楊偉明、楊錚
(長(zhǎng)沙華南土木工程監(jiān)理有限公司,湖南長(zhǎng)沙 410208)
在公路建設(shè)中,測(cè)量工作是先行工作,工作量巨大,幾乎全線的每個(gè)角落、每個(gè)時(shí)段都離不開測(cè)量工作。一般工程進(jìn)場(chǎng)后,前期準(zhǔn)備時(shí)間短,測(cè)量工作量也大,包括組織人員、準(zhǔn)備儀器、研究和復(fù)核圖紙、熟悉地形、編制測(cè)量程序等,都需要在一定的時(shí)間內(nèi)完成,讓項(xiàng)目盡快進(jìn)入正常施工狀態(tài),因此測(cè)量人員的工作效率和工作的正確性就尤為重要。
項(xiàng)目進(jìn)場(chǎng)后,首先業(yè)主會(huì)組織設(shè)計(jì)單位進(jìn)行控制點(diǎn)交接。如果施工單位此時(shí)已進(jìn)場(chǎng),則可設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工單位三方(項(xiàng)目業(yè)主也可參加)同時(shí)交接確認(rèn),確認(rèn)控制點(diǎn)名,檢查控制點(diǎn)穩(wěn)固情況,三方會(huì)簽交樁記錄,有問題的點(diǎn)在交樁記錄上注明,如果連續(xù)多點(diǎn)有問題或缺失,可要求設(shè)計(jì)單位補(bǔ)設(shè)。如果施工單位暫時(shí)未進(jìn)場(chǎng),則可以先由設(shè)計(jì)和監(jiān)理兩方進(jìn)行,待施工單位進(jìn)場(chǎng)后再由監(jiān)理單位交給施工單位。因項(xiàng)目初進(jìn)場(chǎng),對(duì)地形和路線走向不熟悉,且控制點(diǎn)又多,時(shí)間短,為了防止今后復(fù)測(cè)時(shí)忘記位置或找不到地方,所以沿途要盡量多留記號(hào),對(duì)路口或標(biāo)志性的地方要做記錄或畫簡(jiǎn)圖,在點(diǎn)位周圍較高位置系上紅色布條或塑料袋等明顯標(biāo)記,且盡快進(jìn)行復(fù)測(cè)。實(shí)踐證明,這樣可盡量避免復(fù)測(cè)時(shí)走錯(cuò)路或找不到路,大大提高復(fù)測(cè)的工作效率。
在復(fù)測(cè)和加密施測(cè)前,應(yīng)要求施工單位編制復(fù)測(cè)(加密)方案并進(jìn)行審核,核查復(fù)測(cè)選用的等級(jí)、方法、儀器是否符合規(guī)范要求,同時(shí)還必須檢查施工單位測(cè)量?jī)x器的標(biāo)稱精度、標(biāo)定有效期范圍、標(biāo)定單位的資質(zhì)以及測(cè)量人員的資質(zhì),特別對(duì)于儀器可現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)的機(jī)械或光學(xué)指標(biāo)應(yīng)實(shí)地進(jìn)行檢查校核,如全站儀的圓周閉合差、半測(cè)回歸零差、一測(cè)回2C 互差,儀器水準(zhǔn)泡180 方向的差值,水準(zhǔn)儀的i 角等,發(fā)現(xiàn)不合格項(xiàng)就必須進(jìn)行調(diào)校、送檢或送修,如是送修過的儀器應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定。
復(fù)測(cè)和加密可以一起進(jìn)行,也可以先復(fù)測(cè)再加密。對(duì)于離路線較遠(yuǎn)或與路線高差太大,幾乎不用的點(diǎn),可以省略不納入復(fù)測(cè)范圍,減少工作量。但需注意一個(gè)標(biāo)段或工區(qū)的復(fù)測(cè)和加密工作都必須與前后標(biāo)段或工區(qū)搭接,即必須與前后標(biāo)段各有一條以上共用的導(dǎo)線邊,一個(gè)以上共用的水準(zhǔn)點(diǎn)。復(fù)測(cè)應(yīng)與原設(shè)計(jì)同精度,加密最低要求為平面控制采用靜態(tài)一級(jí)GPS 或一級(jí)導(dǎo)線,水準(zhǔn)點(diǎn)采用四等水準(zhǔn)三絲測(cè)量或電子水準(zhǔn)儀施測(cè)。對(duì)容易控制的指標(biāo),在觀測(cè)時(shí)可適當(dāng)提高一個(gè)等級(jí)操作(如靜態(tài)GPS 測(cè)量時(shí)延長(zhǎng)同步環(huán)衛(wèi)星接收時(shí)間,導(dǎo)線測(cè)量時(shí)提高一個(gè)等級(jí)控制同一測(cè)回2C 較差和同一方向各測(cè)回間較差),可以有效降低內(nèi)業(yè)計(jì)算因操作問題導(dǎo)致的精度不合格的情況。
