測繪技術(shù)在公路工程前期的應(yīng)用淺析

陳 亮

（1.重慶交通大學(xué)，重慶 404100；2.河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450000）

1 引言

公路工程中的前期測繪工作主要是查明公路范圍內(nèi)地形、地勢、地貌以及地質(zhì)條件，并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料對路基、隧道、橋梁等結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性、適宜性做出預(yù)測性評價(jià)。進(jìn)而為公路的地質(zhì)勘探、測試工作、工點(diǎn)布置及后期施工提供指導(dǎo)性依據(jù)。 下面本文將根據(jù)公路工程前期測繪工作的實(shí)際情況對測繪技術(shù)在公路工程前期的應(yīng)用進(jìn)行簡單分析。

2 公路工程前期測繪工作中測繪技術(shù)的實(shí)用價(jià)值

根據(jù)我國公路工程實(shí)際現(xiàn)狀我們可以知道， 現(xiàn)階段公路工程的前期工作主要是選取一條最合理、最經(jīng)濟(jì)、最恰當(dāng)、最科學(xué)的路線。 需要進(jìn)行路線測繪，繪制帶狀地形圖，進(jìn)行縱橫斷面測量， 綜合各種地質(zhì)地貌資料進(jìn)行紙上定線和線路設(shè)計(jì)等繁雜的工作。 不斷改進(jìn)測繪技術(shù)能夠提高測繪成果的質(zhì)量和精確度，能夠縮短測繪周期。 與國際先進(jìn)測繪技術(shù)相比，我國的公路測繪技術(shù)的技術(shù)水平較低，測繪設(shè)備落后，測繪周期長，測繪成果不能滿足設(shè)計(jì)和施工的需求，測繪成本比較高。因此先進(jìn)的測繪技術(shù)在我國的公路工程中的使用價(jià)值非常高。

目前的公路工程的施工測量體制中， 有的工程要求政府或委托社會監(jiān)理企業(yè)一起參與對工程測繪成果的質(zhì)量進(jìn)行控制；有的工程卻只是施工企業(yè)自己成立單獨(dú)的工程監(jiān)管部門與測繪方共同管理工程的測繪質(zhì)量， 也就是說整個(gè)測繪過程中都必須嚴(yán)格監(jiān)督，嚴(yán)格執(zhí)行。 由于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)局限性非常大，測量都太籠統(tǒng)化，使得監(jiān)理方無法對測繪工作進(jìn)行全面監(jiān)督，致使大量測繪工程出現(xiàn)驗(yàn)收質(zhì)量上的問題， 這些問題對后面的施工造成重大的困擾。所以我們應(yīng)當(dāng)將公路工程的測繪過程都數(shù)據(jù)化、信息化，靠數(shù)據(jù)說話，這樣更能保障測繪工作的嚴(yán)格實(shí)施。

3 簡單分析幾種測繪技術(shù)在公路施工前期工作中的應(yīng)用

3.1 遙感技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

遙感技術(shù)可以為公路工程提供更直觀、更真實(shí)、更可靠的數(shù)據(jù)圖像， 并且為公路路線的多個(gè)方案對比篩選提供必要的數(shù)據(jù)依據(jù)。 遙感技術(shù)是大規(guī)模公路工程最理想、最方便、最實(shí)用的公路測設(shè)方法。

遙感技術(shù)中最常用的是航測遙感技術(shù)， 航測遙感技術(shù)在公路工程前期工作中的實(shí)際應(yīng)用，主要有以下三個(gè)方面:①利用航攝照片和地面控制測量工作的配合， 為公路工程的勘測設(shè)計(jì)等工作提供各種照片平面圖和地貌信息， 為選線和紙上定線提供有力依據(jù)。②利用航攝照片得到的豐富地面信息資源，可以構(gòu)成航測立體光學(xué)模型。再經(jīng)過立體觀察、判釋和實(shí)地調(diào)查等工作就可以在立體模型上選取路線，同時(shí)還可以為工程設(shè)計(jì)提供地質(zhì)、水文等很多有關(guān)資料。 ③利用解析攝影測量技術(shù)和數(shù)字?jǐn)z影測量技術(shù)， 計(jì)算機(jī)直接生成被攝區(qū)域的大比例等高線地形圖和地形三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。，這些地形圖和數(shù)據(jù)為公路工程的設(shè)計(jì)和勘測提供原始地形數(shù)據(jù)。

