該工程位于環(huán)莞快速與?;⒏咚倭⒔惶幍氖召M(fèi)站位置(A0+400~A0+500),山體邊坡上部為含砂粘性坡積土,邊坡中下部均為中、微風(fēng)化花崗混合巖。山頂高程為76.8m,A匝道設(shè)計(jì)路面高程42.5m。邊坡最大高度為34.3m,分4級放坡,(第一級72.5 m~76.8 m,坡比1:1),(第二級62.5 m~72.5m,坡比1:0.75),(第三級 52.5 m~62.5 m,坡比 1:0.5),(第四級42.5 m~52.5m,坡比1:0.3)。每級邊坡高10m,每級邊坡之間設(shè)一個2m寬的平臺。(如圖1所示)
準(zhǔn)備工作:(1)儀器設(shè)備:拓普康Hiper Ⅱ GPS儀一套(一基準(zhǔn)站,一流動站,一個電子手簿),CASIO fx5800編程計(jì)算器一臺,7.5m鋼卷尺一把。(2)1米長竹竿及彩旗若干,白灰粉一袋。(3)準(zhǔn)備好相應(yīng)的圖紙資料(道路平面圖,平曲線線位圖,高邊坡平面圖及立面圖)。
放樣實(shí)施。在山腳開闊地帶設(shè)置好GPS基準(zhǔn)站,(注意,基準(zhǔn)站的架設(shè)位置很有講究,一是要設(shè)置在地形開闊且比較高的地方,第二,天線上方不能有東西遮擋,短距離范圍最好不要有高大建筑物或高大的鐵塔等。),打開電子手簿,分別用藍(lán)牙連接基準(zhǔn)站、流動站,并設(shè)置好電臺,待流動站上的藍(lán)牙、電臺等的信號燈全部為閃爍的藍(lán)燈,手簿上顯示有固定求解值(fixed)時,GPS-RTK便可正式工作了。分別用流動站在已知控制點(diǎn)F1、F2上測量并轉(zhuǎn)換好坐標(biāo)和高程后,用另一已知點(diǎn)F3作校核,確認(rèn)無誤后開始上山放樣。
打開fx-5800p計(jì)算器,運(yùn)行道路程序QH2-8,按道路平曲線線位圖將所有計(jì)算參數(shù)輸進(jìn)去,便可計(jì)算該道路任意中邊樁的坐標(biāo)了。
高邊坡必須自上至下開挖,因此我們要先放第一級坡。要精準(zhǔn)地定好第一級坡的開挖坡口線,必須以第一級的坡腳線(第一級平臺的里邊線)為基準(zhǔn)線,設(shè)該基準(zhǔn)線上每隔10m有點(diǎn)A、B、C……,則先用計(jì)算器算出A點(diǎn)坐標(biāo),并用GPS放出該坐標(biāo),插上竹竿做個臨時標(biāo)記。用同樣方法放出B點(diǎn)并做標(biāo)記。放這兩點(diǎn)的目的是作為下一步放坡口點(diǎn)的基準(zhǔn)線。
用漸近法放樣坡口點(diǎn) 根據(jù)第一級平臺的設(shè)計(jì)高程(72.5m),用GPS測出的A點(diǎn)地面高程,算出它們的高差,然后按第一級坡的坡比(1∶1),算出A點(diǎn)開挖的坡口樁的理論水平距離a,用鋼卷尺沿著BA的垂線(可將BA拉條繩子,把一塊大的垂直三角板一條垂邊貼住繩子,另一垂邊朝向坡口方向),量取a,放出點(diǎn)A1。但A1并不一定是我們最終的坡口樁,因?yàn)閍是計(jì)算出的水平距離,而山體是斜的,放出的A1的高程已不是A點(diǎn)的高程,而是可能高于A點(diǎn),因此還得再測出A1點(diǎn)的地面高程,看它與第一級平臺的設(shè)計(jì)高程差值是多少,根據(jù)坡比,重新算出自A點(diǎn)至坡口樁的理論值a1,自A點(diǎn)沿垂線方向量取a1,放出A2點(diǎn)。如此反復(fù),直至用坡比和高差算出的水平距離來量取的點(diǎn)的地面高程與理論值相吻合,則說明該點(diǎn)就是A點(diǎn)的最終坡口樁。
按此方法,依次可放出其它任意里程的第一級坡口樁。特別要注意,若兩坡口樁之間有明顯的凹凸、深溝路塹、坑洞、臺階等地形變化特征點(diǎn)處,應(yīng)加測坡口樁。
坡口樁放完后,就將相鄰兩樁之間拉線撒白灰連起來。坡口開挖線到每一層平臺形成一個完整的坡度切面。
圖1 設(shè)計(jì)的四級高邊坡
圖2 即將完工的四級高邊坡
(1)放樣精度。GPS儀(拓普康 HiperⅡ G)的精度指標(biāo)是:靜態(tài) 快速靜態(tài)(平面:3mm+0.5ppm,高程:5mm+0.5ppm),RTK(平面:10mm+1ppm,高程:15mm+1ppm)。當(dāng)采用GPS內(nèi)置電臺時,基準(zhǔn)站覆蓋的有效范圍是5km左右。當(dāng)采用外置電臺時,RTK可在12-15km范圍靈活測點(diǎn)放樣。經(jīng)過實(shí)地檢驗(yàn)測量,點(diǎn)位定位的平面坐標(biāo)誤差小于5cm,高程誤差小于3cm。完全可滿足高邊坡放樣的精度要求。并且每個點(diǎn)的放樣精度是一致的,這是由于GPS采用一站式測量,各個點(diǎn)位都是獨(dú)立定位,不會產(chǎn)生誤差傳導(dǎo)和累積,所有的測量點(diǎn)位精度均勻。
(2)作業(yè)效率。在沒有使用GPS儀之前,我們做過的工程都是用全站儀,或經(jīng)緯儀配合鋼尺等方法來放樣高邊坡的。其作業(yè)效率相比較顯而易見:當(dāng)采用全站儀或其它儀器放樣時,要放完一級完整的坡面樁,往往需要大半天甚至一整天的時間,并且浪費(fèi)很多人力,放樣精度難以把握。而采用GPSRTK放樣,做完同樣的事情只需要一個小時左右,大大減少了作業(yè)的勞動強(qiáng)度,且放樣質(zhì)量有了保障。
開挖差不多完成時,我們經(jīng)過測算,各級坡的坡比,平臺位置及坡腳標(biāo)高,完全符合設(shè)計(jì)要求,唯一美中不足的是,第三級坡的坡面有部分超挖,(如文中圖2所示),但經(jīng)檢測,并沒有影響邊坡穩(wěn)定,只需采用適當(dāng)?shù)幕炷良庸瘫憧伞=?jīng)分析,造成該部位超挖的原因是:①爆破人員采用的炸藥量偏大,②此處巖石有片理和裂隙,造成同一裂隙范圍內(nèi)的石塊整體松動。由于我們發(fā)現(xiàn)及采取措施及時,在其它部位再沒出現(xiàn)類似情況。
熟練使用GPS-RTK技術(shù),對高邊坡放樣顯得尤為輕松,不但速度快,而且很精準(zhǔn)。特別是對于這些山高陡峭,地形復(fù)雜,實(shí)施常規(guī)測量很困難的情況,采用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行測量,會起到事半功倍的效果。如果挖坡山體為土質(zhì)時,便容易挖出漂亮的坡來。但若是石質(zhì)的山體,一定要與爆破組取得密切溝通與配合,探討出最理想的爆破措施,才能保證坡的形狀與設(shè)計(jì)相符,不然很容易造成超挖和欠挖,達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。