王春飛

摘 要:測(cè)量技術(shù)水平對(duì)于提高內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程施工質(zhì)量具有十分重要的意義。首先闡述了內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程主要測(cè)量工作內(nèi)容與儀器設(shè)備,并重點(diǎn)分析了測(cè)量技術(shù)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞:測(cè)量技術(shù);養(yǎng)護(hù)工程;GPS

中圖分類(lèi)號(hào):TU113.2+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3198(2009)16-0292-01

1 內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程中的主要測(cè)量工作及儀器設(shè)備

1.1 主要測(cè)量工作內(nèi)容

內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程分為疏浚工程和整治工程,而整治工程又分為筑壩工程和護(hù)岸工程,其工程主體基本位于水下,在工程施工過(guò)程中涉及的測(cè)量工作主要有:

(1)疏浚工程:平面控制和高程控制測(cè)量,施工前工程量復(fù)核測(cè)量,挖槽的施工放樣測(cè)量,施工全過(guò)程中的水尺設(shè)立和觀測(cè),中間檢測(cè)和驗(yàn)收測(cè)量,工程完成后的效果檢測(cè)。

(2)整治工程:平面控制和高程控制測(cè)量,壩位、護(hù)坡、護(hù)岸以及施工圍堰的施工放樣測(cè)量,中間檢測(cè),施工中及施工后的沉降觀測(cè),驗(yàn)收測(cè)量,工程完成后的效果檢測(cè)。

1.2 主要測(cè)量?jī)x器設(shè)備

傳統(tǒng)的控制測(cè)量工作是使用光學(xué)儀器,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)在已使用GPS設(shè)備逐步代替光學(xué)儀器進(jìn)行平面控制測(cè)量。GPS(全球定位系統(tǒng)Global Positioning System )是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制的,該系統(tǒng)由空間星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶(hù)系統(tǒng)三部分組成。用戶(hù)接收機(jī)根據(jù)接收的定位信息,實(shí)時(shí)計(jì)算求出接收機(jī)的三維位置,以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。從而達(dá)到全球性、全天候、連續(xù)的精密三維定位與導(dǎo)航的目的。但是因民用的GPS設(shè)備采用的是P碼(普通碼),測(cè)出的高程(橢球高)精度不能達(dá)到規(guī)范要求,所以高程控制測(cè)量還是需要使用光學(xué)水準(zhǔn)儀。而在施工中,平面位置的放樣工作可以使用全站儀,也可以使用GPS設(shè)備,高程測(cè)量(包括沉降測(cè)量)則基本使用自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀。水下地形測(cè)量是聯(lián)合進(jìn)行的,使用測(cè)深儀測(cè)量水深。用光學(xué)儀器或GPS設(shè)備測(cè)出測(cè)深點(diǎn)的平面位置。而為了檢測(cè)工程效果進(jìn)行水文測(cè)量時(shí),也需要由幾種設(shè)備聯(lián)合進(jìn)行,使用流速儀測(cè)量水流速度,通過(guò)水準(zhǔn)測(cè)量測(cè)出比降,用光學(xué)儀器或GPS設(shè)備測(cè)出測(cè)速點(diǎn)或比降點(diǎn)的平面位置。

2 航道養(yǎng)護(hù)工程中測(cè)量技術(shù)要點(diǎn)

2.1 挖槽放線(xiàn)

