【注:本文以RW高速为例,讲述项目自进场到完工的两次控制测量详细过程,其中包含网的设计、选点、观测与计算、报告与上报。由于公众号篇幅原因对原文长达50余页的总结进行了大量删减,原文对测量的实施全过程及数据计算进行了全面、详细的阐述和分析。】 线路全长8.286公里,其中桥梁长度7.977km,桥型为装配式预应力混凝土箱梁桥,业主交桩控制网成果如下。控制网测量单位为河北省第一测绘院,提供了多套测量坐标系的成果。根据施工规范相关要求,项目工程控制网复测等级应与交桩控制网相同,即本项目平面、高程控制网的复测与加密测量等级不应低于四等。5.1 进场控制网复测与加密测量的实施项目测量组于2019年10月2日抵达项目现场,10月10日监理单位即组织进行了现场交桩工作,计划于11月15日正式开钻。这速度,太快了,开钻之前测量工作非常大、非常紧迫,包括控制网的复测与加密、数据的计算与复核、方案的确定、人员与的招聘与组织、设备的采购与调拨等,千头万绪,留给测量的有效时间不多了。好的是,这个地方、这个季节,它根本就不下雨,只要你想干,条件是很好的。5.1.1 控制网复测方案的初步设计控制网复测工作开展之前充分考虑了项目的地形条件、项目工作需求、人员数量与技能、仪器装备等诸多因素,经过与监理工程师的沟通(监理工程师是以为有着20多年施工一线测量工作经验的老测工),基本确定了工作方案:即:平面控制网采用GNSS静态网,高程控制网采用四等水准。平面控制网采用GNSS的主要理由是当前季节玉米杆尚未收割完成,部分点间无法通视,只能采用GNSS静态网。高程控制网采用水准测量的主要理由是本项目有一台高精度数字水准仪,项目高差较小、地势平坦,能够快速进行陆地水准。5.1.2 加密控制点的布设确定了基本方案,即开始组织设备、人员,必须以开钻为准,倒排控制测量工作计划。将交桩控制点展在cass中,查看整个线路控制点的分布情况。由上图可以看出,交桩点的布设沿线距离道路中心线较远,可以作为首级控制网,但不能作为日常施工放样所用,原因是距离轴线太远了,不方便。由于前期需要进行大量的红线放样、临时设施放样等工作,根本很难抽调人员出来进行控制测量工作。当时,仅有WZ、WJ、XT三位测量人员,基本都是在挤时间。控制点采用的全部是304不锈钢淘宝定做,价格大约在16元/个左右,这里应该将控制点直接刻在定做的钢板上,这样就不用再写点号,点号也不会像油漆随着时间会变淡而看不清,影响现场校点、对后视等工作。埋设加密点后的控制网图如下。点位埋设完成后,准备开始观测工作。观测首先进行的是GNSS静态网,因为这个工作需要更多的人员配合,在于监理沟通获得认可后,即开始观测,并未向项目部汇报测量方案及计划,这是特殊情况。日常情况还是应该向项目总工或项目经理汇报,获取支持。5.1.3 GNSS平面控制测量的实施平面控制网测量方案采用GNSS静态网测量方式,采用6台中海达GNSS V90接收机观测。基座采用国产光学基座,在观测前对所有基座进行检查与校正。根据规范之相关规定,平面控制网观测主要技术指标见“卫星定位测量控制网的主要技术要求表”、“GPS控制测量作业的基本技术要求表”外业观测根据实际网形增加一定过渡点,以确保网形强度,观测完的网形如下图。由于辅助点需要开车找到合适的点,灵活性较高,所以这两个点均是我本人做的。以下为静态观测现场照片。 平差计算由振哥采用中海达的HGO软件进行计算。为了提高可靠性,同时请军测毕业的MZ同学进行了复算。由于估计与相邻两个标段的顺利连接(分别位于标头和标尾),两者计算均采用同一起算点,计算成果对比如下表。
5.1.3高程控制网测量的实施对于桥梁工程,相对于平面控制网,高程控制网更加重要,这是因为上部构造主要测量的工作任务是标高测量,标高测量的精度也远高于平面坐标。项目进场时带来了一台索佳SDL1X数字水准仪,本项目的高差较小,采用水准测量会比较快,精度也较高。由于设计交桩点密度不够,首次水准测量的成果是后期全项目施工的重要起算与依据,成果的可靠性与精度非常重要。外业观测往返约进行了一周左右,在北方进行外业测量还是比较舒服的,至少不会下雨,外业观测时间与进度有保障。根据往返高差统计表,计算线路往返高差中数为2.699m,交桩高差为2.666m,差值为33mm,对于这个误差,也可以认定交桩成果是可靠的。软件的文件通过excel内的高差统计表直接生成平差所需格式文件,复制到软件中。软件能直接查看每测段和总路线的闭合差,在这里,由于没有修改限差倍数,限差明显不对,但是并不影响计算结果。软件能够直接导出txt格式的平差报告,这种报告粘贴在控制网复测报告中,上交到项目总工签字审核、监理签字审核时,必须是个加分项。 因为一般来说,你会严密平差,控制测量的水平肯定差不到哪里去,你会控制测量这么专业性强的技能,施工放样肯定也差不到哪里去。 所以说,熟练掌握一项平差软件,是测量负责人的必备技能。
