高等級(jí)公路放線測(cè)量方法分析

孫紹兵

摘 要：放線測(cè)量是將工程項(xiàng)目施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)方案在定測(cè)過(guò)程中放到地面上的測(cè)量方式和方法，在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外高等級(jí)的公路工程項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中應(yīng)用較為廣泛。本文就現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)高等級(jí)公路工程放線測(cè)量過(guò)程中常用方法，即穿線法、極坐標(biāo)法以及交會(huì)導(dǎo)線法和附和導(dǎo)線法為重點(diǎn)進(jìn)行深入的分析探究，并在此基礎(chǔ)上談一下個(gè)人的認(rèn)知，以供參考。

關(guān)鍵詞：高等級(jí)公路;放線測(cè)量;方法

本文主要研究高等級(jí)公路工程放線測(cè)量過(guò)程中常用的四種放線方法，并在此基礎(chǔ)上分別對(duì)其特點(diǎn)以及放線測(cè)量過(guò)程中的注意事項(xiàng)等進(jìn)行比較分析，以便能夠認(rèn)清各種放線測(cè)量方法的差異，從而能夠準(zhǔn)確應(yīng)用。

1 穿線法放線

1.1基本特征

對(duì)于穿線放線法而言，在公路測(cè)量過(guò)程中主要是基于穿線方式將放線點(diǎn)偏差體現(xiàn)出來(lái)，并對(duì)放線測(cè)量過(guò)程中可能存在的問(wèn)題以及錯(cuò)誤及時(shí)的發(fā)現(xiàn)和定位出來(lái)。在現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)高等級(jí)的公路工程建設(shè)過(guò)程中，放線測(cè)量時(shí)很少用到該種方法，該種放線方法主要應(yīng)用于那些精度要求相對(duì)比較高以及中線通視良好的工程項(xiàng)目。穿線操作過(guò)程中，也可實(shí)際測(cè)量放樣中線點(diǎn)間距，并將實(shí)測(cè)結(jié)果作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的參考，這有利于提高放樣精度。

1.2放線過(guò)程

在放線操作實(shí)踐中，應(yīng)當(dāng)先在室內(nèi)進(jìn)行準(zhǔn)確選點(diǎn)，然后根據(jù)地形圖要求的路線中線點(diǎn)，各直線段上應(yīng)當(dāng)選擇三個(gè)以上適當(dāng)?shù)姆啪€點(diǎn)位。對(duì)于所選的點(diǎn)位而言，以易保護(hù)且地勢(shì)相對(duì)較高以及能夠相互通視處為宜，同時(shí)借助經(jīng)緯儀等設(shè)備將定測(cè)所得的放線點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使其保持在同根直線之上——穿線。穿線時(shí)應(yīng)當(dāng)注意估計(jì)曲線交點(diǎn)，并在其前后位置布設(shè)騎馬樁。穿線過(guò)程中，建議用兩臺(tái)不同的經(jīng)緯儀將曲線交點(diǎn)交匯出來(lái);同時(shí)，在交點(diǎn)處布設(shè)儀器設(shè)備，對(duì)曲線偏角進(jìn)行觀測(cè)，并對(duì)曲線放線點(diǎn)定測(cè)。

1.3注意事項(xiàng)

在放線過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)注意放線點(diǎn)在曲線段上的很少設(shè)置，穿線以后嚴(yán)格按照定線以及中樁測(cè)量要求，對(duì)架設(shè)放線點(diǎn)與否進(jìn)行判定[1]。

2 極坐標(biāo)法放線

2.1特點(diǎn)

較之于其他放線法而言，極坐標(biāo)法應(yīng)用操作相對(duì)比較簡(jiǎn)單，而且比較適合于中線通視相對(duì)差一些的區(qū)域。然而，該種放線方式的放線作業(yè)量相對(duì)較大，而實(shí)地放樣過(guò)程中的中線精度相對(duì)較差。由于該種放線方法是利用初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)將不同的放線點(diǎn)直接實(shí)施定測(cè)，因此相比之下其對(duì)初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)密度以及測(cè)量精度有較高的要求。

