管线工程主要测量技术的应用探讨

管线工程主要测量技术的应用探讨

谭瑞明

广西华南通信股份有限公司

【摘要】测量工作是管线工程建设中一项重要的工作，在工程设计勘测前期、工程动工放线、完工验收、后期维护等都起到了十分重要作用。随着科学技术的发展，尤其RTK GPS以及全站仪等新型测量仪器的广泛应用，提高了工程测量精度和效率。本文主要探讨RTK GPS以及全站仪两种测量技术在管线工程的应用，以此为从事相关工作的同行提供有益参考。

【关键词】管线工程；测量；技术；应用；

一、管线工程测量工作简述

线路工程包括线路工程和管道工程，它是指长宽比相对较大的工程，包括通信、公路、铁路、水利、输电线路、给排水、燃气、以及各种用途的管道工程等，这些工程长度可能延伸几公里、十几公里，甚至几百公里。管线工程建设过程中需要进行测量工作，测量工作通常分为初测和定测两个阶段，也可以说是设计阶段的勘测设计和施工阶段的复测定型。线路工程在勘测设计及施工测量方面有不少共性，就是测量工作要求较为细致、工作效率要求较高。

二、管线工程测量的任务和内容

管线工程测量是为各类管线工程设计及施工服务的，它的主要任务：一是为管线工程的设计提供距离、东经北纬度等相关参数的地形图和断面图，其主要是勘测设计阶段的测量工作；二是按设计位置要求将线路敷设于实地，其主要是施工放样的测量工作。整个管线测量工作包括下列内容：(1)收集规划设计区域内各种比例尺地形图、平面图和断面图资料，收集沿线水文、地质以及控制点等有关资料；(2)根据工程要求，利用已有资料，结合现场勘测，在中小比例尺图上确定规划路线走向，编制初步设计方案；(3)根据设计方案在实地标 出线路的基本走向，沿着基本走向进行控制测量，包括平面距离控制测量和高程控制测量；(4)结合管线工程的需要，沿着基本走向测绘带状地形图或平面图，在指定地点测绘工地地形图。测图比例尺根据不同工程的实际要求参考相应的设计及施工规范选定；(5)根据设计图纸把线路中心线上的各类点位测设到地面上，称为中线测量。中线测量包括线路起止点、转折点、曲线主点和线路中心里程桩、加桩等；(6)根据工程需要测绘线路纵断面图和横断面图，比例尺则依据不同工程的实际要求选定；(7)根据管线工程的设计图纸进行工程现场施工测量取样定型；(8)工程完工后，按照工程实际现状测量并测绘竣工平面图和断面图。

三、管信管线工程测量的基本特点

1、全线性测量。测量工作贯穿于整个管线工程建设的各个阶段，时时处处离不开测量技术工作。以通信工程为例，测量工作开始于工程勘测设计，深入于工程施工建设过程中，当工程完工结束后，还要进行工程的竣工测量。

2、阶段性测量。阶段性测量是工程测量技术自身的特点，也是管线工程设计过程中的需要，它体现了管线工程设计和测量之间的阶段性关系，反映了实地勘察、平面设计、竖向设计与初测、定测、放样各阶段的对应关系，阶段性测量工作，有着再次测量、重复核实测量的含义。

3、过程渐近性特点。管线工程从勘察规划设计到施工、竣工，经历了一个从粗到细的过程，管线工程的完美设计是逐步实现的。完美设计需要勘测与设计的完美结合，既要求设计技术人员懂得测量，测量技术人员懂得设计，完美结合在管线工程建设的过程中实现。

四、GPS-RTK测量技术及其应用

1、GPS-RTK测量技术。GPS-RTK是一种融合GPS技术和GL0NAss技术为一体的新型卫星定位测量仪器，它属于双星高动态产品，可用于控制测量、地震放线、地形测量和工程放样测量等，GPS-RTK的作业模式主要为静态测量和动态测量。随着科学技术的发展，GPS技术现已成为测量工作主要作业技术手段，动态GPS己经广泛应用到管道线路工程的各个阶段。而GPS-RTK的出现，使得工程测量工作方式发生了重大变化，RTK-GPS在选线、定线、定位中发挥着巨大的作用。RTK-GPS的优越性主要表现在：不用考虑现场通视情况，误差不会累积，不仅大大提高工作效率，定线精度也提高了；RTK定线测量精度在随后的工程测量定位，组校测时得到检验和保证，证明RTK测量完全能够满足管线定线 、定位测量的精度要求。在选线时，对管线路径有影响的地方均用GPS进行测量，测出坐标，利用软件生成CAD图，在微机上进行路径调整，确定管线走径及各转角坐标。