3.2 檢測預(yù)報(bào)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

檢測預(yù)報(bào)技術(shù)現(xiàn)階段在公路工程前期主要是運(yùn)用高邊坡三維攝像成圖系統(tǒng)將邊坡巖體結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)化，三維立體可視化，以便對邊坡巖體的穩(wěn)定性和發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。 檢測預(yù)報(bào)系統(tǒng)對邊坡線路的選取也有很大作用， 減少線路以后因塌方造成損失的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 鉆探與重型勘探技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

近幾年來鉆探和重型勘探技術(shù)在公路測繪中的應(yīng)用越來越多，對公路測繪工作幫助很大，并且隨著我國科技的發(fā)展也在不斷得到改進(jìn)和創(chuàng)新。 對于我國公路工程中的測繪工作，使用先進(jìn)的鉆探和重型勘探技術(shù)可以大大提高工作效率，縮短測繪周期，保證測繪成果的質(zhì)量水平。 當(dāng)前在我國應(yīng)用最廣泛的鉆探和重型勘探技術(shù)是金剛石繩索取芯鉆進(jìn)技術(shù)。 其先進(jìn)性在于可以在不提鉆的情況下利用專用鉆桿內(nèi)的繩索將裝有巖芯樣品的內(nèi)管提取到地面，這樣在復(fù)雜的地層可以減少回鉆次數(shù)，以防止發(fā)生孔洞坍塌、掉塊，減少巖蕊之間的對磨。 在軟弱夾層取樣時(shí)同樣可以保障巖蕊的質(zhì)量。 利用專用的粘結(jié)劑可以使插入的鋼管與含軟弱夾層的巖蕊凝結(jié)為一體， 不僅可以將弱質(zhì)夾層完整地取出，而且還可以基本保持原狀結(jié)構(gòu)。黃河小浪底和龍門公路就使用了這種套鉆技術(shù)，并且達(dá)到了滿意的效果。

3.4 瞬變電磁測量技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

瞬變電磁技術(shù)（TEM）屬于時(shí)間域電磁感應(yīng)方法，它的工作原理是通過不接地回線或接電極發(fā)送脈沖式一次電磁場， 然后再利用線圈或接電極觀測由這個(gè)脈沖電磁場感應(yīng)的地下渦流產(chǎn)生的二次電磁場的時(shí)間和空間分布， 從而得到被測區(qū)域地質(zhì)情況。 瞬變電磁測量技術(shù)是通過收集各個(gè)測道的瞬變感應(yīng)電壓并換算成視電阻率、視深度等參數(shù)，然后再經(jīng)過濾波、時(shí)深轉(zhuǎn)化、繪制各參數(shù)圖件等步驟，確定被測區(qū)域的地質(zhì)情況。此法比較適用于地形條件比較復(fù)雜的山區(qū)公路隧道的測繪， 它還擁有操作簡便，精確度高等優(yōu)點(diǎn)，并且已經(jīng)在這些區(qū)域取得了良好的效果。近幾年來隨著我國高速公路的迅速發(fā)展， 許多高速公路不可避免地要經(jīng)過煤礦采空區(qū)。在高速公路的測繪實(shí)踐當(dāng)中，瞬變電磁測量技術(shù)在煤礦采礦區(qū)域的應(yīng)用取得了顯著效果， 它能夠很直觀地反映出地層深處的地質(zhì)信息，而且劃分詳細(xì)，勘測的深度比較大。

3.5 全球定位系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

全球定位系統(tǒng)（GPS）在公路工程前期測繪工程前期工作中主要用來確定被觀測點(diǎn)位的三維坐標(biāo)。同傳統(tǒng)測量手段相比較，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：定位精度比較高；觀測效率高時(shí)間短;操作十分簡便；工作不受晝夜更替的影響；可以將數(shù)據(jù)信息輸入計(jì)算機(jī)，更便于收集、分析和處理。公路工程測繪工作中主要運(yùn)用到全球定位系統(tǒng)的以下兩大功能：

（1）靜態(tài)GPS 測量技術(shù)。 靜態(tài)GPS 測量技術(shù)在公路的首級控制網(wǎng)當(dāng)中的運(yùn)用比較廣泛， 主要是在測繪工作進(jìn)場前對設(shè)計(jì)部門提供的控制網(wǎng)中的導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行復(fù)核和加密。 相對于另一張測量技術(shù)——動態(tài)GPS 測量技術(shù)，靜態(tài)GPS 測量技術(shù)的運(yùn)用還不是太廣泛，在這里就不多說了。