2.2放線過(guò)程

如圖一所示，C1、C2、C3……Cn，是初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)，ZD1、ZD2、ZD3……ZDn是放線點(diǎn)位。其現(xiàn)場(chǎng)放線步驟為：在C1點(diǎn)位置上布設(shè)全站儀或者測(cè)距儀器設(shè)備，然后瞄準(zhǔn)另一個(gè)初測(cè)導(dǎo)線C2，根據(jù)計(jì)算所得的放線角度將唯一旋轉(zhuǎn)高放線點(diǎn)ZD1的方向，然后在這一方向上對(duì)放線距離進(jìn)行計(jì)算，借助測(cè)距儀器設(shè)備來(lái)確定放線點(diǎn)的具體位置。重復(fù)上述操作，獲取兩次定點(diǎn)中間位置，綜合兩次測(cè)量結(jié)果最終確定放線點(diǎn)位。采用上述兩種方法，在C1以及C3等導(dǎo)線點(diǎn)位置布設(shè)儀器設(shè)備，以此來(lái)逐一測(cè)量各放線點(diǎn)[2]，如下圖所示。

2.3注意事項(xiàng)

從目前國(guó)內(nèi)當(dāng)高等級(jí)的公路初測(cè)情況來(lái)看，多采用的是高斯平面坐標(biāo)系放線方法，然高斯平面兩點(diǎn)之間的距離與實(shí)地情況高絲投影改正數(shù)差異，現(xiàn)場(chǎng)放線以及圖紙定線過(guò)程中需歸算至大地投影、水準(zhǔn)面與高斯平面之間的距離更正數(shù)值。換言之，就是根據(jù)地形上現(xiàn)已確定的兩中線點(diǎn)位坐標(biāo)以及高程對(duì)該兩位實(shí)地距離予以反算，從而確定設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確距離。在具體放線操作過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)基于放線點(diǎn)和測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)、高程對(duì)兩點(diǎn)位實(shí)地距離反算，在進(jìn)行反算時(shí)，可以按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：S=[（X1-X2）2+（Y1-Y2）2]1/2×[1-Ym2/（2R2）+Hm/R]。

公式中R是地球曲率半徑（6371km），Hm是2點(diǎn)位高程的平均數(shù)，X1、X2、Y1、Y2是2點(diǎn)位縱橫向的坐標(biāo)值，Ym代表的是兩個(gè)點(diǎn)位之間的橫坐標(biāo)求平均值，其中500km橫坐標(biāo)基數(shù)不在其列。實(shí)踐中若不將歸算以及投影距離改正數(shù)充分的考慮在內(nèi)，那么設(shè)計(jì)以及實(shí)地放樣的路線中線可能會(huì)隨著兩個(gè)點(diǎn)位的橫坐標(biāo)值以及高程的變化而導(dǎo)致其差值改變。實(shí)踐中，將各點(diǎn)位坐標(biāo)基于上述公式計(jì)算并分析其結(jié)果可知，若點(diǎn)位與中央子午線之間的偏離數(shù)值相對(duì)較大，則高斯投影改正數(shù)值也會(huì)相對(duì)較大。在該種情況下，放線點(diǎn)之間的相對(duì)精度無(wú)法有效滿足放線精度及其質(zhì)量要求，從這一層面來(lái)講，在利用該放線方法時(shí)應(yīng)當(dāng)關(guān)注的是測(cè)區(qū)高斯投影改，并在必要時(shí)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行修正。

3 交會(huì)導(dǎo)線法放線

3.1特點(diǎn)

對(duì)于交會(huì)導(dǎo)線法施工放線而言，該種放線操作技術(shù)方法采用的是兩臺(tái)經(jīng)緯儀放線作業(yè)，在此過(guò)程中放樣中線點(diǎn)曲線偏角誤差以及橫向偏差相對(duì)較小。

3.2放線過(guò)程

如圖二所示，N1、N2、N3……是初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)，ZD1、ZD2、ZD3……是放線點(diǎn)。其放線過(guò)程如下，其放線過(guò)程為：利用兩臺(tái)經(jīng)緯儀器和設(shè)備分別置于N1與N2點(diǎn)，然后將ZD1位置進(jìn)行交匯，將其中一臺(tái)經(jīng)緯儀器置于ZD1，對(duì)N2點(diǎn)進(jìn)行后視，并且將路線中線通過(guò)計(jì)算所得的放線數(shù)據(jù)信息撥角予以確定;同時(shí)，將另外一臺(tái)經(jīng)緯儀器和設(shè)備依次布設(shè)在N2、N3以及N4點(diǎn)，然后將ZD2、ZD3以及JD1放線點(diǎn)相互交匯在一起。將一臺(tái)經(jīng)緯儀器和設(shè)備置于JD1，然后根據(jù)設(shè)計(jì)的曲線偏角撥角將路線轉(zhuǎn)向后的方向確定出來(lái)，然后按上述方法繼續(xù)進(jìn)行放線工作。曲線中的放線點(diǎn)應(yīng)依據(jù)已經(jīng)定測(cè)出的放線點(diǎn)利用前方交匯法與鋼尺量距進(jìn)行配合進(jìn)行定測(cè)[3]。