2、GPS-RTK在管线工程测量中的应用。在管线工程测量中，RTK-GPS主要用于线路定线、定位。GPS-RTK测量是在WGS 84地心坐标系中进行的，而各种工程测量和定位是在当地坐标或北京54坐标上进行的，这之间存在坐标转换的问题。GPS静态测量中，坐标转换是在事后处理的，而GPS RTK是用于实时澳4量的，要求立即给出当地的坐标，因此可利用转换模型转换参数，此参数控制线路一般为30km左右。利用GPS-TRK的实时动态测量的功能，可将各转角坐标输入，然后利用两个转角点定义直线，再在实地放样该直线，直接测出各直线桩、断面点的里程、高程。在设置直线桩时，首先进行初步测量，观察相对于直线的偏移量，若偏离直线较多时，不记录此点，经调整后再进行观测、记录。最后利用GPS数据处理软件生成一定格式的数据文件，输入到线路成图软件中绘制平断面图。在管线工程测量实施过程中，线路的优化设计越来越重要，合理、经济的路径方案能带来一定的经济效益和社会效益。线路路径方案优化设计可以通过航测资料、高分辨率的卫星等手段来实现，但在一般管道线路工程中并无这些资料。利用RTK-GPS并参照收集的地形图可以实现选线及路径优化【1】。

另外，RTK-GPS在地形测量中应用也很广泛，可以利用RTK-GPS动态测量方法来测量地形图。一台RTK-GPS架设在一己知控制点上作基准站，另几台RTK-GPS同时作为流动站。流动站操作只须一个人，测量起来在手持器上只要认真观察点位坐标及高程的收敛值(最好显示fixed)，按Fl(start)开始测量记录，正常情况下外业每分钟可采集一点，既节省人力，减轻劳动强度，又操作方便，提高工作效率。

五、全站仪测量技术及其应用

全站仪是集电子经纬仪、光电测距仪于一体,不仅能迅速完成角度、距离的观测,还能利用机内通用测量程序自动计算和显示结果。如果仪器内含有数据记录卡或配置适宜的电子记录手薄,还可自动记录、存贮和传输观测数据 ,为运用微机进行成果处理和打印绘图提供了必要的条件,使自动测量系统的建立成为可能。使用全站仪进行管线工程测量的优点:一是降低了野外业劳动强度,提高了工作效率,能及时准确地为用图人员提供成果;二是减少了读数、记录等人为错误,提高了测量精度;三是减少了作业环节和步骤,达到了减员增效的目的,提高了经济效益【2】。

全站仪在城市管线工程建设中应用非常广泛。城市管线的种类繁多,而且大多是埋设于地下。由于已建管道较多且密集，造成地下管线上下穿插,纵横交错,需要有精确的测量数据，才能满足工程施工要求。比如在没有使用全站仪以前,通常是用量距导线来进行平面控制测量,由于城镇人多车多,在使用钢尺、标绳量距时,有时要横穿马路,多有不便,不仅钢尺容易受到损坏,而且劳动强度大,工作效率低,精度差。而使用全站仪用于城市管线工程测量,则可以起到很好的工作效应：在工程勘测阶段,建立控制网,进行管道中线测量、管道断面测绘等,可为规划设计人员提供测量资料;在工程施工阶段,进行复核测量并放样，可为工程动工提供依据;在工程完工阶段,进行工程完工测量绘制竣工图,可以为今后维护抢修、养护和管理提供便利。

六、结语

综上所述，管线工程在建设中离不开测量工作。RTK-GPS以及全站仪等新型测量工具的出现，不仅减轻了野外作业劳动强度，还提高了工程测量精度及工作效率，为指导施工、施工质量、施工验收等起到了重要技术支撑作用。

[参考文献]：

[1]李佳川.管线工程测量技术方法探讨[J]科技创新导报.2010（34）

[2]宋志诚.全站仪在城市管道工程测量中的应用[J]三晋测绘.1998（04）