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關鍵詞:原理 優點 注意事項
中圖分類號: S29 文獻標識碼: A 文章編號:
引言:隨著科學技術的發展,測量儀器和測量技術發生了革命性的變革,目前儀器自動化程度和儀器精度以及技術性等都發生了很大的變化,全站儀在測量過程中已經可以不依靠棱鏡,無棱鏡型的全站儀器不在需要支立棱鏡就可以進行測距,并且將測量精度和測量效率進行了很大的了提升,實現了“即瞄即測”
一.無棱鏡全站儀測量技術的基本原理與優點
1基本.
全站儀測距其實就是電磁波測距;利用電磁波作為載波,運載測距信號,進行精密測距的技術。其基本原理是根據電磁波的傳導速度和往返于發射器與反射器之間的時間,計算發射器與反射器之間的距離。無棱鏡全站儀測距方法有兩種:脈沖法和相位法。通常條件下,脈沖法的測程遠,相位法的精度高。脈沖法用測量時發射和接受信號之間的時間間隔來計算距離,多次測量得出平均距離。相位法使用連續信號,以不同的頻率來調制載波信號,測出發射和接受信號之間的相位差,從而求出被測距離,這兩種測距原理與有棱鏡的測距原理相同。
2優點
(1)無棱鏡全站儀在測量的范圍內,對任何被測物體的表面(玻璃鏡子除外)都適合進行無棱鏡測量,并可以實現單人測量工作,節省了測量工作的人力。
(2)在實際測量過程中會因地形問題出現,很多懸崖和山澗,這些地方測量人員不能直接到達,這對測量工作造成了很大的困難,而無棱鏡全站儀可以直接獲取這些地點的空間數據。為施工人員的工作安全帶來了保障,并且有效提高了工作效率。
(3)無棱鏡全站儀在對坡地和存在地質災害的土體進行測量時,可以有效對土體滑坡和策將問題進行監控
(4)無棱鏡全站儀由于免去了棱鏡,所以不受測距的限制,尤其受不通視條件的影響較小。
(5)無棱鏡全站儀有著強大的測量效率,一般的無棱鏡全站儀測量作業是傳統全站儀工作效率的二十倍。
二.無棱鏡全站儀的適用條件及注意事項
在進行無棱鏡全站儀使用時要注意如下問題:
(1)無棱鏡全站儀在測量的過程中需要視線開闊,同時要保證被測物體有著極強的反射能力,如果被測物體的反射能力較弱,就會降低無棱鏡全站儀的作業精度。
(2)無棱鏡全站儀在被測物的選擇上要盡量選取高程較高的測量點,例如建筑墻面、大塊石頭、空曠的地面、公路面等,要保證可以看到地形和地物點。
(3)無棱鏡全站儀在視野不開闊的地區不宜進行工作,尤其在林區作業時,無棱鏡全站儀的測量精度誤差較大
(4)無棱鏡全站儀的作業原理是利用電磁波來完成反射測量,但是電磁波的發射需要大量電力支持,所以無棱鏡全站儀的作業時間相對較短,遇到特殊情況需要連續作業要設置外掛電池進行支援。
(5)無棱鏡全站儀不能對棱鏡、鏡子等玻璃反光物體進行觀測,以免損壞儀器。
(6)無棱鏡全站儀的電磁波射線對人眼有很強的刺激作用,所以在操作時要避免對準人眼,造成傷害。
(7)無棱鏡全站儀測量十分適合立桿人員無法達到的位置,例如溪谷、公路、懸崖等位置。
(8)無棱鏡全站儀在使用一年后要定期做好設備檢測,尤其對設備的激光束發射方向進行調整。
三.無棱鏡全站儀在城市規劃地形測量中的應用
在城市規劃的過程中,土地測量是城市規劃的重要部分,它對城市的整體規劃、基礎設施建設、城市建設管理、都有很大的幫助,并為城市規劃部門提供合適的比例尺地形,無棱鏡全站儀最大的優勢就是可以不接觸被測點,直接獲得建站點的坐標,可以提高施工作業效率,保證測繪的成果和質量
1地貌測量;以北臺礦山地貌規劃測量為例。該礦山先期屬露天開采,隨著巖石的剝離和礦石的采掘四周形成了臺階式陡峭懸崖的深坑采掘;作業人員很難到達,并且還存在很大的危險性;如果采用從山頂到山底的陡崖符號和斜坡符號表示,很難反映出現實采掘區地貌。實際作業中,我們使用無棱鏡全站儀在采坑四周擺站,對采坑周圍臺階式陡峭懸崖及坑底地形進行逐一詳細測量,直接測出山谷、山脊、洼地、山腳、山頂等地形變化點的三維坐標,最終繪制出該礦山開采區的現勢性地形圖
2地物測量;以站前平山路和永豐步行商業街人防地下商城規劃測量為例。該項目站前平山路段為公交車l7路、38路、5路的終點站,車流量很大,公交車隨時停靠站點將測量視線遮擋看不到棱鏡;永豐步行商業街路中擺放較密集的臨時商亭也將測量視線遮擋的較嚴,觀測棱鏡很困難;給測量工作帶來很大的麻煩。我們運用無棱鏡全站儀測量,穿過公交車上部和臨時商亭頂部對該測區兩側的建筑物和商鋪、路燈和電桿、攝像頭和射燈等相關地物詳細測量,獲得相關地物的平面坐標和高程,最終繪制出該測區的實際地形圖。
四.無棱鏡全站儀的應用幾點體會
1.無棱鏡全站儀的測距性能大大優于傳統全站儀,在實際應用中其測距的精度和穩定性能滿足設計的測量要求,為土地規劃提供了質量保證。
2.無棱鏡全站儀的測距精度和被測物體表面的顏色和反光度有著直接的關系,通常情況下物體越淺、反射效果越好所得的測量效果越精確。就算物體表面粗糙,只要物體有著很強的發射性,測量精度也不會衰減。
3.在無棱鏡全站儀要保證與待測目標形成垂直角度,同時要保證兩者之間的視距良好,激光入射角的最大角度不得大于60度
4.影響無棱鏡全站儀測量精度的因素主要來自自然環境,另外測量距離、發射角大小和物體的穩定性有著直接的關系,一般情況下所測物體間的距離越大測量的精度就會相對的降低。在雨雪、霧霾、水蒸氣較大的情況下,無棱鏡全站儀的激光傳輸會因水滴、雨水等問題產生光效折射,導致測量精度的降低,并且得不到高質量的測量數據。
結束語
無棱鏡全站儀在城市土地測量中的應用越來越廣,隨著我國基礎設施建設速度的加快,無棱鏡全站儀會得到更加廣泛的應用,無棱鏡全站儀在未來的測量工作中有著極為廣闊的發展前景。
參考文獻
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[3]曹陽.淺談無棱鏡全站儀在地形圖測繪中的應用[j];遼寧測繪,2010.(3):24—25.
