摘要:随着城市建设规模的不断扩大,各种大跨度大桥、特大桥、斜拉桥不断出现,这些建构筑物技术复杂,施工难度大,对市政工程测量技术要求精度高、准确度高、定位速度快,使施工测量工作难度增大,相应的出现了诸多新难题和新课题,促使市政工程测量工作不断进行技术创新、科技创新和设备更新,这将有力地推动市政工程测量技术的发展。
关键词:市政工程;测量技术;应用;发展
1、市政工程测量技术发展概况
随着测绘科学技术的飞速发展,市政工程测量技术也发生了根本性变化,尤其是近三十年来先进的精密测量仪器设备的不断推陈出新,使得市政工程测量技术应用更为广泛,电子全站仪、数字水准仪等先进测量仪器的出现使市政工程测量工作更加得心应手便捷迅速,为市政工程测量技术向自动化、数字化方向发展创造了有利的条件。市政工程测量技术直接为市政工程、经济建设服务,紧密与生产实践相结合,所以市政工程测量技术发展速度非常快,特别是改革开放以来的近十几年,随着城市建设规模的不断扩大,我国新出现许多座较大规模的新大桥,如上海扬浦大桥、武汉长江二桥、杭州湾跨海大桥、温州大桥,在建的苏通大桥、温州七都大桥等,这些桥都是大跨度的斜拉桥、大跨度的箱梁、连续梁桥,技术复杂,精度要求高。如上海扬浦大桥长602m,一跨过江,两座主墩塔高202m,主塔设计要求其纵向相对误差为1/6万,横向误差±6mm。施工、测绘等单位经过精心设计、精心组织和精心测量,桥墩点放样精度达到南北主桥墩间纵向相对精度为1/17万,横向偏差南主桥墩为±2.18mm、北主桥墩为±3.92mm,施工测量定位精度均优于设计的精度要求,保证了大桥高质量地建成通车。
2、市政工程测量工作主要内容
市政工程测量是为城市各项公用设施的设计、施工、竣工后的运营管理需要所进行的测量工作。市政工程测量是在城市基本测量控制网的基础上进行,各项市政工程的主要轴线点位,应采用城市的统一坐标和高程系统。城市市政道路网络是城市平面布局的基本骨架,市政工程常以规划道路的中线为依据来确定道路红线范围及拆迁用地范围。市政工程建设各阶段的测量工作分为设计测量、施工测量、竣工测量和变形观测等,各个单项市政工程测量工作,多在其中线附近的带状或条状范围内进行,具有鲜明的线路工程测量的特点。市政工程设计测量,主要是为工程设计阶段服务的,根据拟设计市政工程附近的测量控制点将其规划的建构筑物中线标定到实地上,并以中线基桩为准,施测一定宽度、比例尺为1∶500的带状地形图和纵、横断面图,作为市政工程建构筑物平面布置及高程、坡度等设计的依据,常见的带状工程如道路、给排水管线、电力和通信电缆、地下人防通道等。对于非带状工程,一般用1∶500比例尺地形图即可满足设计需求,如遇特殊需要时也可施测1∶200比例尺地形图。常见的非带状工程如广场、立体交叉桥、交通枢纽等。市政工程施工测量需先恢复和复测设计测量所标定的中线桩位,然后以中线桩为基准放样工程建构筑物的其他各主要轴线,再根据各轴线进行碎部放样,并设置用于指导市政工程施工的标志标线,作为按图施工的依据。市政工程施工测量的方法因工程性质和工程施工方法的不同而有所不同,但开工前应采取妥善的保护措施对中线基桩位置进行保护,以便施工中随时检查和恢复中线位置,这是各种工程施工测量能够顺利进行的基本保证。市政工程竣工测量是指测定各项工程竣工时主要点位,如道路交叉点、地下管道、通讯管线的转折点、窨井中心点等的平面位置和高程并根据竣工测量资料编制竣工图,包括竣工总平面图、断面图以及必要的说明书等。市政工程竣工图是城市基本建设的重要档案,对于市政工程的规划设计管理、改建、扩建以及抢险、战时修复等都是必不可少的。随着城市建设的不断发展和城市化进程的进一步加快,各种地上、地下和架空的市政公用设施将随之增多,从而形成一个完整适用的市政工程综合系统。为了便于各方面的使用,可将各种市政工程的竣工位置资料数字化后,统一储存在电子计算机控制的数据库内,然后根据需要提取有关数据,用来绘制各种竣工图。变形观测则是对重要桥梁、立体交叉、多层道路、堤防和地质条件不良地段的工程建构筑物观测沉降、位移、倾斜和裂缝等,一般包括施工中荷载变更时和运营过程中的定期观测,为鉴定工程质量、安全运营和工程研究等提供资料。
3、市政工程测量技术的发展
先进的测距仪器、电子经纬仪、全站仪等的出现为市政工程测量提供了先进的测量仪器设备和手段,用于工程控制的三边网、边角网、测距导线网等代替了三角网;测距三角高程测量代替了低等级的三四等水准测量;具有自动跟踪和连续显示功能的测距仪用于施工放样测量;无需棱镜的测距仪解决了难以攀登和无法到达的测量点的测距工作;全站仪为碎部测量提供了理想的放样等多功能仪器。尤其是八十年代以来,随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,使市政工程测量技术及定位测量技术发生了根本性的变革,为市政工程测量提供了崭新的技术手段和方法。GPS定位技术的应用已深入各个领域,城市控制网、工程控制网的建立与改造已普遍地应用GPS技术,市政工程中的高等级道路测量控制、隧道贯通、建构筑物变形监测、大坝监测、山体滑坡监测等也已广泛的使用GPS技术。
大比例尺带状地形图和工程图的测绘,是城市市政工程测量技术中设计测量的重要内容和任务,电子经纬仪、全站仪的应用和GEOMAP系统的出现,把野外数据采集的先进设备与微机及数控绘图仪三者结合起来,形成一个从野外或室内数据采集、数据处理、图形编辑和绘图的自动测图系统,主要是面向城市大比例尺工程地形图、带状地形图、纵横断面图、地下管线图等各类图件的自动绘制。可直接提供纸图,也可提供软盘,为专业设计自动化,建立专业数据库和基础地理信息系统打下基础。使用全站仪,在野外数据采集采用编码和绘制草图,利用各类记录器或微型计算机记录,数据输入计算机进行数据处理和图形编辑,绘图仪输出成图,所采集的数据可以绘制成不同比例尺地形图或专业图,也可进入数据库;利用全站仪和便携机相结合,在野外采集数据,测量数据直接进入电子平板绘图,进行现场修改编辑,最后由绘图仪输出成果,其特点是电子平板在测站代替常规测图板,便于现场编辑修改。另一种是便携机由跑尺人员操作,测点观测数据通过遥控信号转换,自动送到便携机,测点实时显示在屏幕上,跑尺人员进行图形编辑修改,更能保证成图质量。