加密可以分多級(jí),首先全線拉通,然后在某段局部環(huán)形或附和加密。采用導(dǎo)線加密測(cè)量時(shí),還需對(duì)加密點(diǎn)的布置和位置進(jìn)行審核,審查導(dǎo)線總長(zhǎng)度、導(dǎo)線總邊數(shù)、最大和最小邊長(zhǎng)度及相鄰邊長(zhǎng)度差不超規(guī)范要求。須保證300m 以上橋梁橋頭、橋尾和隧道進(jìn)出口位置附近都布設(shè)一對(duì)通視的平面控制點(diǎn)和一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn),同時(shí)還需現(xiàn)場(chǎng)對(duì)加密點(diǎn)的選址和埋置穩(wěn)固程度進(jìn)行核查。點(diǎn)位需盡量避開大面積水域以減少多路徑效應(yīng)引起的誤差,遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源、高壓輸電線路和通信線路,以避免電磁波、磁場(chǎng)引起的誤差。對(duì)于鋼橋、鋼結(jié)構(gòu)橋、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的特大橋最好設(shè)置成帶強(qiáng)制歸心的觀測(cè)墩,可以有效減少每次測(cè)量產(chǎn)生的人為對(duì)中誤差。
加密控制點(diǎn)埋設(shè)時(shí),平面控制點(diǎn)和高程控制點(diǎn)為同一個(gè)點(diǎn)時(shí)用平面控制點(diǎn)的編號(hào),按順序編號(hào)。由于通視條件或?qū)嶋H測(cè)量路線調(diào)整,點(diǎn)位重新埋設(shè)時(shí)需挖除附近的舊點(diǎn),避免其他人弄錯(cuò)點(diǎn),因?yàn)楹苡锌赡芤粋€(gè)項(xiàng)目不是同一批測(cè)量人員一直做到最后。
現(xiàn)場(chǎng)首次施測(cè)時(shí),監(jiān)理人員應(yīng)到場(chǎng)檢查施測(cè)人員的測(cè)量操作和程序是否符合規(guī)范要求,是否按復(fù)測(cè)方案進(jìn)行,可以大致了解施工單位測(cè)量人員的技術(shù)能力和水平以及對(duì)規(guī)范的理解程度,也便于監(jiān)理人員對(duì)以后施工單位測(cè)量有側(cè)重地進(jìn)行監(jiān)督管理,在后續(xù)加密復(fù)測(cè)過程,監(jiān)理人員可不必全程旁站。
控制點(diǎn)加密完成,再用RTK 把每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)和標(biāo)高復(fù)核一遍,避免出現(xiàn)較大錯(cuò)誤(如水準(zhǔn)點(diǎn)測(cè)量時(shí)測(cè)站較多,記錄、計(jì)算時(shí)轉(zhuǎn)點(diǎn)和水準(zhǔn)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)有誤,導(dǎo)致平差后點(diǎn)位編號(hào)與實(shí)際點(diǎn)位編號(hào)不符)。
施工單位進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)在原地面未被擾動(dòng)前進(jìn)行縱斷面和橫斷面復(fù)測(cè),而且必須是全線的。傳統(tǒng)的皮尺花桿法因精度太低,應(yīng)盡量避免采用,建議使用全站儀對(duì)邊測(cè)量或RTK 采集斷面的測(cè)量方法。通過測(cè)量的橫斷面計(jì)算土石方工程量并與設(shè)計(jì)對(duì)比,不能單測(cè)幾個(gè)斷面或某一段落來說設(shè)計(jì)斷面不對(duì),而要求對(duì)該段土石方量進(jìn)行調(diào)整。