關鍵詞:復雜地形;土方測量;質量控制
建設用地原始的地形類別較為復雜,有田地、荷塘、山地等等,就以往的測量經驗來看,該類用地對于土方測量的質量有著較高的要求。然而到目前為止,我國依然沒有一個標準科學的土石方量精度的評定標準。因此,如何就復雜地形土石方量進行科學的質量控制顯得尤為重要。
1 前期的準備工作
1.1 選擇合適的測量儀器
當前,較為常用的土方測量儀器包括RTK及全站儀兩種,對于地形條件較為復雜的測區來說,如果存在樹木、河、山等通視情況較差的地區,則采用全站儀進行測量,如果測量工作并不十分緊張,采用這種測量方法往往可以實現測量的需求,但效率相對較低,且會導致測量成本增加;若單獨使用RTK進行測量,雖然能取得很高的效率,但如果存在樹木的話,則會對GPS的信號產生影響。[1]因此,對于復雜地形土方測量工作,如何聯合使用RTK與全站儀,則往往能取得良好的效果。在衛星信號良好的地區采用RTK對數據進行采集,可以大大提升測量工作的效率;而在信號較差的地區使用全站儀進行數據采集,則能夠有效彌補了RTK的缺陷,從而能夠更加真實可靠地對所有地形點的數據資料進行采集。
1.2 科學驗證控制點
通常來說,城鎮測量控制點一般都是甲方從當地測繪部門購買或進行實測引點,最為安全可靠的是要求有三個控制點。[2]在土方測量工作開展之前,必須校驗甲方的控制點,主要對控制點的高程誤差及平面誤差進行校驗,防止因控制點錯誤造成測量報廢。
1.3 計算方法的確定
在土方測量工作中,常用的計算方法包括三角網、方格網法、斷面網法,依據地形條件的不同選擇的計算方法也是不相同的。通常來說,帶狀的地形選擇的計算方法都是斷面法,平坦的地形選擇的計算方法都為三角網、方格網等方法,復雜地形則傾向于選擇三角網法進行計算。但總的來說,對于復雜地形進行土方測量的時候,最為科學的方法就是選擇三角網法進行計算。如果工程的性質是較為不規則的地貌,如高爾夫球場等等,則可以選擇三角網法中國的兩期土方進行計算。
2 采集外業數據的方法
土方測量外業數據的采集基本上和地形圖測量保持著一致的狀態,都是根據甲方要求情況選擇方格網對方格網點及地形離散點的三維坐標相關數據進行采集,在對復雜地形土方測量來說,進行外業工作時應當充分注意以下幾點。
2.1 要求儀器內高與桿高保持統一
在進行RTK測量的過程中,可以固定住移動站的桿高,但當錯誤發生后可以在后期處理數據的過程中給予改正。然而在全站儀測量的整個過程中,因透視的原因,使得棱鏡桿一直是處于變化的狀態之中,此時就要求跑尺員與觀測員需要進行有效的交流,從而保證棱鏡高和儀器內高的輸入保持統一,不但就會造成測量的點位高程有失偏頗,最終導致土方量的計算結果發生錯誤。[3]
2.2 要求采集的數據點合理而清晰
對于復雜的地形條件采用三角網法是最為合適的方法,因而在進行數據點采集的時候應當充分考慮到地形的特征點,例如當陡坎地形的坎下高程點、勘上高程點密度不相匹配的時候,或者坎下或坎上出現漏測的時候,則就會導致三角網構網缺乏合理性,導致網形失真,最終造成計算結果的錯誤。[4]因此,跑尺人員在采點時應當盡可能做到調理清晰,以便于業內清晰成圖。多數的測量工作者都認為土方測量工作的主要目的就是提供科學準確的挖方量及填方量等資料,而外業僅僅需要對所有特征點進行記錄便可。但這樣一來,就可能導致發生漏點等問題,并且對內部計算機檢查產生不利影響,以及最終影響到判斷點的點位高程。
4 業內數據處理的相關方法
4.1 圖面查詢
要想對整個測區采集到的高程點進行查看,以便于對整個高程點的遺漏與重復情況進行檢查,從而實現錯誤高程點的刪除與改進。如果是比較大的測區,往往是若干組工作人員進行共同測量,這就可能會導致發生測量結合區域的遺漏或重復的現象。由于儀器內高與棱鏡高并不保持一致,所以可能導致錯誤高程值的出現。因儀器或信號的問題,或者受到外界因素等的干擾后,就會發生一些偶然的“飛點”現象,這些問的存在都會導致測區高程結果有所偏差。[5]因此,最為直接有效的方法就是進行等高線生成,一旦測區點高程發生異常情況時,就會在等高線圖上明顯體現出來,見圖1。當等高線圈較為密集時,則說明該地區出現了地形的突變現象,所以采用測區地形就能夠科學判斷出該地的高程是否存在問題。
4.2 采用不同的計算機軟件進行核對與計算
對于建筑工程來說,土方測量意義重大,不僅牽涉到規劃設計方面的內容,更加關系到工程量計算等問題,從而對二者之間的利益產生直接的影響。因此,在計算的過程中應當應用計算的最終結果在使用多種軟件方法的基礎上進行檢驗。筆者認為,采用南方CASS軟件中的三角網法,能夠將計算出來的復雜地形的土方測量誤差較小,甲乙雙方均能夠接受
結語:
在土方測量工作開開展過程中,從前期的準備工作到后期的數據處理,任何一個環節出現錯誤,都可能造成突發土方計算結果發生差異。但只要嚴格依據測量錯做的相關準則要求就行,并且要保證采集的數據更加合理,選擇使用的計算方法更加合適,最終為測量成果質量奠定重要保障。
參考文獻:
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關鍵字: 帶狀地形 平面圖 斷面圖EPSW
