測繪技術(shù)在公路施工前期工作中的應(yīng)用探索

董亞亞

（西北有色工程有限責(zé)任公司，陜西西安 710038）

測繪工作作為公路正式施工前一項基礎(chǔ)性工作，其核心目標(biāo)是通過先進的測量儀器以及現(xiàn)場實際狀況，明確公路范圍內(nèi)地理環(huán)境、地質(zhì)條件。在此基礎(chǔ)上，客觀評價路基、橋梁以及隧道的穩(wěn)定性，正確評估其施工可行性，為公路地質(zhì)勘探、測試工作等提供助力。現(xiàn)代測繪技術(shù)由于各類新技術(shù)融入，更具精確性以及全面性，可及時獲取公路測量全方位所需數(shù)據(jù)，做好存儲、傳輸及管理，本文將闡述各類測繪技術(shù)，在公路實際建設(shè)前期提供的助力。

1 測繪技術(shù)在公路施工前期工作中的應(yīng)用價值及要求

公路正式建設(shè)前，應(yīng)從多方面進行考量，應(yīng)確保公路后期建設(shè)合理性及經(jīng)濟性，路線測繪為公路前期提供全方位資料信息，有助于相關(guān)部門人員將方案進行比對，最終選取最佳方案。公路施工前期需做好各項工作，包含繪制帶狀地形圖、縱橫斷面實際測量，需進行紙上定線和路線設(shè)計，完成設(shè)計的路平面位置、縱坡以及路基邊坡，均在地面上進行標(biāo)識，為后續(xù)施工提供導(dǎo)向?，F(xiàn)階段，我國測繪技術(shù)水平不斷提升，測繪方式趨于多元化，為進一步保障測繪數(shù)據(jù)的全面性及準確性，短期內(nèi)可及時獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)測繪技術(shù)難以滿足此類要求。其中，主要表現(xiàn)在技術(shù)水平低、設(shè)備落后、測量成果與設(shè)計、施工匹配度較低。因此，加強探索測繪技術(shù)在公路施工前期中應(yīng)用，具有重要的價值。現(xiàn)代測繪技術(shù)設(shè)計方法，主要強調(diào)動態(tài)設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計、計算機輔助設(shè)計，數(shù)據(jù)設(shè)計作為測繪核心構(gòu)成，由于獲取數(shù)據(jù)信息方式變更，測繪過程中涉及大量數(shù)據(jù)，對此類數(shù)據(jù)處理、分析以及存儲，成為現(xiàn)代測繪工程構(gòu)成。技術(shù)設(shè)計趨于專業(yè)化，伴隨科學(xué)技術(shù)發(fā)展，導(dǎo)致學(xué)科分化發(fā)展，因此，要求技術(shù)設(shè)計應(yīng)細分為多個專業(yè)，由專業(yè)人員協(xié)作完成[1]。

2 現(xiàn)代測繪技術(shù)在公路施工前期工作中的應(yīng)用

2.1 鉆探與重型勘探技術(shù)

現(xiàn)階段，公路建設(shè)前期應(yīng)用重型勘探及鉆探技術(shù)，取得良好的成果，在不斷研發(fā)新技術(shù)、新方法過程中，提升相關(guān)人員工作效率，切實縮短施工實際周期，確保測繪成果的完整性?，F(xiàn)階段，使用頻次較高的技術(shù)是金剛石繩索取芯鉆進技術(shù)，其作為一類先進技術(shù)，顯著優(yōu)勢是確保不提鉆條件下，可將內(nèi)部裝設(shè)巖芯的內(nèi)管，利用繩索放置于地面上。公路測繪過程中，針對地質(zhì)條件較為復(fù)雜的地層，可有效防止孔壁坍塌、掉塊，減少巖芯形成嚴重磨損，提升取芯質(zhì)量。套鉆主要用于軟地層中，可完整取出高質(zhì)量巖芯，受黏結(jié)劑影響，軟弱夾層中巖芯與插入鋼管凝結(jié)物成一體，因此，軟弱夾層可順利取出，并不會對其原有結(jié)構(gòu)造成損傷。若套鉆應(yīng)用過程中，使用與其相匹配的隨鉆定向取芯鉆具，可獲取軟弱層地帶和其他構(gòu)造形狀的產(chǎn)物。

2.2 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)由大面積同步觀測、時效性、數(shù)據(jù)綜合性等優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于公路施工前期中。遙感技術(shù)作為一項綜合性技術(shù)，通過相應(yīng)的設(shè)備，將目標(biāo)從平面空間進行記錄，公路規(guī)劃應(yīng)用中遙感作新型調(diào)查方式，為現(xiàn)狀調(diào)查、變化預(yù)測提供有價值資料。遙感技術(shù)為公路工程提供準確性、全面性數(shù)據(jù)信息，為公路路線多個方案中提供最核心的參考依據(jù)，確保其后期設(shè)計、施工合理性、經(jīng)濟性。遙感技術(shù)作為大規(guī)模公路工程，最便捷測設(shè)方式。航測遙感技術(shù)作為遙感技術(shù)使用頻次較多的技術(shù)，航測遙感技術(shù)在公路前期實際應(yīng)用，主要從三方面闡述。其一，將航拍照片和地面控制測量聯(lián)合，準確、全面為公路勘測設(shè)計提供平面地形地貌信息，確保線路選取實現(xiàn)最優(yōu)化。其二，通過航拍照片，可獲取立體地面信息，在此技術(shù)上構(gòu)建相應(yīng)模型，人員觀察等工作均可在模型上實施，為工程設(shè)計提供水文、地質(zhì)等資料；其三，聯(lián)合攝影測量技術(shù)和數(shù)字攝影測量技術(shù)，通過計算機可直接生成拍攝區(qū)域三維坐標(biāo)，此類地形圖與數(shù)據(jù)信息可為公路設(shè)計提供助力。

2.3 瞬變電磁測量技術(shù)

瞬變電磁測量技術(shù)，其主要屬于時間電磁感應(yīng)，以不接地回線形成脈沖式電磁場，再利用線圈觀察由該脈沖電磁感應(yīng)形成的二次電磁場空間及時間分布，最終有效地解決地質(zhì)問題。從其表面形態(tài)觀測，若將地面線圈立即切斷電源，地下會立即形成相應(yīng)的感應(yīng)電流，并隨著時間推移，持續(xù)性向下擴展，自上而下逐漸由濃變稀薄，最終消失于地下更深層次。

輸變電磁測量技術(shù)，將各個測量道瞬變感應(yīng)電壓轉(zhuǎn)換為電阻率等參數(shù)，再利用濾波進行轉(zhuǎn)化，明確被測地質(zhì)實際狀況。該測量方式主要適用于地形條件較復(fù)雜的山區(qū)公路測繪，不僅操作簡易，且能夠保證最終測繪成果精準性。近年來，伴隨我國高速公路建設(shè)規(guī)模擴大，部分高速公路需經(jīng)過過煤礦區(qū)，利用瞬變電磁技術(shù)，可直觀測量地質(zhì)實際條件，且將其信息進行劃分類別，勘測地下深度較大[2]。

2.4 監(jiān)測預(yù)報技術(shù)

監(jiān)測預(yù)報技術(shù)在公路前期工程中的應(yīng)用，主要利用高邊坡三維成像圖系統(tǒng)，將巖體結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)為直觀數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建三維立體圖形，為人員直觀分析圖形提供便捷。根據(jù)其邊坡巖體實際狀況，客觀分析其巖體穩(wěn)定性及未來發(fā)展趨勢。監(jiān)測預(yù)報技術(shù)對邊坡線路正確選擇具有較大作用，減少線路因塌陷造成損失。該技術(shù)發(fā)展方向是高邊坡大結(jié)構(gòu)面、裂隙等地質(zhì)產(chǎn)裝精細化計算、實際空間定位。

2.5 全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)在公路工程前期測繪中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在根據(jù)測設(shè)實際狀況，確定被觀測目標(biāo)的三維坐標(biāo)。該測繪技術(shù)與傳統(tǒng)測量方式相比具有較多優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在測量目標(biāo)定位點精準度可保證、觀測目標(biāo)點耗損時間較短、操作較為簡便、實際工作不受時間影響，觀測目標(biāo)定位三維左邊可通過計算機直接進行存儲、分析及處理。

公路工程測繪前期工作中，應(yīng)用全球定位系統(tǒng)2個核心功能：第一，靜態(tài)全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)。針對靜態(tài)全球定位系統(tǒng)測量技術(shù)，常見于公路控制網(wǎng)中，測繪工作重點主要強調(diào)復(fù)核及加密，將設(shè)計部門提供控制網(wǎng)中導(dǎo)線點進行審核。第二，動態(tài)全球定位技術(shù)，將其稱為實時動態(tài)測量技術(shù)，該技術(shù)主要基于全球定位技術(shù)和數(shù)據(jù)傳輸聯(lián)合，是全球定位技術(shù)發(fā)展中重大突破。靜態(tài)測量技術(shù)在數(shù)據(jù)處理方面，具有一定的缺陷，具體為難以精準計算最終定位結(jié)果、無法開展數(shù)據(jù)復(fù)核檢測。實時動態(tài)測量技術(shù)可有效解決上述瓶頸，其由流動站和基站構(gòu)成，構(gòu)建保障動態(tài)測量無線通信，提升測量效率。

將一臺GPS接收機裝設(shè)于目標(biāo)點上，對GPS衛(wèi)星進行觀測，將其采集載波相位觀測傳輸至基準站電臺載波上，再通過電臺將其傳輸，該測量技術(shù)無須布設(shè)較多為基準控制點，便可短期獲取相關(guān)地形點、目標(biāo)坐標(biāo)，利用測圖軟件自行生成電子地圖。觀測耗損時間短、工作效率較高，根據(jù)其測量精度要求不同完成相對定位，通常需1～3 h。

2.6 地理信息技術(shù)

將地理信息技術(shù)應(yīng)用于公路工程測繪中，可自行生成各類圖形，包含平面圖、剖面圖、柱形圖、等值線圖，并將圖形相匹配的數(shù)據(jù)庫進行管控，實現(xiàn)空間立體分析。地理信息系統(tǒng)在公路測繪中應(yīng)用，成為未來必然發(fā)展趨勢，其將數(shù)據(jù)收集、分析、管理集于一身，將多個學(xué)科有效銜接，為人員決策提供有力支持。地理信息系統(tǒng)以地理空間信息為目標(biāo)，將圖形處理和空間模型為研究方式，地理信息系統(tǒng)對遙感數(shù)據(jù)進行分析，建立相關(guān)工程定線模型，將各方面因素予以考量，為公路選線定線最優(yōu)提供助力，切實提升公路測繪工作智能化，短縮測繪實際周期，提升工作效率。

3 現(xiàn)代測繪技術(shù)在公路勘測中的實例分析

某段公路施工前期，其中多段利用數(shù)字地形圖和DME制作，其工作流程可歸納為以下幾個步驟：首先，根據(jù)其比例尺，選取地形圖像控制點；其次，對其進行嚴格加密，建立相對應(yīng)的模型，正射影像于外業(yè)的圖像控制，最終落腳點于加密和模型構(gòu)建上，對業(yè)內(nèi)測圖和外業(yè)的調(diào)繪，完成其編輯和DEM制作。

整個工作流程中，工作人員選用合適的地形圖，以航飛相片的每6條基線量，取2個具備顯著特征的線和物進行關(guān)聯(lián)，最終獲取正確的DEM制作，形成條帶狀分布的正射影像圖。立足地形層面觀測，該段路較為平坦，面臨北部具有較大的丘陵地帶。因此，DEM實際制作過程中，應(yīng)根據(jù)公路地形，選取合適的測繪方案。

為保證最終測繪成果精準性，公路測繪過程中應(yīng)逐一明確測量特征線，特征線布設(shè)增多，可提升測量的精準度，但需消耗較大時間，影響后續(xù)工作開展。此種狀況下，可適當(dāng)對兩種地形分別選取像對點，實際測繪特征線過程中。針對南部地勢較為平坦的區(qū)域，可通過DEM方式完成正像校對工作；北部丘陵地帶針對居民住宅區(qū)無須進行處理。自動化三角測量軟件，可幫助像控業(yè)內(nèi)工作，在全數(shù)字化測量工作站上，完成相應(yīng)的加密工作，根據(jù)其最終加密成果，使用相關(guān)的測繪模板，最終對數(shù)據(jù)進行模型定向工作。其核心優(yōu)勢為工作人員帶來較大便捷，可實現(xiàn)漫游功能的放大縮小，有助于立體套和查漏，提升公路測繪效率，確保后期設(shè)計、施工穩(wěn)健推進。

4 結(jié)語

現(xiàn)階段，我國公路工程施工前期，由于地質(zhì)環(huán)境具有一定的復(fù)雜性，需全方位對其進行測繪，掌握全面數(shù)據(jù)信息，為設(shè)計、施工合理性奠定基礎(chǔ)。為準確、全面掌握公路建設(shè)路線地質(zhì)情況，以免因地質(zhì)問題損害建設(shè)后的公路或出現(xiàn)巖體坍塌等，應(yīng)不斷研究、優(yōu)化測繪技術(shù)，促進我國地質(zhì)測繪方法的持續(xù)性改革，保障我國公路建設(shè)穩(wěn)定發(fā)展。