復(fù)測(cè)一般應(yīng)與設(shè)計(jì)斷面相同樁號(hào),在測(cè)量過程中若實(shí)測(cè)樁位位于單獨(dú)的高差較大的凸起或凹陷位置時(shí)(如墳堆上、小水坑或小溝渠內(nèi)),應(yīng)取周圍大體平整位置的高程作為樁位高程。土石方量是通過兩個(gè)斷面的平均面積來計(jì)算的,個(gè)別單獨(dú)的高差會(huì)反映到整個(gè)橫斷面面積上來,因?yàn)椴⒉皇钦麄€(gè)區(qū)域都是凸起或凹陷的,導(dǎo)致計(jì)算斷面內(nèi)土石方量與實(shí)際差別太大。測(cè)點(diǎn)選取原則是所測(cè)斷面形狀能準(zhǔn)確反映現(xiàn)場(chǎng)地貌和測(cè)段之間大致地形。監(jiān)理單位可在接到施工單位的原地面復(fù)測(cè)成果報(bào)告后,選擇某些斷面進(jìn)行必要的抽查復(fù)測(cè),也可在施工單位復(fù)測(cè)的同時(shí)隨時(shí)進(jìn)行抽測(cè)。原地面復(fù)測(cè)完成后,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行斷面繪制和計(jì)算,并將成果報(bào)監(jiān)理單位進(jìn)行審核,監(jiān)理單位根據(jù)抽測(cè)結(jié)果判斷施工單位的測(cè)量數(shù)據(jù)的真實(shí)性和準(zhǔn)確性,并對(duì)復(fù)測(cè)成果進(jìn)行批復(fù),對(duì)確實(shí)與設(shè)計(jì)數(shù)量相差較大(超過±5%)的,應(yīng)提請(qǐng)業(yè)主要求設(shè)計(jì)單位進(jìn)行確認(rèn),調(diào)整計(jì)量土石方數(shù)量。原地面測(cè)量成果批復(fù)后,施工單位方可進(jìn)行下一步動(dòng)土施工。如果施工單位不想復(fù)測(cè)而決定用設(shè)計(jì)斷面,那今后就不得以任何形式和理由對(duì)任何設(shè)計(jì)斷面的工程數(shù)量進(jìn)行調(diào)整和申報(bào)變更。
路塹坡口開挖線和路堤坡腳線及用地紅線放樣可單獨(dú)進(jìn)行,也可在橫斷面復(fù)測(cè)的同時(shí)進(jìn)行,用地紅線可直接從用地圖讀取紅線坐標(biāo)放出,放出后應(yīng)實(shí)地定樁并及時(shí)開挖出紅線溝,作為清表界限。
坡口、坡腳線需根據(jù)設(shè)計(jì)斷面邊坡坡比采用試算趨近法進(jìn)行放樣,計(jì)算時(shí)必須考慮路塹邊溝、碎落臺(tái)、邊坡分級(jí)平臺(tái)寬度,特別是多級(jí)邊坡需注意每一級(jí)邊坡的坡度及高度,計(jì)算公式為
式(1)中:B 為路基寬度;S1為路塹邊溝寬度;S2為碎落臺(tái)寬度;S3為平臺(tái)寬度;H1…Hn為每級(jí)邊坡高度;P1…Pn為每級(jí)邊坡坡比。最后一級(jí)的Hn就是通過路基邊緣設(shè)計(jì)高程與累計(jì)各級(jí)邊坡高度之和與坡口(坡腳)位置實(shí)地高程之差不斷試算,確定Hn與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地高差相符才能確定需放樣的坡口(坡腳)線的寬度。計(jì)算公式為
要注意的是橫斷面設(shè)計(jì)時(shí),有時(shí)候路基寬度計(jì)算到水溝內(nèi)側(cè)溝墻的位置,必須要仔細(xì)看圖紙。另外,如果是填方的坡腳線,需在坡腳線外再加寬30~50cm。因?yàn)閴郝窓C(jī)不可能壓到填土的最邊緣,為了保證路基邊緣的壓實(shí)度,就必須加寬一定寬度,待路基成型后再修整多余的部分。
同時(shí),還需查看實(shí)際放出的坡口(坡腳)線位置是否超出紅線。如果超出紅線則需記錄下來,全線統(tǒng)一統(tǒng)計(jì),附上超出紅線范圍的樁號(hào)的橫斷面圖,報(bào)監(jiān)理單位審核確認(rèn),申請(qǐng)業(yè)主增加紅線寬度補(bǔ)充征地。放樣時(shí),還需特別注意橋臺(tái)和擋墻錐坡位置的用地(好多設(shè)計(jì)都遺漏了錐坡用地)。