中圖分類號:P258 文獻標識碼:A 文章編號:
概述
帶狀地形圖是管線、高速公路、城市地鐵建設等用于規劃、設計之前的第一手資料,為保證工程項目得到最優化路線,其作用相當重要。因為受到線路長度、寬度、方向的制約,分幅方式不能采用標準分幅,圖號一般沿線路走向從小到大順序編號,采用傾斜分幅。其優點是線路中線位于圖幅中間,最大限度減小圖幅數。不足之處在于,在線路有一定弧度時,相鄰圖括內有重疊,圖幅之間接邊以一幅圖內圖廓接邊,內業工作不太方便。目前國內主流測繪成圖軟件如清華山維公司開發的EPS系列成圖軟件,南方CASS軟件等往往不能滿足要求,或者不能一步到位。
帶狀地形圖成圖要求
帶狀地形圖成圖通常包括地形平面圖和縱斷面圖兩個部分。為保證設計方使用方便,一般要求地形平面圖每幅圖長度為1km,在圖中需要標注拐點坐標、高程、轉角等信息。縱斷面圖同地形圖保持一致,圖形上部為斷面線,下部為對應斷面里程的示意平面圖,同時圖形預留空間,保證地質勘查部門添加必要的地質信息,同時方便設計方在圖中添加設計信息。
在地形圖分幅的過程中,如果采用傾斜分幅,一般的方式是按照設計方要求,在CAD中畫出指定大小的矩形框,根據自己畫的矩形,沿線路進行復制、旋轉,以此進行分幅,整飾圖廓。在實際工作中,由于一般線路較長,重復枯燥的工作很容易產生錯誤,并且內業工作量巨大。
內業成圖流程
3.1地形平面圖成圖流程:
(1) 對地形圖總圖質量檢查。
(2)根據設計方提供的路線設計圖,讀出拐點坐標,并按設計路線排序。
(3)編寫程序,根據拐點坐標計算出整公里分割點。
(4)將拐點坐標導入到EPSW成圖軟件,內業人員據此進行裁圖,并輸出DXF圖形。
(5)通過CAD平臺操作,導入拐點信息。粘貼圖框等其他附屬信息。
3.2 縱斷面圖成圖流程:
(1) 將設計路線導入成圖軟件EPSW,在軟件中對測量點構網,軟件自動輸出斷面信息。
(2) 通過程序,計算斷面里程。
(3) 根據本單位自編軟件”斷面測量數據處理系統”,輸出斷面圖。
(4) 將對應斷面里程的地形圖粘貼到斷面圖下部,
(5) 對斷面圖進行其他整飾。
具體應用
北海—南寧成品油管道工程項目是中國石化建設的北海500-1000萬噸/年煉油項目的配套工程,也是華南成品油管網補充西南資源的重要組成部分。本工程測量范圍為線路總長220公里,要求在設計中線兩側各100米測量1:2000地形圖,并沿線進行縱斷面測量。
采用EPSW2005 數字化成圖軟件進行內業編輯成圖。首先對野外采集的GPSRTK數據和全站儀數據進行計算處理,形成軟件默認的圖根點和碎部點文件;通過軟件調入外部數據功能,引入坐標點,并進行野外簡碼對照轉換。然后參照野外測量草圖,利用該軟件圖形編輯等功能,在計算機上進行圖形編輯、修改、注記、拓撲處理、屬性錄入等操作,最后形成完整正確的圖形文件;再進行接邊處理,相鄰測站所測地物保證銜接良好,地物重合點精度在規范允許范圍以內,保證相鄰圖幅、不同內業操作員完成的圖形點、線、面達到無縫連接,然后進行緩沖區裁圖輸出。
4.2 圖形檢查
由專門的質量檢查小組,分工協作,對全線路圖面進行檢查,具體包括等高線處理是否合理、賦值是否正確,點位注記是否清楚、地物點位是否準確,面狀地物是否閉合,圖幅結合表是否正確,文字注記字體大小、樣式是否合乎要求。
4.3 具體成圖方案
在本項目中,采用VB語言編寫自動處理程序完成圖框制作、坐標拐點展繪、圖形旋轉、嵌入等工作。
程序編寫思路一般主要包括以下幾種:
①通過VB調用AutoCAD成圖。采用此方法是比較容易實現,但調用AutoCAD會占用非常大的內存,速度比較滿,當斷面圖數目比較多時會引起很大的不便,不利于檢查和使用,并且在計算機上需要安裝AutoCAD軟件
②通過VBA實現斷面圖的繪制。采用此方法優點是速度較快,易于實現,但必須在計算機上安裝AutoCAD軟件,并且不能獨立實現,不方便用戶的使用。
③將斷面數據轉換為SCR腳本文件,在AutoCAD中調用SCR文件,然后另存為標準格式。該方法需要進行第二次轉換,不能一步到位。
通過上述比較,最終確定采用VB編程語言,讀寫數據文件,直接輸出Dxf圖形文件,Dxf格式為國際標準圖形交換文件。采用這種方法,具有不受其他軟件的限制、運行速度快的優點。
成圖過程中的難點和重點
5.1 斷面圖中縱比例尺的切換。為方便設計,斷面圖中縱比例尺要求1:100和1:200兩種,由于項目測量范圍為山區,高程起伏比較大,在規定的圖幅中不能將斷面線完整的展會到圖中,因此要求根據具體情況變換縱斷面的縱比例標注,即換擋,在本項目程途中,通過程序計算需要換擋的位置,改變標尺其實標注,解決了這一問題
5.2 保證中線拐點的正確和順序。因為每幅圖要求1km,里程通過第一個拐點不斷累積計算,因此每一拐點的坐標和順序都不能有任何差錯,否則會對以后的每幅圖都有影響,所以要求內業人員進行認真校核,以保證中線拐點坐標的正確性。
總結
6.1 部分成圖工序安排不合理。
由于時間倉促、經驗不足,部分成圖工序安排不合理。通過本次成圖,總結了成圖流程,保證在今后的類似工作中縮短成圖時間。