（2）動態(tài)GPS 測量技術(shù)。 動態(tài)GPS 測量技術(shù)也稱為實(shí)時(shí)動態(tài)（RTK）測量技術(shù)，它是將GPS 測量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的一種全新的GPS 測量技術(shù)，是GPS 測量技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)重大突破。由于靜態(tài)GPS 測量技術(shù)測量的數(shù)據(jù)處理是滯后的，我們無法及時(shí)計(jì)算出定位結(jié)果， 也無法對觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)測和檢驗(yàn)。在實(shí)際工作中數(shù)據(jù)的復(fù)測和檢查是經(jīng)常會出現(xiàn)的，這也就使得觀測結(jié)果的質(zhì)量得不到保障，工作效率也會降低。 而在先進(jìn)的實(shí)時(shí)動態(tài)測量技術(shù)面前，這些問題迎刃而解。 實(shí)時(shí)動態(tài)測量技術(shù)由流動站和基站共同構(gòu)成， 同時(shí)建立了保障動態(tài)實(shí)時(shí)測量的無線通訊。這就在保障測量質(zhì)量的同時(shí)也大大提高了測量效率，避免了靜態(tài)GPS 重復(fù)測量的繁雜工作。

3.6 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)（GIS）在公路工程測繪當(dāng)中不但可以自動生成平面圖、剖面圖、柱形圖和等值線圖等公路工程的地質(zhì)圖件，還能對圖像、圖形、空間數(shù)據(jù)以及相應(yīng)的各種屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，進(jìn)行空間立體分析。 地理信息系統(tǒng)在公路地質(zhì)管理和制圖輸出等方面的廣泛推廣已經(jīng)成為近幾年公路工程測繪行業(yè)中的一種潮流，一種必然趨勢。 地理信息系統(tǒng)（GIS）集采集、存儲、管理、分析和評價(jià)地球表面與空間地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)等功能為一身，將計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)、測繪遙感學(xué)、地球科學(xué)、環(huán)境科學(xué)、信息科學(xué)和管理科學(xué)巧妙地結(jié)合在一起，利用其強(qiáng)大的空間分析功能， 廣泛服務(wù)于各種與空間地理分布有關(guān)的信息采集、分析、管理、輸出及決策支持等。 地理信息系統(tǒng)以有空間特性的地理信息及其屬性為研究對象， 以圖形圖像處理和空間模型的建立為研究方式。 可利用地理信息處理系統(tǒng)對遙感信息進(jìn)行分析和處理， 從而建立可用于公路工程選線的立體空間分析模型，將各種影響因素綜合在一起進(jìn)行分析和研究，有效地利用地理信息處理系統(tǒng)的空間分析功能， 為公路工程路線選線提供有力的充分的科學(xué)的決策支持。 地理信息系統(tǒng)的這些強(qiáng)大功能和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合， 使得公路工程測繪工作的自動化程度得到了顯著提高，同時(shí)也大大縮短了測繪周期。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段我國的公路工程中，時(shí)常面臨重大的地質(zhì)問題。 為了更準(zhǔn)確、更全面地掌握公路建設(shè)路線的地質(zhì)情況，避免因地質(zhì)問題帶來公路建設(shè)后的公路損壞，甚至出現(xiàn)安全事故，需要不斷地研究、改進(jìn)，應(yīng)用更先進(jìn)更準(zhǔn)確更經(jīng)濟(jì)的測繪技術(shù)，以促進(jìn)我國公路地質(zhì)理論、技術(shù)、方法的持續(xù)進(jìn)步，這是保障我國建設(shè)事業(yè)持續(xù)發(fā)展的必然手段。

[1]宋大明.DMC 在數(shù)字?jǐn)z影測量中的應(yīng)用[J].測繪與空間地理技術(shù)，2006，10（3）.

[2]黃曉軍，高建華.高精度電磁成像技術(shù)及公路應(yīng)用[J].人民長江，2005，36（3）.

[3]白世彪，盛業(yè)華.基于GIS 的高速公路滑坡影響因子分析[J].山地學(xué)報(bào)，2005，36（3）.