5.2 施工过程中控制网复测与加测量2020年春节,异常新冠疫情打乱了所有人的节奏,本项目也不例外。但在从长沙返回项目满14天的隔离期后,即收到了业主下发的关于控制网复测的要求,文中明确现阶段在做好防疫工作的前提下,针对当前大地温度已经解冻回暖,需要对原控制网进行一次全面加密与复测。时我的想法时,因为疫情影响了进度,但由于该项目的特殊性,关注度极高,业主不会因为疫情顺延工期,相反可能还会要求提前,这会导致施工工期会非常紧,测量工作也会导致非常的紧。事实证明我想的没有错,4月份开始,直至9月份,项目测量工作就像起飞一样,永远都有干不完的活。既然如此,可能本项目就只有这一次做控制网的机会,而且,此时正值疫情期,工地还没有完全铺展开,还有一点空闲时间来进行控制测量。此时的疫情期间,对人员的流通管理还非常严格,出门需要社区开设证明,抵达需要到当地报备并隔离,这样的日期还不知要持续多久,但当时隐约感觉到,应该不需要多久,就该真正干起来了,此时正是进行控制测量的绝佳时机。基于此,定下了一个总的方向,即本次要把控制网一次性全范围搞定,后期就只管安心搞日常放样工作,不要再为控制点操心。现场工作于3月4日开始进行选点、埋设等工作,于3月15日结束全部外业工作,沿线重新埋设加密点26个,复测原控制点20个,效率还是可以。5.2.1 加密网的布设选点工作是硬货,也是体力活,沿线选点花了两天时间,全部由我徒步逐一完成每个点的位置选定,比较累,一天几万步很正常。由于地形平缓的原因,高程网就无需设计了,直接陆地水准测就可以了,主要是平面控制网要设计。选点时施工便道还没有形成,桩基也只是陆陆续续开了一点点,选点过程主要利用奥维地图判断线路走向及与便道的距离。3月份时农田全部为小麦刚播种时,一眼望去可谓是一马平川,通视非常的好。因此,对所有点位均保持前后通视,在经过第一次加密点和交桩点是,有选择性的利用或连接起来。
5.2.2 全站仪导线平面控制测量在加密网开始选点实施之前,根据测量人员、设备等情况,已经拟定采用全站仪导线进行本次加密网的测量,主要原因有一下几点。基于以上三个情况,在观测前与测量监理工程师沟通,征得同意后采用全站仪导线进行测量。根据规范之相关规定,平面控制网观测主要技术指标见下表。主要应用在变形监测领域(如地铁运营监测),对所需监测点进行初始数据观测后,后续可根据需要设置观测测回数、次数等,通过无线传输至室内计算机终端,配以自动数据处理平台,能够对监测自动处理,达到实时监测的目的。在对仪器设置好之后,让仪器自动观测即可,在这个季节的天气,采用较好的脚架,气泡几乎不会出现跑遍,一直让仪器自己观测就好了,自己可以在旁边聊聊天抽烟什么的,相比传统测量导线边测边记边算,真的轻松太多了。每个测站观测结束后,可以查看该测站观测数据、各种误差等。每日外业观测结束后,利用随机U盘将观测数据导出,以测站为单位导入到仪器商提供的专业处理平台进行数据处理,整个过程比较简单、轻松。导出原始观测数据,把所有测站数据整合到一张工作表,转成严密的平差文件格式,进行软件计算。在软件中输入起算点坐标,首先查看方位角闭合差、坐标闭合差等各种参数。可以完整的查看每条单独的复核、闭合、网的各种闭合差。若在平差中发现某条导线的方位角闭合差或者坐标闭合差较大,或改正数较大,软件会提示你该条导线中的最大误差角和最大误差边,方便对外业数据进行复测,非常人性化。