6.2 自編程序不能保證成圖過程中全部進行程序處理,部分環節需要內業成圖人員自己編輯,操作。增加了內業工作量,爭取在日后完善程序,減輕內業工作量,同時減少成圖人員在操作過程中出現的錯誤幾率。
參考文獻
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關鍵詞:地形圖測量;全站儀;數字化測量;GPS-RTK;精度
中圖分類號: P216 文獻標識碼: A
一、地形圖測量工作的特點
地形圖測量指的是測繪地形圖的作業,即對地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程進行測定,并按一定比例縮小,用符號和注記繪制成地形圖的工作。地形圖的測繪基本上采用航空攝影測量方法,利用航空像片主要在室內測圖。但面積較小的或者工程建設需要的地形圖,采用平板儀測量方法,在野外進行測圖。地形圖的測量一般在空曠城郊、偏遠的農村、山區人口密度低的環境
中。
二、地形圖測量的技術要求和常用的測量方法
(一)地形圖測量的技術要求
1、地形圖測圖的比例尺,根據工程的設計階段、規模大小和運營管理需要選用。1:5000 用于可行性研究、總體規劃、廠址選擇、初步設計等;1:2000 用于可行性研究、初步設計、礦石總圖管理、地質災害監測評估等的基礎性工作,城鎮詳細規劃等;1:000、1:500 用于初步設計、施工圖設計;城鎮、工況總圖管理;竣工驗收等。
2、地形圖的類別劃分和地形圖基本等高距的確定,應分別根據地面傾角(α)的大小,確定地形類別。平坦地 α<3°;丘陵地 3°≤α<10°;山地 10°≤α<25°;高山 α≥25°。
3、地形測圖,可采用全站儀測圖、GPS- RTK測圖和平板測圖等方法,也可采用各種方法的聯合作業模式或其他作業模式。數字地形測量軟件的選用應該適合工程測量作業特點;滿足規范的精度要求、功能齊全、符號規范;操作簡便、界面友好;采用常用的數據、圖形輸出格式。對軟件特有的線型、漢字、符號,應提供相應的庫文件;具有用戶開發功能;具有網絡共享功能。
4、地形圖應經過內業檢查、實地的全面對照及實測檢查。實測檢查量不應少于測圖工作量的10%,檢查的統計結果,應滿足規范的規定。
5、圖根平面控制和高程控制測量,可同時進行,也可分別實測。圖根點相對于鄰近等級控制點的點中誤差不應大于圖上 0.1mm,高程中誤差不應大于基本等高距的1/10。對于較小測區,圖根控制可作為首級控制。圖根點點位標志宜采用(鐵)樁,當圖根點作為首級控制或等級點稀少時,應埋設適當數量的標石。
6、地形圖實測前應進行實地踏勘,確定測量范圍,并制定實測方案才可進行實地測量。測繪完成后,應對地形圖的內容進行檢查并打印圖件到實地進行現場核對,發現問題應及時補測、修改。
(二)常用的地形圖測量方法
1、全站儀測量技術
(1)全站儀測量的優點
①利用全站儀進行地形圖測量可以將地形測量和控制測量同時進行;
②在進行工程施工放樣時運用全站儀測量技術可把設計圖紙中相關點位快速的測設到地面上;
③可以實現對地質災害、建筑物變形等的實時監測;
④運用控制測量時,全站儀具有后方交會、前方交會、導線測量等功能,可以實現高精度的測量,且使用儀器操作簡單,可以有效的提升測量作業速度;
⑤只需要在一個測站就可以完成全部的測量內容,并可以存儲和傳輸測量數據;
⑥全站儀可以通過傳輸設備實現與繪圖儀、計算機的連接,從而建立一體式的測繪系統,極大的提升了地形圖測繪的工作效率和測繪質量。這樣就可以減少地形圖測繪時間,為工程建設提供時間上的保障。
(2)全站儀測量的技術過程
全站儀測量技術進行地形圖測量時主要過程是數據采集即獲取地形圖測量所需的數據信息、數據處理、圖形編輯以及圖形輸出等。
①建立地形圖測繪的平面控制坐標系
首先要建立地形圖測繪的平面控制坐標系,在測量區域范圍內選擇一個可以觀察到測區內絕大部分測點、視線開闊的點作為全站儀的站點,設置好測量標記,將全站儀等測量設備按照測量要求放好,開啟測圖精靈即可進行數據的采集。
②測量數據采集
在數據采集過程中應根據測量現場的環境特點及測量的實際情況確定進行幾個點的數據采集,測量的關鍵是合理的確定采集站點的位置和具體的采集數目,并把數據測量采集的誤差降到最低。在數據采集過程中應注意棱鏡的高度及變化;要做到及時的溝通,以免因溝通不良而出現測量差錯;在測量設點時要進行編號,使所采集的數據與測點編號相統一,嚴禁弄混現象的發生。
③處理數據,繪制地形圖
做好測量數據的采集工作后應及時進行采集數據的處理,據據已建立的地形圖測量測點的坐標,參照測圖要求進行地形圖的繪制,而后完成制圖,并參照實地測量時所繪制的草圖進行地形圖的繪制,將各個測點用標準符號相連,在完成地物繪制后,結合測區實際的地形情況進行等高線的繪制,以對其進行修補。
2、數字化測量技術
數字化地形圖測量技術系統主要由基準站、流動站以及數據鏈共同組成。
(1)數字化測量技術的優點
①運用數字化地形圖測量技術可以使測量結果和動態實時的顯示出來,將整個測量過程透明、直觀的反映出來;
②可以任意查看坐標的定位精度,解決了其他地形圖測繪技術不能快速成圖、實時動態放樣的問題;
③運用數字化地形圖測量技術可以有效的減少外業作業時間;