放樣工作是進(jìn)行航道工程施工的前提,是工程質(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求的重要保證。由于內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)工程的特殊性,放線(xiàn)精度要求高,測(cè)量難度大,一般放線(xiàn)采用指示性導(dǎo)標(biāo),給工程施工帶來(lái)困難。一般而言,對(duì)航道養(yǎng)護(hù)工程的放線(xiàn),常規(guī)做法是在岸上設(shè)置導(dǎo)標(biāo),標(biāo)示出挖槽區(qū)域的左右邊線(xiàn)、起止線(xiàn)。由于受地形地物及通視條件的限制,導(dǎo)標(biāo)的靈敏度往往達(dá)不到施工要求,如果在放線(xiàn)中存在測(cè)量誤差,就會(huì)“失之毫厘,謬以千里”。以往對(duì)此種情況只能通過(guò)提高測(cè)量精度盡量滿(mǎn)足放線(xiàn)要求,但還不能完全達(dá)到施工要求。利用GPS 測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行放線(xiàn)一改往日實(shí)地放線(xiàn)的做法,只需在計(jì)算機(jī)內(nèi)以挖槽的左右邊線(xiàn)及起止線(xiàn)等參數(shù)做出計(jì)劃線(xiàn),將GPS 接收機(jī)天線(xiàn)安置于挖泥船的挖泥部,通過(guò)計(jì)算機(jī)就可隨時(shí)掌握挖泥部的位置,確保航道養(yǎng)護(hù)工程在設(shè)計(jì)挖槽內(nèi)進(jìn)行,這樣,即提高了工程作業(yè)的效率和質(zhì)量,又減少了測(cè)量放線(xiàn)的工作量。

2.2 水深測(cè)量

由于航道建設(shè)工程隱蔽性高,絕大部分疏浚和整治工程均在水下進(jìn)行,工程基本上不可視,因此水深測(cè)量是航道建設(shè)工程測(cè)量工作的重點(diǎn)。一般采用GPS 定位,采用兼有數(shù)字和模擬記錄功能測(cè)深儀測(cè)深,采用專(zhuān)業(yè)的導(dǎo)航軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)導(dǎo)航、定位、采集和記錄深度數(shù)據(jù),其主要的技術(shù)控制:一是檢驗(yàn)導(dǎo)航軟件對(duì)GPS 實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)的解算結(jié)果,檢驗(yàn)方法就是采用導(dǎo)航軟件在控制點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè); 二是控制好測(cè)深、定位、定標(biāo)、記錄的同步性、控制好測(cè)深與水位觀測(cè)的時(shí)間同步;三是測(cè)深儀器的校準(zhǔn)和比測(cè)。

部分地方單位采用RTK 進(jìn)行無(wú)驗(yàn)潮水深測(cè)量,規(guī)范沒(méi)有相關(guān)的技術(shù)指標(biāo)控制。無(wú)驗(yàn)潮測(cè)量簡(jiǎn)單地說(shuō)就是用移動(dòng)站GPS 天線(xiàn)中心的高程減去天線(xiàn)到水面的長(zhǎng)度再減測(cè)深儀測(cè)得的深度就得出地面高程。實(shí)際工作中主要控制的技術(shù)要點(diǎn)一是無(wú)驗(yàn)潮水深測(cè)量中移動(dòng)站GPS 天線(xiàn)中心高程的求得( 導(dǎo)航軟件對(duì)GPS 實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)解算的三維坐標(biāo)),其檢驗(yàn)方法是用導(dǎo)航軟件直接在控制點(diǎn)上比測(cè)或用RTK 控制器手薄采集的與導(dǎo)航軟件對(duì)GPS 實(shí)時(shí)差分?jǐn)?shù)據(jù)解算的三維坐標(biāo)比較; 二是在進(jìn)行水深測(cè)量過(guò)程中船體姿態(tài)的控制,目前沒(méi)有好的方法控制或修正運(yùn)動(dòng)船體的姿態(tài)。對(duì)于多波束測(cè)深儀在運(yùn)河航道的測(cè)量應(yīng)用,由于內(nèi)河的水深一般在幾米,其優(yōu)越性得不到充分的體現(xiàn)。

2.3 施工船舶挖泥作業(yè)

在施工船舶上配備全球定位系統(tǒng)GPS和裝有電子圖形控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。施工前由測(cè)量人員編制施工計(jì)劃文件,把施工計(jì)劃輸人計(jì)算機(jī);施工過(guò)程中,利用電子圖形控制系統(tǒng),駕駛員按照計(jì)算機(jī)所顯示的施工挖泥圖形范圍操作,即可有效地控制挖槽范圍。在耙臂和耙頭、絞刀頭位置安裝深度指示裝置,可對(duì)挖泥船的耙頭、絞刀頭實(shí)行精確定位并加以控制,從而有效地提高挖泥效率、挖槽平整度和邊坡開(kāi)挖的精度,有效地控制施工過(guò)程中的超挖、欠挖情況,減少無(wú)效挖方,從而達(dá)到了減少挖泥廢方、提高疏浚效益的目的。

