浅分析工程测量在河道建设施工中的应用

籍文礼+宋春艳

一 引言

河道断面形式多样化与施工现场复杂多变，放样精度要求越来越趋向一致，这就要求施工放样的外业尽量简单、减少对现场施工的干扰，放样点位之间不要有误差积累，严格复核，加强放样后的测量检核。这就需要在极细分析对比各种测量放样方法，进行必要的精度分析后，选择最佳方案，以取得事半功倍之效。

二 工程测量在河道施工放样中的应用

在河道工作实践中，为了保证河道轴线及边坡符合设计和规范要求，更好地掌握和控制工程施工数量，测量人员需要不断地放样、检查、监控各部结构施工，内、外业工作量极大。施工放样的精度又关系着桥梁施工的质量和进度。近些年来，工程施工大多已采用项目法管理，人员精简，工程规模又越来越大，如何在保证测量精度的前提下，提高施工测量放样效率就显得十分重要和有其现实意义。选择合适的测量放样方法，养成严谨的复核习惯，建立严格的测量工作制度会取得事半功倍的效果。

施工放样须遵循先整体、后局部的原则，先放样精度高的点，复核正确后，可以继续放样其他点，也可以利用先放样的点，再放样精度低一些的点。

1、 河道施工中的已知高程放样

工程中施工放样一般包括：已知距离的放样、已知水平角的放样、已知高程的放样和平面点位的放样。前两者的放样基本上是平面点位放样中的一部分，或就是其的另一种形式：两个点确定一条线段。已知高程的放样可以采用几何水准法，也可使用三角高程法，最好采用两种方法互相复核。

2、 河道施工中的极坐标放样法

点位放样常用的放样方法有坐标放样法和极坐标放样法。极坐标法进行放样，就是置镜一控制点，后视另一控制点，输入放样点坐标或调整好方位角后输入距离，即可放样出预定点位，并采用置镜另一控制点点进行复核，同时可实测相邻两工作线偏角和相邻的交点距进一步检核。长度差值在 10mm 限差以内，拨角检测的横向偏差在 2-3mm 内时可以为定位正确，其误差可在邻近放样点内作适当调整。坐标放样法实际上是将计算公式固化到全站仪中，通过电子读数，直接带入公式计算得到坐标。在实践中，因放样前不知点位和坐标系在场地的走向，反而不如极坐标法来的方便和快捷。 x 轴和 y 轴偏差值的调整不如在指定方向上一定距离的移动来的方便和迅速。全站仪既可以使用坐标放样法，也可以使用极坐标放样法，显示的差异在于显示模式的不同，但预先准备的放样数据是不一样的，分别是坐标和方位角（极角）加距离（极距）。这两种方法可以使用全站仪进行，也可使用经纬仪配合测距仪使用，后者在现场使用可编程的计算器中预见编好的程序，一样方便。

三、 河道工程施工放样方法与方向交汇法

两点方向交会法的定位方法及精度作简单的分析。

假设现有两已知点a、b ，须定位待定点c。 c点坐标已知，先进行内业计算，用余切公，反算出∠a、∠b的值，或直接用坐标反算公式，算出边ac、bc的方位角。在外业实际操作中，在两已知点同时架设经纬仪，相互后视定向，然后将经纬仪分别旋转∠a、∠b，或将经纬仪拨至边ac、bc的方位角，此时两经纬仪视线的交点就是待定点c。

方向交会法的定位误差与待定点c相对于已知点a、b的位置有关。根据计算待定点坐标的计算过程来分析定位精度，（从两已知点 a、b及夹角∠a、∠ b 来计算待定点c的坐标，与已知待定点c的坐标反求出夹角∠a、∠b 再在现场定出待定点c，其计算原理与公式是一样的。所以放样与求待定点的精度求算是一样的。）已知ab的边长s及∠a、∠b的值，先求ac的长度b及坐标方位角αac，然后按坐标正算公式求c点的坐标。式中b、αap不是直接观测值，将（b）式代入（a）式，并对∠a、∠b取微分并转为中误差见式

设m∠a=m∠b=m，表示测角中误差，待定点点位中误差为：（不考虑两已知点的点位误差）现在就上式分析待定点相对于已知点的位置不同时，交会待定点的精度变化情况。分两种情况加以分析。第一种待定点在过a、b、c三点所作圆的圆周上，此时所有在圆周上交会点的交会角均相等，即点位中误差公式中分母不变，mc的大小只与分子有关，将其求导分析后得知，在 ab 已知边s和测角中误差m一定的条件下，当∠a=∠b时，交会角∠c90°时，mc最小；交会角∠c=90 °时，c点在圆周上的任何位置 mc 值都不变。

第二种待定点c在ab连线的垂直平分线上（即对称交会），此时∠a=∠b，进行求导分析后，

当满足上式时，求得mc的值必将是最小值。求得∠a=∠b=35°15 ′52 ″，即在交会角∠c=109°28′16″时mc值最小，待定点在这个位置的精度最高。综合两种情况，交会点的位置最宜与选在与已知点构成等腰三角形，且交会角要大于90°，最佳位置为 109°；当交会角小于90°时，靠近已知点的位置较好，而不宜与已知点构成等腰三角形。

四、 实际施工测量中方向交汇法的具体应用

以上分析的理论条件下的定位精度情况，在实际生产中，往往不能达到这种条件要求，不同的情况下对定位要求也不一样。譬如在河道施工测量中，用方向交会法定位水中节点时，分为两种情况。一种是置镜点位于同一河道中线上下游两侧的对称交会，另一种是置镜点位于河道轴线同一侧（即在河道轴线同一侧的两岸）交会，这两种情况下对交会角的要求是不一样的。根据实际生产经验，在第一种情况下，交会角在90°～150°之间比较适宜，在这个数值范围以外，定位误差会急剧增大。在第二种情况下，交会角在30°～150°之间应该是可行的，但从交会定点实际操作而言，交会角太大或太小，如为150°或30°时，因角度平缓或太尖，交会的示误三角形可能异常，定点发生困难。因此交会角选在 60 °～110°之间比较适宜。

五、 结论及建议

通过采取上述方法在永定新河建设工程中进行测量，为施工前期工作有效地节约了时间，将测量工作效率提高，从而为其他工作争取了宝贵的时间。在施工过程中保证了河道中心与开口放样关键部位、节点的精度等级，即使在施工作业时因机械设备不小心将放样点位破壞后，采取此类方法同样可以在保证精度等级的条件下将其迅速恢复。从而为工程的顺利进。