④另外還具備不受作業時間的限制,且操作簡便、自動化水平非常的高,可以大幅度減少測量人員的工作量,已達到了智能化的標準。
⑤運用數字化地形圖測量技術可以有效減少測圖所需的控制點數,改變了傳統的測量方式。只需一個人采集點位坐標數據,將所采集到的數據傳到數字化軟件中,就可以生成各種比例尺的地形圖。因此數字化地形圖測量技術有效的減少了勞動量并大幅度的提高了測圖效率。
(2)數字化測量技術的工作流程
采用數字化地形圖測量技術進行測量作業的流程為:測量前應做好測量所需相關資料的收集,包括測區內已知的高等級控制點的收集。做好準備工作后實施數字化地形圖測量工作,采集外業數據、整理內業數據,最后進行地形圖的精度分析。在地形圖測量中應用數字化測量技術測圖的結果不會受到人為因素的影響,因而出現測量誤差的概率就比較小。數字化的技術還可以對坐標、距離、面積、方位等進行自動提取,因而數字化地形圖的繪制的精準度極高。數字化地形圖也就更加規范、更加精確、更加美觀。
3、GPS-RTK測量技術
(1)RTK技術的原理
GPS一RTK技術系統主要由基準站!流動站和數據鏈三個部分組成。其作業方式為:基準站接收機架設在已知或未知坐標的參考點上,連續接收所有可視GPS衛星信號,基準站將測站點坐標、偽距觀測值、載波相位觀測值、衛星跟蹤狀態和接收機工作狀態等通過無線數據鏈發送給流動站,流動站先進行初始化,完成整周未知數的搜索求解后,進入動態作業。流動站在接收來自基準站的數據時,同步觀測采集GPS衛星載波相位數據,通過系統內差分處理求解載波相位整周模糊度,根據基準站和流動站的相關性,得出流動站的平面坐標x,y和高程h。
(2)應用RTK技術測量需要注意的問題
①基準站的設置
設置RTK基準站時需要注意以下幾個問題:
首先要是對基準站周圍的環境的選擇,GPS接受到的衛星信號是經過20000KRA的空間傳播,且有電離層、對流層、反射、大氣折射等干擾,GPS接收到的衛星信號已經很相當微弱了,一般只有50一180DB。GPS電臺運用的是功率小、頻率超高的電磁波,發射的電磁波頻率一般在450一470MHz之間,其波長較短,電磁波的傳輸距離與地球的曲率半徑、天線高、以及大氣折射有關。為了將多路徑效應的影響降到最低,在基準站的周圍應沒有明顯的大區域的信號反射物(如高山及大型建筑、大面積水域等):依上述的要求選擇基準站第一是要避開高層建筑物,第二發射電臺有一定的高度。
②接收機參數的設置
在運用GPS一RTK技術時,不僅要求移動站接收機和基準站接收機有相同的衛截止高度角和波特率,而且還要考慮到流動接收機觀測時間的長短和接收機
內存的大小,這需要把采樣率設置為適當的數值。如果接收機的內存在16M以上,可以將采樣率設置為15,將流動接收機觀的測時間設為為0.15,這是電子手簿所能設置的最小值,此時,GPS接收機接受的約7H以上的觀測數據。
③野外作業與常規儀器配合使用
在流動站接收到的衛星信號很差并且可以觀測到的衛星數少于5顆的地段,常常需要配合全站儀采集碎部點,RTK與常規儀器聯合作業模式,可以達到優勢互補,提高測圖效率的目的。
參考文獻
[1]高幫勝.淺談房地產測繪的質量管理[J].黑龍江科技信息,2008.18.
關鍵字:靜態GPS測量 , CORS網絡RTK,水準測量,GPS靜態擬合高程
Abstract: based on the ordinary stone mining the surveying and mapping work, introduces the common stone mining in the measurement of control method of measurement, the measurement and topographic map for mine mine the development and utilization of the programme provides design basis.
Key word: static GPS measurement, CORS network RTK, level measurement, GPS static fitting elevation
中圖分類號: P217 文獻標識碼:A文章編號:
1 概述
為了較為真實地反映石料礦范圍內和附近的地形、地貌狀況,需對普通石料礦山1:2000地形圖進行實測和測量標定礦區范圍300米的重要建(構)筑物的具置,利用地形圖能比較準確地計算礦區范圍內的石料儲量,對礦山開發利用方案的編制提供依據,并對礦產資源的利用及生產情況進行檢查和監督。
2 測前主要工作
1)確定測區的大概地理位置,根據委托方提供的要求編制測量方案;
2)接收委托任務后及時收集測區附近的已有平面及高程控制點和已有地形圖資料。
3 一級GPS平面控制測量
3.1 布點及埋設要求
一級GPS平面控制點的密度一般每平方公里不少于4點,且能全面控制測區的范圍,對于面積較小的礦區至少應布設3點,其中至少在礦區范圍外布設2點。所選點位均應符合下列要求:
1)點位應便于安置GPS接收設備和操作,視野開闊,視場內障礙物的高度角應不超過15°。
