝土结构、土石方工程。按施工方法分,预制件装配式的方法较现场浇筑的精度要求高一些,钢结构用高强螺栓连结的比用电焊连接的精度要求高。
现在多数公路工程是以水泥为主要建筑材料,混凝土柱、梁的施工总误差允许约为10—30mm,结构物的倾斜度(垂直度)要求为1/1000—1/2000,钢结构施工的总误差随施工方法不同,允许误差在1—8mm之间,土石方的施工误差允许达10cm。
一般土建工程的施工放样要求新建筑物和构筑物与邻近已有建筑物的相对位置误差为10—20cm。公路工程的绝对点位精度一般可控制在10—20cm之内。
由于工程控制网的精度要求较高,各种工程建筑的现场条件差别很大,所注重的点位及其方向又各不相同。因此,必须根据工程要求和具体条件,设计专用的控制网。对于施工放样要求更高精度的特种工程,如大桥、隧道等,则可以利用城市基本平面控制网的一个已知点坐标和一个已知方位,布设独立的高精度的专用工程控制网来解决。
在多数工地上,测量工作的成本很低,所以恰当地规定精度要求的目的主要不是为了降低测量工作的成本,而是为了在满足精度的前提下提高工作速度,更好地为工程服务。
3 公路工程施工放样精度分析
3.1 全站仪极坐标放样精度
随着全站型电子测量仪器在工程中的广泛应用,路基桥涵的施工放样也由传统的角度交会、偏角法测设等方法扩展到采用角度和距离测设的极坐标法。
施工放样的误差随放样方法而异,对于目前经常采用的全站仪极坐标法放样,依据精度分析的可忽略原则[2],不考虑控制点本身起始数据误差的影响,其误差值很小。
在坐标法放样中,首先需要建立一套坐标控制系统,对于路基来说,一般是一条导线,对于桥涵来说,则大多需建立桥梁控制网。然后计算路基中桩、边桩和桥梁涵洞上特征点的设计坐标,最后由这些待定点与控制点的坐标关系用极坐标法放样于实地并仔细校核各点间的相对关系,满足要求即可用以指导施工,否则应查明原因。
极坐标法定点的误差为:
M=±
在工程实际中,一般使用2″级全站仪。
其半测回方向值的中误差为mβ=±2″×=±2.8″
测距中误差为ms=±(2+2ppm×D)mm
假设布设路用导线点的密度为500M左右一个点,则依据导线点放样待定点时,假设待定点在不利情况下,距控制点0.3km,其误差为:
M=±=± =±4.8mm。
不考虑导线点本身起始数据的误差,用全站仪极坐标法放样完全能够满足公路中线偏位50mm的精度要求。
对于桥涵放样,如果有更高的精度要求,则可用归化法放样等其它方法提高施工放样精度。
3.2 桥梁控制网精度
桥梁施工测量主要任务是精确地放出桥墩、桥台的中心位置及其纵横轴线,为了确保墩台的定位精度,对大型桥梁而言,首先必须建立好桥梁施工控制网。
桥梁的施工控制网,除了用以精密测定桥位中线(桥轴线)的长度外,还要用它来放样各个桥梁墩、台的位置,保证其上部结构的正确连接。
由于桥梁控制网的主要作用是确定桥长和放样墩台,因此应分别根据桥梁架设误差和墩台定位的精度要求来计算桥梁控制网的必要精度,一般桥墩中心线在桥轴线方向上的位置中误差不应大于 ±15mm。
施工中要求桥墩在轴线方向上的施工放样误差为±10mm。使用距离、角度交会的极坐标法放样,依据精度分析可忽略原则[2],要求起始数据误差mQ的影响点总误差(施工放样误差)mΣ的10%。即=0.9mΣ
由mΣ=±10mm,求得mQ=±4.4mm。因此只需各控制点最弱点点位误差、最弱的相对点位误差小于±4.4mm,即可满足施工对控制网的精度要求。这对于全站仪施测的边角网很容易达到。
3.3 施工放样精度
公路工程的绝对点位精度要求较大,公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2004中实测项目也只是针对结构物相对位置、几何尺寸,路基中线的相对位置作出要求,因此施工放样并不十分关心导线的最弱点点位中误差的大小,最重要的技术指标是相邻导线点的相对点位中误差。只要相邻导线点的相对点位精度满足要求,一般可以完成施工任务,满足路线平面位置的精度要求。在公路施工中,在导线、桥梁控制网精度满足要求的前提下,依据精度分析可忽略原则[2],不考虑起始数据误差影响,用全站仪极坐标法放样完全能够满足公路中线偏位、桥梁上下部结构定位的精度要求。
4 结语
近几年我国公路建设中,航测遥感、CAD计算机辅助设计、GPS、全站仪等新技术已在勘测设计、施工运营等各个阶段得到了越来越广泛的应用。对于施工单位来说,随着全站型仪器的日益普及,已使得传统的施工放样方法发生了根本性的变化,坐标法放样具有误差不累积、施工放样简单方便、不受地形地物限制、精确度、可靠性高等优点。这样,坐标的计算及相关误差的分析也就显得愈发重要。
随着国家加大对基础设施建设的投入和重视,公路建设将面临新的发展机遇与挑战,如何充分利用日新月异的科学技术为公路建设服务,是摆在每一位公路建设科技工作者面前的重要课题,公路建设机械化程度的不断提高对施工放样提出了越来越高的要求,这种要求不但体现在时效性、可靠性上,还体现在精度上,本文谨对公路工程施工放样中有关平面位置误差的分析做一些探讨,不妥之处请指正。
参考文献: