浅谈道路工程施工测量的应用学士学位论文.doc

浅谈道路工程施工测量的应用
摘要：随着科技的飞速发展测量学在道路施工领域的应用也佳显重要，从刚开始的经纬仪角度定向、投测直线到现在最新应用的GPS卫星定位都在道路建设领域发挥着极其重要的作用，随着科技的不断发展测量仪器的不断更新，测量学充分发挥了在道路建设领域的省时、经济作用。
关键词：道路工程施工测量；测量技术应用；经济成果；
1、 测量技术的发展
早期的道路工程平面测量用经纬仪进行角度控制按仪器指向的角度方向用钢尺进行距离丈量，该平面测量的缺陷：使用人数众多；因场地的地形地貌或场地的不平整距离丈量误差较大；因存在地形地貌高差钢尺不适宜丈量高山、深渊、盆地等地形；立面高程（水平）测量根据换算出的拟建道路与测量控制点的高差关系用水准仪进行立面的高程（水平）传递，对拟建道路的高程进行控制。近期及现代的平面、高程测量随着科技的进步及测量设备的更新平面测量主要采用全站型电子速测仪、GPS卫星定位系统；全站型电子速测仪与经纬仪相比代替了人工钢尺丈量距离的方式采用激光红外线测距，提高了距离测量的精度（距离测量误差±3mm以内）同时测量距离可达2000米。全站型电子速测仪还能完成高程测量数据储存、传送等功能，适用于大型场地高程测量。缺点：只能根据相关测量控制点进行平面、高程控制，测量控制点、设站点、放样点间必须能够通视，不适宜深渊、高山、盆地等不能通视的地形测量。GPS卫星定位系统与前两者相比更具优越性是目前最先进的测量设备，该系统直接用卫星进行定位，同时可测量高程，测量精度高；不存在测距、角度、通视等因素影响测量工作的正常进行。
2、 道路工程施工测量
道路施工测量主要以平面放线及道路高程控制为主，在道路施工中平面放线及高程控制显得尤为重要。平面放线涉及拟建道路的位置、道路边线、道路中心线、市政规划、邻近物、边坡等的平面几何关系，高程涉及拟建道路的路基、路面与市政规划、邻近物及航空要求的立面空间关系；拟建道路的平面定位及高程控制都必须满足规划、设计及《工程测量规范》的要求。
3、 道路施工测量技术应用
测量学在道路建设领域应用较频繁的是平面测量放线及高程（水平）控制，根据建设方或规划局提供的测量控制桩（点）,施工设计图纸设计的道路红线及拟建道路之间的平面、高程关系换算出道路与相关控制点间的角度、距离，高程（水平）关系；使用测量仪器进行角度、距离及高程（水平）测设，将设计的道路平面位置在地面（施工现场）标定出来作为施工的依据，并在施工过程中进行一系列的相关工作，以衔接和指导工程建设阶段各工序、管线、道路、航道之间的施工。
(1)施工部署
测量工作是项目施工管理的一项重要工作，测量工作的精度直接影响工程施工进度和质量，同时也是项目创优工作的必要保证。根据工程项目的特点、测量工作的测设精度要求、测设工作量的大小，组织建立建设项目的测量管理工作部门或测量小组。
1)组织建立
测量管理体系是本工程测量工作的制度保障，本工程日常管理分二级测量管理，项目部总技术部、项目部测量组。
管理体系图如下：
项目总工程师
测量工程师
项目分部测量小组
专业分包测量小组
各作业面施工班组测量小组
各作业面施工班组测量小组

2)准备工作
测量组取得测量控制成果后，应对各控制桩的数据进行检核，如发现控制点的数据有误，则报请监理复核和处理。
道路施工图纸的校核。内容包括：道路中心线、边线、人行道、绿化带；平、立、剖面及节点大样的几何尺寸；高程；道路施工图纸的校核。
现场测量组认真阅读项目总部测量组编制的测量方案，结合工程特点编制各施工段测量方案，并对测量人员进行技术交底。
校核所作的测量控制；对已完成施工的实体进行复核交接测量；对边坡变形监测等需要继续的测量工作进行测量；与总承包方办理相关交接手续；向监理及测量管理部汇报复测结果。
结合工程进度计划要求，分阶段编制细部测量方案。
对施工交接界面处的主要控制线(点)和高程进行复核，判断偏差是否在规范允许范围之内，并向监理及测量管理部汇报复测结果。
认真阅读图纸，将原始地表高程、主要控制线（道路中心线、边线）和高程控制点、施工界面处的主要控制线(点)和高程、实际施工中所取得的可靠数据等进行分类汇总，建立测量数据库。
3)过程管理
本工程在测量工作中，首先确立测量流程，建立测量数据库、对测量人员、仪器台帐等进行定期的更新和检查。
测量工作中将全面以数字化测量模式取代传统的常规测量模式，在数据计算、数据传输、数据采集、内外业计算、成果输出等方面全面使用数字系统管理。

数字化管理工作流程图
4)测量仪器的选用
测量中所用的仪器和钢尺等器具，根据有关规定，送具有相关仪器校验资质的检测厂家进行校验，检验合格后方可投入使用。
（2）施工测量控制点复核
施工测量控制点采用素混凝土进行浇筑埋设。控制点基础为1.5×1.5×1.5米素混凝土基础，在混凝土中部浇筑不短于2.0米的12钢筋，钢筋头露出混凝土面2～3cm，在钢筋头中部锯出十字交点用以平面坐标控制，钢筋头顶面用以做高程控制。待控制点沉降稳定后由建设方提供控制点平面坐标及高程，再由总承包单位对相关控制点进行复测校对，确认控制点精度满足相关规范、设计及施工要求后交由施工单位进行测量控制；施工单位根据总承包单位所移交的控制点坐标、高程，对施工控制点进行测量复核，确认控制点误差满足相关规范、设计及施工要求后方可进行引用、测设定位等工作。
测量控制点复测校核根据道路工程平面形状及相关规范要求，测量控
制点复测按二级导线点要求：方位角闭合差小于±16√￣n 、导线全
长相对闭合差小于1/10000进行复测；如：XXXXXX工程K2+710～
K5+460,全程2.75公里，以GPS7为测站，GPS8为后视；以GPS5、
Y25为已知点；采用附合导线的方法进行复测；依次以Y29、Y28、Y27、
TP01、Y26、GPS6、TP02、GPS5为测站，依次对GPS7、Y29、Y28、Y27、
TP01、Y26、GPS6、TP02、GPS5进行水平角度观测、距离测量，根据
起始点GPS7和起始边GPS8～GPS7的已知坐标和观测各控制点间的水
平角、边长，经过计算平差求出各导线点的坐标。计算出的复测导线
点坐标与总承包单位所移交的坐标进行比较，当复测坐标与提供坐标
差值满足设计、规范及相关标准要求后，方可按总承包单位所移交的
坐标进行平面定位控制及平面轴线测设。经复测本道路工程
（K2+710～K5+460）GPS8～Y25导线全长2887.687米，闭合
差fD=11mm,角度闭合差w=27(s),相对闭合差k=1: 262517。
均满足规范要求。

XXX工程导线点复测示意图
1）导线点精度复核：
计算方位角闭合差fβ
计算各观测角改正值fβ= aGPS8、GPS7 +∑β测- n*180°-aGPS5、Y25其中∑β为各观测水平内角之和，n为附合导线的折角个数；
依据二级导线点要求方位角闭合差fβ允=±16√￣n,当fβ允≥fβ时，导线点水平角观测满足二级导线点要求；根据计算将fβ反号平均分配到各观测水平角上，即各观测水平角＋（-fβ/n）求得各观测水平角值。
计算导线全长相对闭合差K
计算导线全长∑D为各观测导线边长之和;依据改正后的水平角值和起始方位角及各观测边长计算各边坐标增量△x，△y；求得fx=∑△x, fy=△y。

导线全长闭合差f=√f2x＋f2y ,计算导线全长相对闭合差K=f/∑D;K≤K允=1/10000。
计算坐标增量
当导线点方位角闭合差及导线全长闭合差同时满足，方位角闭合差fβ≤方位角闭合差fβ允=±16√￣n, 导线全长相对闭合差K≤K允=1/10000时；导线点复测才满足二级导线点观测要求，也才方可进行坐标增量闭合差分配计算。将坐标增量闭合差反号按边长成正比例分配在各坐标增量上即各边坐标增量△x＋(-fxDi/∑D), △y＋(-fyDi/∑D);Di相应观测边边长。求得各观测边坐标增量。
坐标计算
根据已知点坐标及各观测点坐标增量计算出各观测点坐标；通过附合导线的特点，导线终边坐标方位角的推算值a′终等于已知终边坐标方位角a终；对导线计算进行检查、判定。