平曲線按交點(diǎn)法和線元法輸入。交點(diǎn)法輸入工作量相對(duì)較少,只需起點(diǎn)樁號(hào)、起終點(diǎn)、交點(diǎn)坐標(biāo)、緩和曲線長(zhǎng)度和圓曲線半徑,但對(duì)于里程長(zhǎng)、交點(diǎn)多的路線,越到后面計(jì)算累積的誤差越大,而且必須是完整的線元才能計(jì)算,對(duì)于某個(gè)標(biāo)段或者某個(gè)工區(qū)的分段來說,有時(shí)候可能起終點(diǎn)都不在直線段上,或者設(shè)計(jì)給的參數(shù)表起終點(diǎn)數(shù)據(jù)不是在一個(gè)完整交點(diǎn)范圍內(nèi),需根據(jù)起點(diǎn)后一個(gè)交點(diǎn)(或終點(diǎn)前一個(gè)交點(diǎn))的坐標(biāo)和方位角,往前或往后一定距離計(jì)算到直線的點(diǎn),取相應(yīng)的坐標(biāo)和樁號(hào)作為起終點(diǎn)坐標(biāo)和樁號(hào)。這時(shí)候要注意,以相應(yīng)計(jì)算交點(diǎn)的樁號(hào)和延長(zhǎng)計(jì)算的距離相加減作為起終點(diǎn)樁號(hào)。計(jì)算公式為
注意反向延長(zhǎng)起點(diǎn)的,要將設(shè)計(jì)圖紙?zhí)峁┑姆轿唤茿 也相應(yīng)的加減180o或者將D 按負(fù)值算。交點(diǎn)法出現(xiàn)錯(cuò)誤找原因比較麻煩,需重新檢查核對(duì)每一個(gè)輸入數(shù)據(jù),有時(shí)候如果圖紙?zhí)峁┑臄?shù)據(jù)本身有誤就更難找到原因。線元法輸入數(shù)據(jù)較多,但基本上適應(yīng)全部路線,不完整的曲線也能計(jì)算,每一個(gè)線元為一個(gè)計(jì)算段落,計(jì)算誤差不累積,數(shù)據(jù)輸入時(shí)便于復(fù)核。上一線元終點(diǎn)坐標(biāo)和下一線元起點(diǎn)坐標(biāo)不符,就是輸入錯(cuò)誤或者計(jì)算參數(shù)不對(duì),可以直接對(duì)該線元參數(shù)進(jìn)行復(fù)核檢查。如果是計(jì)算器編程輸入,對(duì)計(jì)算器內(nèi)存要求較大,且計(jì)算速度相應(yīng)會(huì)較慢,特別是進(jìn)行坐標(biāo)反算樁號(hào)時(shí)更慢,此時(shí)也可以將路線分成幾段來編。對(duì)于有斷鏈的路線,最簡(jiǎn)單直接的方法就是從斷鏈處將路線分開,按兩條線計(jì)算。
高程計(jì)算相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)也都給出了變坡點(diǎn)樁號(hào)、高程和坡度要素,一般不會(huì)有什么難點(diǎn)。
大部分設(shè)計(jì)圖紙都沒有直接提供橫坡參數(shù),需要從縱斷面圖中讀取整理,需要注意超高方向和方式,一般是按線性漸變,如果按多次漸變,圖紙就會(huì)提供計(jì)算公式,一般為三次漸變,計(jì)算公式為
式(4)中:P 為待計(jì)算樁號(hào)處橫坡;K 為待計(jì)算樁號(hào);P1、P2、K1、K2分別為橫坡變化起終點(diǎn)橫坡值和樁號(hào)。
編程時(shí),要特別注意高速公路整體式路基超高旋轉(zhuǎn)軸(即橫坡起算點(diǎn)),一般為中央分隔帶邊緣。而且對(duì)于整體式路基中有隧道的,因?yàn)樗淼乐懈魤Φ膶挾葐栴},中間帶寬度還會(huì)有變化,此時(shí)需細(xì)讀設(shè)計(jì)圖紙,找出中央分隔帶寬度漸變的起終點(diǎn),計(jì)算超高旋轉(zhuǎn)軸位置的寬度。
作為監(jiān)理測(cè)量人員,因各自使用的計(jì)算器或軟件程序不同,計(jì)算原理和方法及計(jì)算過程中各步驟取值精度不完全相同,導(dǎo)致結(jié)果也有細(xì)微誤差。需與施工單位的測(cè)量人員交叉驗(yàn)算,確保兩方計(jì)算結(jié)果誤差在允許范圍內(nèi),避免在驗(yàn)收測(cè)量中,因計(jì)算值不同而引起對(duì)結(jié)果的爭(zhēng)議。