2)應遠離大功率無線電發射源(如電視臺、電臺、微波站等),其距離應大于200m;應遠離高壓輸電線和微波無線電信號傳送通道,其距離應大于50m。
3)附近應無強烈反射衛星信號的物件(如大片水面、大型建筑物等)。
4)應有利于其他測量手段擴展和聯測。
5)地面基礎應穩定,易于點的保存。
控制點均需做點之記,點之記應準確描述到達點位的路線圖,點位周邊的主要地物、地形關系描述相似、準確,每個點位至少應有2個以上栓點距離,距離準確量至0.1m位,點位應拍攝照片,點之記用CAD繪制。
3.2作業方法
根據不同的作業地區和礦山的地理位置,平面控制點可選用靜態GPS測量或網絡RTK測量的方法進行平面坐標的測量。
3.2.1靜態GPS測量
當該地區無法使用網絡RTK測量時,可選用靜態GPS測量的方法。應收集測區周邊至少3個高等級控制點作為起算點,按一級GPS點精度使用雙頻或單頻GPS接收機進行觀測,GPS接收機靜態平面標稱精度應不低于10㎜+10ppm。在與高等級點聯測時,如果距離在10km以上時,觀測時間應達到90分鐘以上。
GPS觀測儀器操作應符合以下要求:1)GPS外業觀測時天線應精確對中整平,對中誤差≤3㎜,接收機電源電纜和天線電纜應聯接無誤;2)開關機時應各精確量取天線高一次,測記至㎜位。兩次量天線高互差應小于3㎜,取平均值作為最后結果,記錄在手簿上;3)手簿記錄除天線高外,還應準確記錄了點號、天氣情況、觀測日期、觀測時段、儀器編號及觀測員、記錄員等內容,應字跡端正、清晰,不得涂改。
基線解算采用隨機軟件解算,網平差采用專業網平差軟件進行解算。整個測區一級GPS控制點連同起算點應構成一個GPS網,網中獨立環最多邊數不應超過10條。
3.2.2CORS網絡RTK測量
目前浙江省省級CORS系統建設已初步完成,省內大部分地區可在服務范圍內接收系統提供的實時動態差分數據。采用高等級控制點校正的方法進行系統轉換,必須在覆蓋測區的小范圍內收集不少于4個高等級平面控制點(1980西安坐標系)。按網絡RTK一級GPS控制點測量的要求在高等級平面控制點上進行WGS-84坐標的采集,測量時間應不小于15min。利用采集WGS-84坐標與已有的1980西安坐標進行轉換關系的求解,轉換關系中的點位殘差應不大于±2㎝。將求得的轉換關系輸入GPS接收機中,按浙江省網絡RTK測量技術要求進行一級控制點的觀測,或事后將采集的WGS-84坐標根據轉換關系通過軟件計算1980西安坐標。
控制點測量必須采用三腳架或三腳對中桿,每點至少觀測2個時段(間隔應大于2小時),每時段至少初始化觀測2測回,每測回平面收斂精度應≤±2.0cm,接收機應為雙頻GPS-RTK接收機,其動態平面標稱精度應不低于10㎜+2ppm。具體的測量要求應嚴格按照各地CORS網絡RTK測量技術規程執行。
4 一級GPS平面控制點高程測量
礦區內利用一級GPS平面控制點按相對于起算點不大于±10㎝的高程精度要求進行高程測量,并作為礦區的高程起算點。高程測量根據礦山的地理位置,在離高等級水準點較近又易于聯測時選擇使用水準測量,在一些不易水準聯測的礦區,可選擇與平面控制測量同步進行的靜態GPS擬合高程及網絡RTK高程測量。
4.1 水準測量
水準測量按等外水準精度施測,應在測區附近收集2個以上的高等級水準點(四等或以上)作為高程起算點,采用閉合或符合水準路線測量,水準觀測使用索佳C32Ⅱ自動安平水準儀配雙面木質標尺,按后—后—前—前的觀測順序單程觀測,等外水準的觀測記錄可采用人工手簿記錄,平差計算可采用簡易平差,成果取至㎝位。
4.2 靜態GPS擬合高程測量
當平面控制測量采用靜態GPS測量,而又無法進行水準測量時,可采用靜態GPS擬合高程的方法。應收集測區附近(覆蓋測區)3個或以上高等級水準點(四等或以上)作為高程起算點,連同平面控制點組成一個GPS控制網進行觀測和平差計算,其測量方法及要求與平面靜態GPS控制測量一致。GPS接收機靜態高程標稱精度應不低于20㎜+10ppm。
4.3網絡RTK高程測量
在寧波地區的鄞州區、鎮海區、北侖區及老三區通過網絡RTK測量的大地高,可利用我市規劃局提供的在線轉換軟件直接計算出1985國家高程基準高程,其他地區必須通過建立高程異常模型求得正常高。應在測區附近(覆蓋測區)收集至少3個高等級水準點(四等或以上)作為高程異常模型求解,按網絡RTK圖根高程點測量的要求在高等級高程點上進行大地高的采集,測量時間應不小于15min。利用采集的大地高與已有的正常高輸入GPS接收機中進行高程異常模型的求解,高程異常模型中的點位殘差應不大于±3㎝。按NBCORS網絡RTK測量要求進行圖根高程控制點的觀測,每時段作業開始與結束均應對已測點、高等級或同等級已知點進行檢測,高程檢測較差應≤±6cm,接收機應為雙頻GPS接收機,其動態高程標稱精度應不低于20㎜+2ppm。
5 結論
根據我院在實踐操作中的經驗,使用CORS網絡RTK測量無論在經費投入還是工作效率上都比靜態GPS控制網測量經濟和便捷,且測量精度同樣可以滿足用戶需求。隨著CORS網絡的不斷發展,所涉及的范圍將不斷擴大,該方法將更加顯示其優越性。
參考文獻
[1]《地質礦產勘查測量規范》GB/T18341-2001.