3.3注意事項(xiàng)

從應(yīng)用實(shí)踐來(lái)看，高斯投影放線方向改正數(shù)在初測(cè)導(dǎo)線計(jì)算過(guò)程中，要比其他高等級(jí)公路放線測(cè)量方式允許的誤差小一些。基于此，在計(jì)算放線角度時(shí)一般不考慮投影改正數(shù)產(chǎn)生的影響，只是在設(shè)計(jì)路線中線長(zhǎng)度時(shí)需要考慮這些影響因素，并以此作為設(shè)計(jì)距離。

4 附和導(dǎo)線法放線

4.1特點(diǎn)

該種放線測(cè)量方法通稱為撥角法，在放線施工操作過(guò)程中較之于其他方法而言其工作量相對(duì)較小，而且應(yīng)用效率也比較高。從應(yīng)用實(shí)際效果來(lái)看，其主要是基于與平面控制點(diǎn)規(guī)范以及初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)聯(lián)測(cè)等方式來(lái)發(fā)現(xiàn)放線過(guò)程中的誤差或者不足之處，該種放線測(cè)量方法使用范圍比較廣泛。在利用航測(cè)圖、原有地形圖等紙上定線過(guò)程中向，采用該種方法放線測(cè)量;如果中線的通視條件相對(duì)較差，則必然回導(dǎo)致放線量增大。在與初測(cè)導(dǎo)線進(jìn)行聯(lián)測(cè)以后，計(jì)算放線閉合差，同時(shí)考慮其影響。

4.2放線過(guò)程

如圖三所示，M1、M2……Mn是初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)，ZD1、ZD2、ZD3、……JD1是放線點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)放線步驟為：基于初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)采用極坐標(biāo)法來(lái)定測(cè)ZD1，然后利用儀器設(shè)備置于ZD1位置，對(duì)M1導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行后視，根本計(jì)算所得數(shù)據(jù)信息將經(jīng)緯儀設(shè)備旋轉(zhuǎn)到中線;同時(shí)，在該方向上將ZD2、ZD3兩個(gè)放線點(diǎn)根據(jù)實(shí)際需要科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)定。借助經(jīng)緯儀使其延伸到中線方向之上，直至確定曲線交點(diǎn)為止。在此過(guò)程中，將儀器設(shè)備置于曲線交點(diǎn)處，并且根據(jù)曲線撥角偏角情況，確定路線轉(zhuǎn)向以后的中線方向，繼續(xù)定測(cè)放線點(diǎn);值得一提的是，曲線放線點(diǎn)應(yīng)當(dāng)按照既定放線點(diǎn)并采用極坐標(biāo)法定測(cè)。實(shí)踐中為了能夠有效控制放樣過(guò)程中的中線位置以及檢查放線測(cè)量質(zhì)量，實(shí)地定測(cè)出交點(diǎn)，并且與初測(cè)導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)聯(lián)測(cè)，如下圖所示。

4.3注意事項(xiàng)

高等級(jí)的公路工程項(xiàng)目施工建設(shè)過(guò)程中，設(shè)計(jì)時(shí)以放線實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)和參考，不僅可以有效簡(jiǎn)化測(cè)設(shè)操作過(guò)程，而且有利于確保測(cè)量質(zhì)量。需要注意的是，該種測(cè)量放線方法使設(shè)計(jì)以及放樣實(shí)地中線成為了一個(gè)相對(duì)比較獨(dú)立的坐標(biāo)系統(tǒng)，放線點(diǎn)破壞與恢復(fù)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照放線點(diǎn)位、放線聯(lián)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。若定測(cè)以及施工間隔時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，則可在放線結(jié)束時(shí)聯(lián)測(cè)曲線交點(diǎn)、周圍初測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)，以便在恢復(fù)放線點(diǎn)時(shí)作為參考。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所示，高等級(jí)的公路工程放線測(cè)量過(guò)程中應(yīng)當(dāng)結(jié)合工況特點(diǎn)，在初測(cè)前期對(duì)放線方法進(jìn)行合理選用，不僅可以有效減少工作業(yè)量，而且能夠降低成本，最終取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

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