三维导线在高速公路施工控制测量中的应用

【摘 要】本文介绍了三维导线（三维导线：即同时进行平面和高程数据的外业采集，达到高效率、高精度完成施工控制网的复测和加密联测工作）在高速公路施工控制测量中的应用，并就三维导线在施工测量控制网的复测和加密联测中的应用以施工案例做了分析，另外就三维导线在施测中要注意的问题进行了说明。

【关键词】三维导线；高速公路；导线复测的含义；导线分段技术要求；加密联测；要注意的问题

1　引言

如今工程项目多数工期都非常紧，尤其高速项目和高铁项目，加之高速公路和高铁项目线路长，进场时候测量工作内容又特别多，传统意义上的导线复测、加密联测、纵横断面图的复测、征地线的复测以及内业数据的复核等等，工作量非常的大。有必要在满足规范和设计要求的基础上，另辟蹊径。

通过对重庆渝湘高速E3标、重庆奉巫高速E2标、陕西咸阳至淳化至旬邑高速LJ11标的施工导线网的复测和加密控制点的联测工作的具体实践，总结出了三维导线在高速公路中具体应用，并取得了很好精度的导线网成果。因此向做类似工程项目的同行推广三维导线法在高速公路项目中的运用，从而提高工作效率、提高导线控制网点成果精度，并满足工期特别紧的施工项目。

2、导线网的复测

2.1　施工单位导线网复测的含义

施工单位的导线复测，往往是以标段为单位的，而且标段内一般是没有更高级的已知点的，这使得复测过程和设计院测量导线的过程含义不同。施工单位只需保证以下两方面：首先本标段内各导线点相对位置的正确性。也就是说，任意取四点假设为两条已知边，两条边之间的点进行联测满足规范和设计要求。其次和相邻标段的起始边能闭合或共用一对已知边参与导线严密平差。只要满足以上这两点，那么在本标段内，导线系统是一个精密的整体，从而放出的路线也是光滑和顺接的。然后又能和相邻标段闭合，这样，　每个标段的精密的导线系统和其他标段精密的导线系统就可以很好地衔接，从而形成一个连续不断的导线整体系统。

2.2　导线网分段的一般性原则和执行的具体规范技术要求

理解了上面的含义，在进行导线复测和加密时，就不必把整个标段的导线作为一条导线来测。因为导线太长，导线点太多的话，只要中间某些点出现测角的稍微大点的误差，就会使得整条长导线发生扭曲、变形，从而出现和设计提供的成果有较大的误差，而且难以查出错误根源何在。所以，不妨把整个标段分成几个小标段，以6－7个导线点为一组，组和组之间设一条公共边，具体分段按照《工程测量规范》（GB50026-2007）有关要求去做，这样，某点的测角误差只会影响本组，不但导线成果精度高，而且容易查出错误所在，外业测量精度也不会发生改变，更不会发生长导线误差过大的情况。

2.3　水准点的布设原则和规划

水准点的布设原则上是很讲究规范和严密的，对于大型国企尤其如此。但是，施工单位的人员通常不足，因此完全可以在规范和设计的基础上灵活变通。譬如，在路基施工中，中间的高程要求是极低的，全站仪粗测就够了。再比如，在山区施工中，去将设计院在高山的的首级导线点引测下来，站数多得吓人，而且往往徒劳无功，因为站数越多，误差往往比较大，同时出错的几率也越大。那么在一条复杂的山区公路中，如何进行水准点总体布设的规划呢？

首先，布设是以全站仪为主的，但要用水准仪辅助，在重庆渝湘高速E3标、重庆奉巫高速E2标、陕西咸阳至淳化至旬邑高速LJ11标基本就很少用水准仪去进行全线联测，否则工作量太大了，相比工作量带来的那点精度没太大意义。

