鄭紅明

（中鐵十九局集團(tuán)第三工程有限公司，遼寧 鞍山 114000）

銅黃高速公路湯口至屯溪段路線(xiàn)經(jīng)過(guò)黃山腳下，該地區(qū)植被覆蓋較密既有山陵重丘區(qū)，又有平原微丘區(qū)，地形起伏大，如果按一般的方法測(cè)量將耗費(fèi)大量的人力物力，并且數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得不到有力保證。因此測(cè)量方案實(shí)施時(shí)考慮到三角高程測(cè)量和水準(zhǔn)測(cè)量各有優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)，采取了兩步走的策略。第一步：運(yùn)用三角高程測(cè)量技術(shù)先進(jìn)行貫通測(cè)量，取得第一手資料為路基進(jìn)場(chǎng)清表提供依據(jù)；第二步，待清表結(jié)束后，路基基本成形，再進(jìn)行二次精確復(fù)測(cè)，為路基路面的進(jìn)一步施工提供可靠依據(jù)。

1 工程概況和測(cè)量方案的選擇

對(duì)湯口至屯溪公路 K138+500～K139+500段，我們采用三角高程和水準(zhǔn)測(cè)量聯(lián)合并用的方法，把高程引到路基或地形平坦的水準(zhǔn)聯(lián)線(xiàn)上就近進(jìn)行附和。這樣就解決了水準(zhǔn)受地形局限的影響，確保了時(shí)間和測(cè)量精度的有效性。

2 作業(yè)簡(jiǎn)介

2.1 可行性依據(jù)

目前電磁波測(cè)距儀和全站儀廣泛被采用，電磁波測(cè)測(cè)量三角高程的方法愈來(lái)愈被人們所重視，大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)告訴我們，三角高程測(cè)量的精度完全可以可以替代三、四等幾何水準(zhǔn)測(cè)量的精度標(biāo)準(zhǔn)，最起碼代替四等水準(zhǔn)測(cè)量是無(wú)可置疑的，三角高程測(cè)量方法設(shè)站觀(guān)測(cè)靈活，受地形條件限制少，觀(guān)測(cè)簡(jiǎn)單只需測(cè)取垂直角和平距即可。

2.2 三角高程測(cè)設(shè)的原理

2.2.1 傳統(tǒng)三角高程測(cè)量

設(shè)A、B為地面高程不同的兩點(diǎn)。已知A點(diǎn)高程，只要測(cè)取高差HAB，即可得出B點(diǎn)高程，如圖1：

圖1 傳統(tǒng)三角高程測(cè)量方法示意圖

圖中：D為兩點(diǎn)間的水平距離；

a為觀(guān)測(cè)B點(diǎn)的垂直角；

I為測(cè)站高、T為棱鏡高：

HA為A點(diǎn)高程，HB為B點(diǎn)高程；

V為全站儀望遠(yuǎn)鏡到棱鏡間的高差（V=D*TANa）。

這就是三角高程測(cè)量的基本公式，它是以水平面為基準(zhǔn)面和視線(xiàn)成直線(xiàn)為前提，因此 A、B間距越短，越準(zhǔn)確。從傳統(tǒng)三角高程測(cè)量的方法中，我們可以看出它具有兩個(gè)特點(diǎn)：

（1）全站儀必須架設(shè)在已知高程點(diǎn)上；

（2）要測(cè)出待測(cè)點(diǎn)的高程，必須量取儀器高和棱鏡高。

2.2.2 “新”三角高程測(cè)量的方法

我們這里所說(shuō)的“新”方法其實(shí)際是全站儀能象水準(zhǔn)儀一樣，可任意置站，而不必將它架在已知高程點(diǎn)上，在不需量取儀器高和棱鏡高的情況下，同樣可測(cè)出未知點(diǎn)高程的一種方法。如圖2：