2.4 施工船舶監(jiān)測(cè)

為了及時(shí)、有效、準(zhǔn)確對(duì)施工區(qū)段各施工船舶的航行動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤處理,確保施工安全,工程中需要實(shí)時(shí)掌握各船舶的航行位置、航速、航行線(xiàn)路,做到統(tǒng)一調(diào)度、及時(shí)調(diào)整。因此,可以在投入施工的船舶均安裝水上交通管理監(jiān)控系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的工作原理是:由安裝在施工船舶上的船載定位終端通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)向陸地監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù),通過(guò)監(jiān)控中心計(jì)算收集。即可在計(jì)算機(jī)屏幕上實(shí)時(shí)顯示船舶位置及航行動(dòng)態(tài),并可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)多終端同時(shí)監(jiān)控,是集GPS衛(wèi)星定位技術(shù)、GPRS、GSM和CDMA1移動(dòng)通信技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體的綜合管理系統(tǒng),具有定位、跟蹤、預(yù)警、報(bào)警、緊急救援等綜合功能。

2.5 測(cè)量質(zhì)量監(jiān)理的工作重點(diǎn)

在施工前的工程量復(fù)核測(cè)量時(shí),測(cè)量工程師應(yīng)該和承包商共同進(jìn)行,并各自獨(dú)立完成水下地形測(cè)量,各自得出復(fù)核結(jié)果。如果復(fù)核結(jié)果與設(shè)計(jì)工程量有較大出入,還應(yīng)該知會(huì)建設(shè)單位,做好和建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位-起復(fù)測(cè)的準(zhǔn)備。在施工中,測(cè)量監(jiān)理工程師應(yīng)經(jīng)常對(duì)挖槽進(jìn)行水下地形測(cè)量,及時(shí)發(fā)現(xiàn)疏浚工作中的欠挖、漏挖等質(zhì)量問(wèn)題,及時(shí)指揮承包商解決問(wèn)題,保證施工質(zhì)量。而在進(jìn)行中間計(jì)量時(shí),測(cè)量監(jiān)理工程師還應(yīng)該會(huì)同計(jì)量監(jiān)理工程師一起測(cè)量挖槽的水下地形,以確認(rèn)可以計(jì)量的工程量。每個(gè)單位工程結(jié)束后,測(cè)量監(jiān)理工程師應(yīng)該及時(shí)對(duì)該單位工程進(jìn)行驗(yàn)收測(cè)量,確定其是否達(dá)到交工的要求。在交工以及竣工驗(yàn)收時(shí)進(jìn)行的水下地形測(cè)量,測(cè)量監(jiān)理工程師也必須參與。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著測(cè)繪科技的不斷發(fā)展 測(cè)量手段不斷更新,新的精度更高、操作更加簡(jiǎn)單方便的測(cè)量?jī)x器、測(cè)繪軟件不斷涌現(xiàn)。新設(shè)備、新技術(shù)的應(yīng)用大大地提高了測(cè)繪工作的生產(chǎn)效率;降低了測(cè)量成果的差錯(cuò)率;提高了測(cè)繪產(chǎn)品的質(zhì)量。尤其是計(jì)算機(jī)與GPS結(jié)合應(yīng)用在內(nèi)河航道養(yǎng)護(hù)測(cè)量工程中,使測(cè)量工作發(fā)生了質(zhì)和量的“革命”。隨著GPS 測(cè)量理論的不斷完善,經(jīng)驗(yàn)的不斷豐富以及技術(shù)設(shè)備的更新, GPS 測(cè)量系統(tǒng)在航道中的應(yīng)用將更加廣泛,將在更多領(lǐng)域中取代傳統(tǒng)的施測(cè)方法。

參考文獻(xiàn)

[1]@李明峰,馮寶紅.GPS定位技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京.國(guó)防工業(yè)出版社,2006.

[2]@熊志昂,李紅瑞,賴(lài)順香.GPS技術(shù)與工程應(yīng)用[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社,2005.