XXX工程附合导线点坐标计算
测量控制点控制引用
通过复测平面坐标与建设、规划所提供的平面坐标进行比较，平面坐标差值满足设计、规划、相关标准要求后，按建设、规划所提供平面坐标进行道路定位、放样。
2）高程控制点复测、控制
高程控制点复测按四等水准要求进行复测，以GPS8号点高程
为起点附合止Y25点，采用附合水准路线对GPS7、Y29、Y28、Y27、
TP01、Y26、GPS6、TP02、GPS5进行复测。通过复测满足四等水准测
量±6√￣n后，与总承包单位所移交高程点进行比较，高程差值满
足设计、规划、相关标准要求后，按总承包单位所移交立面高程点进
行道路高程控制、水平抄测。本道路工程（K2+710～K5+460）水
准路线测站数共计为35站，全程高程闭合差=26(mm)，高程
闭合差容许值为：35mm，满足规范要求。

XXX工程附合导线高程计算表
四等水准测量的主要技术要求
等级
每千米高差全中误差（mm）
路线长度（km）
水准仪型号
水准尺
观测次数
往返较差、附合或环线闭合差
与已知点联测
附合或环线
平地（mm）
山地（mm）
四等
10
≤16
DS3
双面
往返各一次
往一次
20√￣L
6√￣n
四等水准观测的主要技术要求
等级
水准仪型号
视线长度（m）
前后视的距离较差（m）
前后视的距离较差累计（m）
视线离地面最低高度（m）
基、辅划分或黑、红面读数较差（mm）
基、辅划分或黑、红面所测高差较差（mm）
四等
DS3
100
5
10
0.2
3.0
5.0
（3）道路边坡工程定位
挖方区多级边坡测量控制：
全站仪安置在整个边坡的最高点上可通视整个挖方边坡及临近道路；采用免棱镜全站仪可取得更佳测量结果，节省人力、财力。
定出设计骨架护坡挖方范围线（骨架边界线）；
定出各级边坡分界线（平台或分隔缝）；
根据设计图纸（计算或引用）抄测坡顶、坡底控制标高；
在开挖过程中时时对设计坡比（斜面标高）进行控制，开挖深度≤3.0m时使用全站仪定出偏移坡顶2.8m的斜面控制线及该处设计坡比控制标高。
使用定出的坡顶（骨架边界线）控制线、控制标高，2.8m斜面控制线及该处设计坡比控制标高，进行骨架坡面的坡比修正。
使用全站仪复核坡顶（骨架边界线）控制线、控制标高，2.8m斜面控制线及该处设计坡比控制标高，符合设计及相关施工规范要求测量精度后。放出骨架细部线进行骨架施工。
注意保护好骨架施工控制线、控制标高点，用予复核骨架施工是否满足测量的定位、标高要求，及下一工作面的交接测量控制、复核、引用。
遵循上述测量及施工方法每次开挖深度≤3.0m，每级护坡分3～4次完成测量放线、标高测设工作。
自上而下上一级护坡施工测量放线、标高抄测完成后，开始下一级护坡的施工测量放线、标高抄测工作，直至完成整个挖方区的边坡测量放线、标高测设工作。