圖2 “新”三角高程測(cè)量方法示意圖

由（1）得：

令T1=T2

則

由此可見(jiàn)儀器一旦架好，I值將保持不變，反射棱鏡架好后T值也將不會(huì)變化，如果兩個(gè)棱鏡桿架設(shè)同樣的高度相等，則兩棱鏡高在高差的計(jì)算式中可抵消，要測(cè)取任意兩點(diǎn)的高差，只需多次測(cè)取垂直角和水平距離即可。不同待測(cè)點(diǎn)的高程隨著測(cè)點(diǎn)間的水平距離和垂直角的變化而改變，當(dāng)B，C兩點(diǎn)間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，需考慮地球曲率和大氣折光的影響，高速和一級(jí)公路控制點(diǎn)一般都在500m范圍內(nèi)，在控制點(diǎn)間架設(shè)儀器時(shí)儀器到控制點(diǎn)的距離只有二百左右米，距離較短，因此球差和氣差的影響也就很少，可以忽略不計(jì)。

運(yùn)用這種三角測(cè)量方式較傳統(tǒng)三角高程測(cè)量更靈活，它可以隨意在適當(dāng)?shù)母叱涛恢眉茉O(shè)儀器觀(guān)測(cè)，通過(guò)測(cè)站點(diǎn)平臺(tái)傳遞高差數(shù)據(jù)，而不必測(cè)量?jī)x器和棱鏡的高度，減少了誤差的來(lái)源，提高了施測(cè)的精度，可極大地改善地形和植被遮擋限制對(duì)觀(guān)測(cè)的影響。

3 作業(yè)過(guò)程

首先，在地形起伏大的地方運(yùn)用 “新”三角高程的方法快速測(cè)取控制點(diǎn)數(shù)據(jù)，為準(zhǔn)確獲取土方數(shù)量和施工進(jìn)場(chǎng)的清表工作奠定基礎(chǔ)；第二步，待路基清表結(jié)束，路基基本成形后，先沿著路基路線(xiàn)方向進(jìn)行布點(diǎn)，全程運(yùn)用水準(zhǔn)儀按照四等水準(zhǔn)的要求進(jìn)行聯(lián)測(cè)，測(cè)得各段布點(diǎn)間的高差值，運(yùn)用“新”三角高程的方法用全站儀把地形起伏大的地段的已知控制點(diǎn)與就近路基的待測(cè)點(diǎn)間高差測(cè)量出來(lái)，然后整理數(shù)據(jù)，逐段閉合。依據(jù)閉合的結(jié)果，分段進(jìn)行附和平差，從而準(zhǔn)確的獲取水準(zhǔn)高程控制點(diǎn)。結(jié)果表明，運(yùn)用“新”三角高程測(cè)量和水準(zhǔn)測(cè)量兼用的方法是非?？尚械模A(yù)計(jì)二十多天才能干完的工程量，結(jié)果八天就順利完成了任務(wù)，而且兩次試測(cè)的成果數(shù)據(jù)基本吻合，試測(cè)的數(shù)據(jù)均在規(guī)范要求范圍，從而為下一步路面的順利施工提供了可靠保證。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)湯屯高速公路不同地形路段進(jìn)行相應(yīng)的可行性的施測(cè)方法的嘗試是成功的，即減少了測(cè)量的工作量，又為施工爭(zhēng)取了時(shí)間，保證了數(shù)據(jù)的精確性。特別對(duì)于地形起伏較大的地段，已知高程點(diǎn)距路基比較近，高差大，運(yùn)用“新”三角高程法可以一站測(cè)得已知控制點(diǎn)與待測(cè)點(diǎn)間的高差，而用一般水準(zhǔn)測(cè)量的方法則需多站乃至幾十站才能測(cè)量出其高差。比較而言，在地段起伏大地段運(yùn)用“新”三角高程測(cè)量方法是必要的，在提高工作效率的同時(shí)，又能減少因觀(guān)測(cè)次數(shù)累計(jì)帶來(lái)的誤差。

[1]孔祥元.控制測(cè)量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社.2007.

[2]GB 12897-2006, 國(guó)家一二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范[S].

[3]張正祿.工程測(cè)量學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社, 2005.

[4]周西振, 張鐸強(qiáng).精密跨河水準(zhǔn)測(cè)量中大氣垂直折光問(wèn)題的探討[J].地礦測(cè)繪, 2004(1)：18-20.