5.2.3 三角高程控制网测量按照经过与监理工程师沟通的原计划,在进行导线测量时一并把三角高程观测数据用于计算各点高程,本次就不再进行水准测量,更高精度的水准测量等到支座垫石浇筑前进行。根据数据处理平台整理的数据,将外业观测的觇高输入表格中,内业时才发现,有部分点的前视没有丈量棱镜高,这很被动。三角高程导线计算全部在严密平差软件中进行,这个软件的好处是同一个平差文件可以同时储存平面、高程网文件,并能进行相互处理。例如,本项目同时需要计算平面导线和三角高程导线,在文件计算时,如果首先对平面网进行平差计算,则软件对边长已进行了误差分配调整,在三角高程计算时,则会利用已平差后的边长进行三角高程计算,是比较合理的。成果输出是,可以同时输出坐标、高程平差报告,也可分别输出,比较方便。但问题是,在将天顶距、边长数据放入软件中计算时才发现,往返高差较差太大,根本不满足规范、也不满足实际工作需求,中间肯定有粗差的存在。由于全线三角高程往返高差均不理想,没法正常使用该成果,而且,在使用徕卡TS15对部分点间也进行了中间法测量,其高差也不太理想,逐放弃本次三角高程测量成果。
5.2.4 四等水准高程控制网测量经过多方权衡考虑,放弃使用三角高程测量成果,采用自动安平水准仪对全线进行一次四等水准测量。此时数字水准仪不在项目上,疫情期间快递也不是很方便,项目有较高精度自动安平水准仪,因此对全线已有点位实行四等水准测量。四等水准测量仪器采用Leica NA2自动安平水准仪,配2m黑红尺。上图:一代名将Leica NA2 外业观测参照规范,观测技术要求如下。 外业观测也是安排了四人,测站观测、记录为我自己,前、后尺各1人,标尺全部采用两根竹竿作为支撑,测站的观测与记录都是由我记录是因为我习惯了,另外一人负责用计算器对测站的黑红尺读数差进行验算。四等水准外业观测是硬货、是真功夫,每天走路太多,而且没办法坐车,外业总共花了三天时间。每天完成外业工作后,内业安排人员把当日观测的视距、标尺读数等原始观测数据全部输入到excel表中,再编辑公式对水准进行全部计算,并形成高差统计表。略...
对每段水准路线数据进行统计,计算测段高差与路线长度,整理成高差统计表,并形成软件的数据格式。根据监理要求、水准点的实际位置、第一次水准网的起算数据等情况,依然采用为起算点,由于本次观测没有进行往返观测,在路线中间再增加一个起算点。平差计算全部采用严密平差软件进行,计算出闭合差、点位误差,导出水准平差成果报告。
5.3 线路工程项目控制测量工作总结2020年3月份在进行完本次复测工作后,上报了控制网复测及加密测量成果报告,但是,在5月份即开始了对高程网进行新一轮复测,原因是6月份已经开始进行支座垫石的浇筑工作,只能马上对全线进行水准测量。此时数字水准仪索佳SDL1X已到达本项目,5月份开始进行全线复测工作,外业复测按照四等要求进行,但观测模式自设为BFFB模式,以便很好的检验测站高差,外业观测工作由LL同学负责。但是,这个工作出现了很多问题,原本只需要三天的工作,最后搞了半个多月才完成,原因是在我每天整理数据是发现往返测总是不合格,而且是在进行完全部往测后,再进行返测时发现的不合格,或者差的很大,一般数字数字水准仪不会出现这种情况。后面才知道,LL同学外业观测时没有考虑前后视距差和视距累计差,这导致视距累计差达到了90多米,单站也有好几十米。如此导致的结果结果就是绝大部分你的往返测都不合格,少的几毫米,多的达2cm,我当时也是毫无察觉,不知问题出在哪里,一般我都会认为是立尺的问题,比如尺垫动没有报告,或者上点时立错点。但是,在进过三轮的往返测之后,和之前的光学水准仪高差对比,依然发现很多漏洞,这时候,我依然没有怀疑到观测员的问题。在讯问过程中,LL同学总是表示不知道,都是按照规范测的,经过往、返、往的三次观测,最终我调看了原始数据,才发现了这个问题,原来,是视距的问题。我问他,你为什么不控制前后视距差,这是常识啊?“我忘记了…”,又问他,仪器设置了单站5m、累计10m就会提醒,你没有看到吗?“我看到了,然后我当做没看见,按了仪器的“esc”不予理睬…”。这是在不应该是一名毕业六七年的测量专业生所为,不仅如此,由于外业也蛮观测,导致数字水准仪的补偿器损坏,不得不中途停止观测返厂维修,耗费2000RMB。此事,是我从业二十年来第一次遇到的情况,带过那么多的新手也未出现过这种低级错误,实在是值得反思。由此可见,测量负责人必须对控制测量事必躬亲,否则真的会事倍功半,也可能出现大的问题而不知。(3)采用普通光学自动安平水准仪完全能够满足普通桥梁的施工测量精度,而且,观测效率不必数字水准仪慢;(4)控制测量没有必要一次性到位,可以根据施工进度、项目人员及设备状况综合考虑,既不能影响施工进度,也要满足测量精度需要。
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