在较大型室外管网土方开挖工程中施工测量技术的研究应用

1 引言

在大型室外管网土方开挖工程中,测量数据繁多;计算、施测工作大。本文结合施工测量实际事例,针对此类工程中存在的难题,从内业计算、外业操作方面提出一套便捷、直观的方法,加快施工速度,节约成本。

本工程中,使用拓普康GTS-322W型全站仪及编程计算器进行外业测量,通过Auto CAD软件和C语言编程计算内业。具体步骤如下:

(1)熟悉图纸资料,弄清管线布置及工艺设计和施工安装要求,并根据现场具体情况,利用全站仪和Auto CAD绘制施测草图,并建立坐标控制网。

(2)在放样的过程中,可以用全站仪结合编程计算器,对管道设计图纸上已给出的各主点进行坐标放样。主点包括:管道的起点、终点及转折点。

(3)运用Auto CAD进行验证。

2 工程概况

碧水新邨(广州从化温泉土地储备开发建设项目中配套农民安置区)占地735亩,位于广东省从化市良口镇塘尾村。其室外管网工程包括:供水供电、排水排污、电视电话、消防及视频监控系统等工程。施工测量区域高程在海拔63m~146m之间,高差起伏不均,现场地形复杂,交叉施工单位多,给施工测量带来较大的困难。

3 内业计算原理及外业操作方法

现结合工作实例,作一些应用上的说明:碧水新邨室外管网工程的施工,进场时根据设计文件及实际地形,建立了一级导线闭合环,观测资料平差后,将坐标点的大地坐标输入Auo CAD平台,得到整个区域管网工程的坐标平面布图,随着工程的进行,陆续加密了一些支线点,同样将坐标成果录入,这样从真正意义上,实现了坐标资料的数字化管理。这也方便了以后的坐标管理和在一些特殊情况下的图形应用。

(1)首先,介绍基本的测量方法:直线段的测量方法。

①利用坐标平移法将设计给定的控制点坐标移到所建立的AutoCAD模型上,因为控制点多,计算容易出错,为此可以先运用C语言编程技术,编制一个小程序来解决问题。具体程序如下:

②应用以上程序将大地坐标转化成施工坐标后,便可以由起点A和控制点B来放出直线段。具体外业操作步骤:将全站仪放置于A点,棱镜放于B点,调平全站仪,设置好高程、仪器高、棱镜高以及大气、温度等参数,然后瞄准棱镜,输入测站点的施工坐标和B点的施工坐标。定出方向,输入放样点坐标,旋转仪器根据角度和距离会交原理放出直线段。控制桩B、D、E点的大地坐标已知,测量中应用编程计算器利用以下公式现场进行验算:

a AB=tg-1(△YAB/△XAB)

a夹角=a AB-a'AB

p=[(y B-y A)2+(x B-x A)2]1/2

BC=PAB×sina夹角

AC=PAB×cosa夹角

(2)介绍在复杂区域的弧形管网测量。

本工程有1/4的工程为弧形管网,圆弧半径较大,且有已建建筑遮挡,无法通视,造成测量工作的困难。

鉴于此种情况,根据设计图纸中的已知坐标,采用坐标计算法将各圆心及半径计算出来,置于Auto CAD平台中,绘制圆弧穿过已知点坐标,根据现场具体需求情况截取圆弧段,利用坐标平移法将圆弧段移至平面图中,运用Auto CAD的ID命令获取圆弧段上的需求等分点坐标。然后将结果列成表格,供现场放线人员使用和验证。

(3)在复杂地段的地下构筑物的开挖边线的测量方法。

目前使用的全站仪为拓普康GTS-322W型,其本身具备利用坐标进行工作的能力。对实际工作中的一些三维坐标放样,就可以利用Auto CAD建立数字化模型,先计算出其中的使用参数.在计算机上进行模拟检验,经检验正确后,再将之用于外业放样。对于露天点、线,直接利用前面所述的方法,将所需放样点放到所需位置。

现在讨论的重点是针对地下工程中一些特殊点位的放样。例如:地下管道检查井的开挖边线放样、有关结构点的放样、地下管道支架的位置、与已有建筑物基础相邻段的相关构筑物开挖边线的放样。对于地下构筑物而言,其间隔距离近、数量多、开挖较深。在施工过程中,业主、监理、设计方均提出明确要求,严格控制超挖、禁止欠挖,不得影响已有建筑的基础,这就从放样方法上对施工测量人员提出了更高要求。根据以上要求和自身条件,采用全站仪结合编程计算器,在现场进行三维的施工坐标的测量,再进行相关的计算,从而放出所需的红线点。具体思路如下:

(1)先建立以1号井、7号井中心线为E方向,垂直1号井和7号井连线方向向下游的方向为N方向,以1号井中心点坐标为原点,建立施工坐标系,参照图1。

(2)然后假定要放出7号井的开挖边线,实测P点坐标为(E,N,H),则利用几何关系,可以计算其对应N坐标下的设计H坐标或对应H坐标下的设计N坐标,这就与实测坐标产生了H坐标差△H或N坐标差△N。参照图4则有:

△H=1075.55-5.65-H

△L=(H-1075.55+5.65)×0.7×2+L

△H3=1075.55-0.9

△L4=L+0.3×2

4 结论

实践证明,运用全站仪、Auto CAD及编程技术在复杂地形的大型室外管网土方开挖工程中,具有计算准确、控制简单的特点,在施工中有较高的实用价值。

摘要：本文举例实际较大型室外管网土方开挖工程,运用全站仪、AutoCAD软件及编程技术相结合的测量计算方式,总结出一套实用的施工测量技术方法。

关键词：内业计算,外业操作,测量,编程