對(duì)改路、改溝、接線和涵洞進(jìn)出水口標(biāo)高和位置走向進(jìn)行實(shí)地放樣,與設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比。以排水順暢和順接老路、老水系為原則,如與實(shí)際相差太大,都必須記錄下來,以書面形式報(bào)監(jiān)理單位復(fù)核,提請(qǐng)業(yè)主請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)確認(rèn)修改。同時(shí)與既有公路交叉的上跨橋梁,必須要對(duì)橋梁下凈空高度進(jìn)行復(fù)核,用設(shè)計(jì)提供的控制點(diǎn)實(shí)測(cè)出已有公路在路線位置左、中、右三點(diǎn)的標(biāo)高,再對(duì)比跨線橋梁底標(biāo)高,看最小凈高度是否滿足設(shè)計(jì)凈空要求。
在施工之前,一定要逐個(gè)復(fù)核橋梁及結(jié)構(gòu)物樁基或基礎(chǔ)的坐標(biāo)。圖紙?zhí)峁┝俗鴺?biāo)的與設(shè)計(jì)對(duì)比,圖紙未提供的,監(jiān)理人員必須要求施工單位逐個(gè)計(jì)算出橋梁樁基或結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)特征點(diǎn)坐標(biāo),報(bào)監(jiān)理單位進(jìn)行復(fù)核。而且施工單位在施工放樣后,監(jiān)理人員也必須到實(shí)地進(jìn)行復(fù)測(cè),以確保樁位準(zhǔn)確。對(duì)于橋梁樁基,要核對(duì)實(shí)地地面標(biāo)高與圖紙?zhí)峁┑臉?biāo)高是否吻合,如果相差太大就要考慮系梁或承臺(tái)施工是否受影響,并且也要與設(shè)計(jì)單位溝通,是否需要調(diào)整樁頂標(biāo)高或樁長(zhǎng),特別是摩擦樁,樁長(zhǎng)相差太大是否對(duì)樁基的受力有影響。
復(fù)核支座墊石標(biāo)高,需從設(shè)計(jì)橋面標(biāo)高開始,逐一減去鋪裝厚度、梁頂調(diào)平層厚度、梁板高度、支座高度(厚度)、支座上下楔形調(diào)平板厚度等(即支座墊石頂面以上至橋面頂設(shè)計(jì)標(biāo)高之間所有結(jié)構(gòu))。復(fù)核時(shí),首先依據(jù)圖紙計(jì)算出各個(gè)墊石在橫橋向的位置,即距設(shè)計(jì)中線的距離,通過當(dāng)前樁號(hào)的橫坡值計(jì)算出墊石位置的設(shè)計(jì)標(biāo)高。
目前橋梁的上部梁板結(jié)構(gòu)主要是T 梁、空心板、箱梁等,形成橋面橫坡的形式:有的是梁頂設(shè)計(jì)為斜面,梁板安裝完成后直接就是橋面橫坡;也有的梁頂是水平,梁板安裝后是臺(tái)階形式,由濕接縫連接錯(cuò)臺(tái),再澆筑不同厚度墊層形成橋面橫坡。由此計(jì)算墊石標(biāo)高時(shí),選擇計(jì)算標(biāo)高的位置就有變化。T 梁每端只有一個(gè)支承點(diǎn),只需要一個(gè)支座,梁肋位置就是支座墊石位置,所以不管頂面是水平還是斜面,計(jì)算梁高直接就可以是支座位置的梁高度(即梁肋處梁高),支座墊石位置就是橫向?qū)挾扔?jì)算位置。
而箱梁和空心板每端有兩個(gè)支承點(diǎn),如果頂面是斜面,則梁高可以直接取支座墊石位置的梁高度,支座墊石位置仍是橫向?qū)挾扔?jì)算位置,計(jì)算出來兩個(gè)墊石頂面標(biāo)高應(yīng)是一樣的,即梁底是水平的;如果頂面是水平的,梁板橫截面是矩形,則梁高是相同的,但支座墊石位置就要取梁板兩個(gè)支座中心線位置的橫向?qū)挾龋蛘甙错斆媸切泵娴姆椒ㄓ?jì)算兩個(gè)支座位置的標(biāo)高,再取平均值。
公路施工前期的測(cè)量工作遠(yuǎn)不止以上這些,每個(gè)測(cè)量人員的思路和側(cè)重點(diǎn)也不同,加之目前工程項(xiàng)目都以效益為目標(biāo),所以要多對(duì)平時(shí)工作中遇到的較多、較普遍的問題進(jìn)行分析,逐條總結(jié)出有效實(shí)用的工作方法,并應(yīng)用到實(shí)際工作中,少走彎路和錯(cuò)路,保證測(cè)量工作效率和正確性,為項(xiàng)目盡快進(jìn)入正常施工狀態(tài)創(chuàng)造條件,用有限的資源創(chuàng)造最大價(jià)值。