2.4　在进行外业数据的采集过程中要特别注意的问题：

2.4.1　测量仪器的精确置平和对中

水准气泡的精确调平，这一点极为重要，要最大限度的调平，最好是仪器有电子水泡的。仪器脚架的严密踩实。不但要锁死脚架，地面也要踩实。

2.4.2仪器的高度精确测量

最好能把倾斜导致的误差计入，一般取仪高1.5米，用勾股定理算就行了。量目标棱镜的高度也是如此，棱镜高一般量到棱镜横向螺丝中心。

2.4.3视线位置和棱镜螺丝中心重合

有时距离较远的时候，可能棱镜边的螺丝中心看不清，这时可以叫对方用一只笔点在螺丝中心，用视线去切分笔即可。

2.4.4对向观测

一定要对向观测。对向观测可以减少地球曲率和大气折光的影响。尤其是对提高测点间的高差精度最为明显。测量时，要输入测站和目标棱镜的平均气压参数，即温度，气压等。

3、三维导线网在高速公路中的具体应用案例

重庆渝湘高速E3标、重庆奉巫高速E2标、陕西咸阳至淳化至旬邑高速LJ11标当时由于施工工期紧张，加上业主交点推迟，使得工期更为紧张，鉴于此，我们进场后做了大量的前期准备工作，如现场踏勘、选点、埋桩、做点之记等，这为后来施测导线节约了很多时间，我们采取同时测量导线点的平距、水平角、高差和导线点近似平面坐标和高程。按照设计和规范要求，用徕卡TCA1800（精度：测角±1秒，测距±（1+2ppm　D））型全站仪采取6测回边角、高差同时进行。大大提高了作业效率和质量。

3.1　三维导线网在重庆奉巫高速E2和陕西咸阳至淳化至旬邑高速LJ11标中的应用

3.1.1　三维导线网在陕西咸阳至淳化至旬邑高速LJ11标中严密平差成果总体概况和总体精度指标

平面控制网等级：国家四等，验前单位权中误差：2.50（s），高程控制网等级：国家四等，已知坐标点个数：7，未知坐标点个数：19，已知高程点个数：8　，未知高程点个数：18　，未知边数：25，最大点位误差[J6]　=　0.0265　（m），最小点位误差[Z1]　=　0.0088　（m），平均点位误差　=　0.0203　（m），最大点间误差　=　0.0331（m），最大边长比例误差　=　17779，平面网验后单位权中误差　=2.44　（s），每公里高差中误差　=　9.36　（mm），最大高程中误差[J6]　=　18.09　（mm），最小高程中误差[Z1]　=　5.65（mm），平均高程中误差　=　12.19（mm），规范允许每公里高差中误差　=　10（mm），[边长统计]总边长：9101.726（m），平均边长：364.069（m），最小边长：64.280（m），最大边长：856.424（m），观测测段数：25。

3.1.2三维导线网在重庆奉巫高速E2中严密平差成果总体概况和总体精度指标

平面控制网等级：国家四等，验前单位权中误差：2.50（s），高程控制网等级：国家四等，已知坐标点个数：3，未知坐标点个数：13，已知高程点个数：3　，未知高程点个数：13　，未知边数：17，最大点位误差[13-1]　=　0.0214　（m），最小点位误差[71-1]　=　0.0059　（m），平均点位误差　=　0.0098（m），最大点间误差　=　0.0245（m），最大边长比例误差　=　1/10310，平面网验后单位权中误差　=　2.17　（s），每公里高差中误差　=　8.25　（mm），最大高程中误差[13-1]　=　6.83　（mm），最小高程中误差[71-1]　=　3.53（mm），

平均高程中误差　=　4.93（mm），规范允许每公里高差中误差　=　10（mm），[边长统计]总边长：5756.287（m），平均边长：338.605（m），最小边长：46.247（m），最大边长：1135.204（m），观测测段数：17。

4、结语

三维导线法通过在重庆渝湘高速E3标、重庆奉巫高速E2标、陕西咸阳至淳化至旬邑高速LJ11标的应用，可以看出三维导线法所施测的导线网整体精度都比较高，很好的满足了规范和设计要求，较传统的导线法大大提高了工作效率和质量，适应了高速公路项目施工工期紧的要求。值得同行借鉴或参考。

参考文献和规范

[1]　GB　50026—2007 工程测量规范

[2]　JTJ041-2000 公路桥涵施工技术规范

[3]控制测量学 武汉科技大学出版社