關鍵詞:探地雷達;土壤水;測量深度;尺度特征;遙感
中圖分類號:P641.7;S152 文獻標識碼:A 文章編號:1672-1683(2017)02-0037-08
土壤水,分布在地面以下、地下水面以上的土壤層中,也被稱作土壤中的非飽和帶水分,是一種重要的水資源(在農田水利中也被稱作土壤墑情或土壤濕度)。土壤水的時空分布與變化對土壤一植被一大氣間水分、能量平衡具有顯著影響,準確測量土壤含水量,對研究區域水循環、觀測干旱的發生及發展過程、指導當地農業生產實踐、合理進行水資源調控等工作均具有重要意義。
隨著科學技術的發展,出現了多種土壤含水量測量技術,按測量的空間尺度可大體劃分為三種:一是點尺度,主要包括烘干稱重法、中子法、時域反射儀法(TDR)、頻域反射儀法(FDR)等,這些方法測定的數據能較準確地反映觀測點的土壤含水量,但都存在耗時費力并對土壤具有一定破壞性等問題;二是區域尺度,主要包括探地雷達(GPR)技術和近地面環境宇宙射線中子法等,是無危害,非接觸,不破壞土壤,不受土壤質地、密度、鹽分等影響的土壤含水量測量方法,適合幾十公頃等較大面積的土壤墑情觀測,這些技術在快速發展;三是衛星像元尺度,衛星遙感反演土壤含水量是通過測量土壤表面反射或發射的電磁能量,建立遙感信息與土壤含水量之間的關系,從而反演出地表土壤含水量的過程,按遙感波段劃分主要有可見光-近紅外法(反射率法、植被指數法),熱紅外法(熱慣量法、作物缺水指數法、溫度狀態指數法)和微波遙感法(主動微波法、被動微波法)等,具有快速、覆蓋范圍大和定期重復觀測等優勢,但遙感方法只能對表層土壤進行觀測(一般小于20cm),尤其是反演結果的地面同尺度驗證一直是該方法推廣應用的瓶頸。
探地雷達(ground penetration radar,簡稱GPR)是一種快捷高效測量中、小尺度土壤水的方法,具有探測深度大、便捷快速、測量精度高、分辨率高、無損測量等優點,可以彌補傳統方法和遙感方法在土壤含水量監測中的不足。對探地雷達測量土壤含水量的主要測量方法、測量原理、測量精度及各種方法的優缺點等進行介紹,對探地雷達地面直達波和反射波的測量深度,及探地雷達在多尺度土壤墑情協同觀測與遙感反演、田間尺度土壤水運動模擬驗證等研究中的應用進行探討,將對豐富土壤含水量的監測手段及水資源監測評估和田間尺度的灌溉管理等具有積極意義。
1探地雷達技術及其測量土壤水的原理、方法
1.1探地雷達技術及發展
探地雷達是采用中心頻率10 MHz~3 GHz范圍的高頻電磁波探測地下或建筑物內部結構與特征的電磁探測技術,主要由發射天線、接收天線和控制單元構成,它的原理與反射地震學和聲吶技術相似,發射天線向地下發射高頻短脈沖的電磁波,當電磁波遇到電性差異大的分界面或目標體時反射回地面被接收天線接收,根據接收天線記錄的電磁波雙程走時、振幅、波形等信息可以確定地層結構或目標體的埋深、位置等。接收天線接收的電磁波根據傳播路徑主要分為空氣波、地面直達波、反射波和折射波,根據研究需要選取不同雷達波進行分析計算,圖1為雷達波在雙層土壤中的傳播路徑。GPR常以脈沖反射波波形的形式記錄接收到的雷達波,一條測線上不同測點的記錄道構成完整的雷達記錄剖面圖。波形的正負峰分別以灰階或不同顏色顯示,等灰線或等色線即表示反射層或目標體。
自20世紀70年代中期商用探地雷達投入市場以來,探地雷達技術逐漸完善,應用領域不斷擴展,涉及冰川、考古、地質、水文、勘探、土壤等研究方向。20世紀90年代,探地雷達技術的提高實現了波速的精確測量,探地雷達在土壤含水量測量方面的應用成為了研究熱點。Basson等發表了探地雷達在以色列測量土壤含水量的比較結果;Du和Rum-mel提出用GPR的地面直達波測量土壤含水量,并且不需要已知土壤的深度和反射層;Chanzy等、Weiler等、Dannowski等和Lunt等采用反射波y量得到反射層至土壤表面間的平均含水量,但該方法需要已知反射層的深度;Huisman等研究了單偏移距法的測量精度,為GPR快速測量大面積的土壤含水量奠定了理論基礎;Huis-man等通過在3 600 m2區域的GPR與TDR對比實驗,表明GPR單偏移距法比TDR測量空間土壤含水量變化的效果更好;Lambot提出基于離地探地雷達的全波形反演法。近十年間,國內外學者對探地雷達測量土壤含水量的研究日趨深入,在與TDR、蒸滲儀、中子探測器、稱重法等方法的對比分析、不同GPR測量方法的比較、不同土壤質地的應用等方面都有相關研究,Deiana等、Steelman等、M angel等在滲透實驗觀測、非飽和帶土壤水流動模型驗證等方面推廣了GPR的應用。
1.2探地雷達測量土壤水的原理
因為干地質材料、水和空氣的介電常數值存在明顯差異,使得土壤孔隙中含水量的變化極大地改變了土壤介電常數。雷達波在非飽和帶土壤中的傳播速度取決于土壤介電常數,利用GPR提取出地面直達波或反射波的速度,計算土壤介電常數,再根據土壤介電常數與土壤含水量關系即可求得土壤含水量。在低損介質中,電磁波波速v與介電常數ε的關系為
(1)式中:c為電磁波在真空中的傳播速度即0.3×109m/s。
土壤介電常數與土壤含水量θ關系可以用經驗公式、半理論公式描述,見表1。
Topp公式由TDR技術得到,用于將介電常數轉化成體積含水量,是目前應用最廣泛的經驗公式。它只有一個參數,計算簡單、效果較好,尤其適用于粗質地土壤,但過高地估計了干土和濕土的土壤含水量,對濕土尤其明顯。經過校正的Herkerlrah公式比Topp公式有更高的精度,但是Herkelrath公式需要確定參數a、b,工作量大。當土壤含水量很低時,GPR所測介電常數較TDR明顯偏低使土壤含水量誤差大,此時需要對介電常數一土壤含水量關系式進行校正。
GPR可以用不同頻率對土壤含水量進行監測,高頻天線能夠獲取更高的空間分辨率但由于電磁波衰減快使得探測深度較小,低頻天線由于電磁波衰減較慢使得探測深度比高頻天線大,但空間分辨率比高頻天線低。
1.3探地雷達測量土壤水的方法
探地雷達通過提取雷達波信息獲得土壤介電常數,進而反演土壤含水量。根據GPR的不同測量方式,有以下5種方法測量土壤含水量,即多偏移距法、單偏移距法、透射零偏移距法和透射多偏移距法、地表反射法和全波形反演法。