挖方区域边坡测量放线、标高测设示意图
填方区骨架护坡定位：
先定出挡土墙定位线并进行挡土墙施工，待挡土墙达到一定的抗压、抗滑移强度后，定出挡土墙上部骨架回填边界线。
进行挡土墙上部骨架土方回填、压实，回填高度不超过3.5m。当回填至3.5m时，使用全站仪定出2.8m斜面控制线及该处设计坡比控制标高，进行骨架坡面的坡比修正。
每次回填深度不超过3.5m逐层定出2.8m斜面控制线及该处设计坡比控制标高，进行骨架坡面的坡比修正。
每级骨架护坡为一个施工段在护坡平台（分界）处，使用全站仪定出平台内、外边线、控制标高，坡底（下级平台）边线、控制标高。进行坡面施工测量放线、标高抄测。
对于骨架边界处则定出设计边界控制点，用予对骨架施工范围的控制。边界处的坡比、骨架细部尺寸、标高控制，由平台（分界）处与坡底（下级平台）边线、控制标高进行统一控制，确保骨架坡比、细部尺寸的统一美观。
挡土墙、於土坝、防滑榫、截水沟、消力池、跌水沟测量定位，拱形骨架位于回填区，排水、截水、挡土等构筑物对骨架的防护尤为关键，在坡顶处避免雨水对骨架的冲刷设置有截水沟。挡土墙、於土坝、防滑榫、截水沟、消力池、跌水沟测量定位，由一级施工测量控制网点，通过支导线的测设方法将测量控制点引测至所需定位放线的构筑物旁，根据设计施工图纸坐标进行定位放线，待基础开挖至设计标高面时，再次进行定位复核、放出构筑物所需的施工测量控制线。
5）道路定位
道路测量定位依据一级施工测量控制网点，道路测量定位以设计道路中心线为主。依据道路施工设计图纸坐标定出道路中心线、道路用地边界线，确定道路在施工现场的具体位置。通过对现有的道路地形进行标高测量与设计图纸进行地形标高校对，确定挖、填方区及挖、填的具体工程量。对挖、填区域进行挖除、回填措施。待路基标高满足设计要求时，再次定出道路中心线、路肩控制线，完成路肩施工后以此定出道路中心线、道路边界控制线。

道路测量定位示意图
6）测量档案资料内业管理
认真记录、保存好原始一级平面、高程点复测记录资料，依据原始复测记录，计算复测平面坐标、高程点复测成果。将复测成果与一级平面、高程点进行对比，复测成果满足相关规范要求，将复测成果资料上报监理工程师复核、签认。监理签认后依据该复测成果进行平面放样、高程控制。
做好原始场坪复测记录依据原始场坪复测记录，编制场坪原地貌测量方格网资料，上报相关单位（业主、总承包、监理）进行复核签认。做好工程定位、高程抄测记录、沉降观测记录等原始记录资料及上报测量成果资料，监理工程师复核签认后保存好原始记录及相关成果记录资料。
保存好经监理工程师签认的控制点成果复测资料、场地方格网测量资料、工程定位、高程抄测记录、沉降观测记录等相关测量资料及原始测量记录资料，为竣工验收、档案移交、商务结算提供有效依据。
4、 测量在道路工程中的经济成果
采用先进的测量设备可做到节省人力、物力，在大面积场坪高程复测、高山、翘岩、深沟、低洼、河道标高测量，采用免棱镜测量功能的全站型电子速测仪，可取代采集标高点时架设标高点棱镜的测量人员，仪器自带存储、数据传输功能，可取代测站数据记录人员。采用先进测量仪器设备单一测量人员就可完成大面积场坪高程复测、高山、翘岩、深沟、低洼、河道标高测量工作，相比常规测量方法至少可省去两名测量工作人员，节约了成本。此外数据记录有仪器设备自动存储，避免了记录错误的发生。GPS卫星定位系统的应用更是为道路工程测量提供了更为广阔、适用、精湛的测量结果。
运用现代的测量成图软件可将仪器设备存储数据直接导入计算机，通过测量数据的格式转化利用成图软件直接生成地形图、方格网图、断面图，根据设计完成面标高可计算出挖、填土石方的工程量。相比手工成图、计算达到了快捷、准确的效果。
在放线测设放样中通过手工计算坐标与CAD轴网图标注坐标的复核，即可确定坐标计算的正确与否。若只有一名测量人员的情况下，也可通过该方法完成轴线坐标的复核，保障了施工测量的准确性，避免、消除了计算错误及测量返工现象的发生，节约了成本。
由此可见应用现阶段较为先进的测量设备及技术措施能有效的控制道路平面定位精度，满足规划、设计、施工、相关《测量规范》等要求，同时避免了测量定位返工等现象；在大面积场地高程、高山、翘岩、深沟、低洼、河道标高测量工作中可做到节省人力、免除事后计算等工作提高工作效率。为企业创造了经济效应。

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