1.3.1多偏移距法(Multi Offset Reffection Method)
多偏移距法是通過等距地改變收發天線間的距離進行監測的一種方法,多偏移距法劃分為兩種,分別為共中心點法和寬角法。共中心點法(CMP)是天線間的中心點固定,收發天線同時向相反方向等距移動的測量方法(圖2(a))。寬角法(WARR)是發射天線保持不動,接收天線移動使天線間距離等距增大的測量方法(圖2(b))。這兩種測量方式可以直接獲取雷達波在土壤中的傳播速度,利用地面直達波或反射波的波速推求介電常數從而得到土壤含水量。
盡管多偏移距法應用廣泛,該理論仍存在一些不足。它無法控制測量深度,單次測量對非均質土壤的土壤含水量的反映不充分,操作費時耗力,空間分辨率低,不適用于大范圍土壤含水量的監測和土壤含水量空間變化的繪制。
1.3.2
單偏移距法(contoon/single offsetreflection method)
單偏移距法是收發天線間距保持不變,以相同間隔水平移動的測量方法。用這種方法提取地面波信息可以獲取土壤含水量空間變化,繪制空間土壤含水量分布圖。通過單偏移距法地面波估計土壤含水量的精確度受零時刻(tGw)校正和地面直達波傳播時間(taw)提取精度的影響。為準確提取tGW、taw,在測量前需要用CMP或WARR法確定合適的天線間距使tGW、tAW能明顯區分開。
Galagedara等用WARR研究發現當天線間距為1.5~2 m時測量效果更好。Huisman等給出225 MHz GPR單偏移距法地面波測量土壤含水量,相對于TDR結果的均方根誤差為Q 018 m3/m3。Grote等人與烘干法含水量對比研究得出450MHz GPR的均方根誤差為0.017 m3/m3,900 MHzGPR測量結果的均方根誤差為0.011 m3/m3。Weihermller等將450 MHz GPR和TDR土壤含水量測量結果對比得到GPR的均方根`差為0.076 m3/m3。
單偏移距法具有高分辨率和快速、實時監測功能,適用于大范圍的土壤水分時空分布監測,但用反射波求含水量時需要確定反射面深度。CMP和WARR法可直接確定反射點(面)的深度,但耗時長,不適合較大范圍的動態監測。可先用CMP法或WARR法確定最佳天線間距與反射界面深度,再采用FO法進行大范圍的土壤剖面含水量測定。
1.3.3透射零偏移距法(Trans ZOG)和透射多偏移距法(Trans MOP)
透射零偏移距法和透射多偏移距法是由鉆孔雷達探測地下介質的雷達波波速發展而來的測量方法。鉆孔雷達是將發射天線和接收天線分別放入平行鉆孔中測量的一種探地雷達,可以探測比地表探地雷達更深的目標。透射零偏移距法(Trans ZOG)是收發天線保持同一水平面對不同深度進行測量的方法(見圖4),可以得到土壤含水量的垂向變化。透射多偏移距法(Trans MOP)是發射天線和接收天線分別在不同深度進行測量的方法(圖4),能得出兩鉆空間剖面土壤含水量變化圖。Alumbaugh等用鉆孔雷達所得含水量的均方根誤差為2.0%~3.0%,但用鉆孔雷達測量時鉆孔間距不能超過10cm,因此只能用于小尺度監測,而且鉆孔破壞土壤結構在農田實施較為困難。
透射零偏移距法(Ttans MOG)和透射多偏移距法(Trans ZOP)不僅適用于鉆孔雷達,而且能應用在地表探地雷達中,并繪制土壤含水量變化的二維圖。Wiiew ardana和Galagedara基于該理論用200 MH zGPR通過地面直達波測量土壤水,研究顯示測量值與烘干法結果相關系數達0.87,均方根誤差為0.0184m3/m3。
透射多偏移距法較耗時,但能提供二維土壤水信息。透射零偏移距法空間分辨率高,采樣體積大,操作簡單,測量速度快,更重要的是在鉆孔中它可以根據研究目的直接控制測量深度。
1.3.4地表反射法(surface reflection methodl
地表反射法是用離地探地雷達系統(off-grunnd GPR/air-launched GPR)測定空氣與地面界面反射系數從而推求土壤含水量的測量方式。離地探地雷達系統是用輪子或低空飛行平臺將探地雷達架離地面測量的探地雷達系統,測量速度快,運移方便,在區域土壤水監測方面占有明顯優勢。
與遙感像元尺度反演方法相比,遙感反演法通過植被指數、地表溫度、微波后向散射系數等遙感參數建立統計模型反演土壤含水量,遙感反演結果存在空間分辨率低、探測深度淺等瓶頸問題,并需要大量實測土壤水數據校正反演模型、驗證反演結果精度。由于遙感影像覆蓋范圍廣、下墊面變化多樣等因素,驗證數據采用烘干法、TDR測量法等得到土壤水數據,存在尺度不匹配、投入大、費時費力等問題。蔣金豹等基于MIMICS模型聯合光學和微波數據反演麥田的地表土壤含水量,在研究區內選取49個試驗點用于驗證,并在10 m×10 m的區域內均勻選擇10個點利用TDR測量土壤含水量,取10個點的平均值作為該試驗點的土壤含水量。陳長紅等用分辨率為25 m的RADARSAT-2數據反演風沙灘地區地表土壤水,根據野外35個采樣點烘干法的實測數據進行精度驗證。虞文丹等聯合TVDI和氣象因子構建表層土壤相對含水量估算模型,并用研究區內均勻分布的28個土壤濕度測站數據對模型結果進行了驗證。上述遙感反演模型的驗證方法均是在實驗區內均勻選取適量試驗點,用該點土壤含水量作為所在像元的實測土壤含水量,模擬數據與實測數據尺度不同,可能導致驗證結果不準確,這種驗證方法存在一定問題。而探地雷達比遙感反演法測量精度更高、機動靈活、空間分辨率更高且可控、測量深度更大、測量結果具有空間分布特征等優勢,可在遙感反演結果驗證等方面發揮積極作用,有益于模擬結果與野外實測數據的尺度匹配問題。
除此之外,對于粗粒土,探地雷達能提供連續、高分辨率的地下水位記錄,該應用減少了用于測量潛水面和確定地下水流動的觀測井數量,降低觀測成本。用上述方法GPR可以繪制潛水面深度時空分布,推斷地下水運移的時空變化情況,確定地下水補給和排泄區域、井的位置,估計水力梯度,在此基礎上進一步幫助提高、調整和驗證水文土壤模型。
4展望
探地雷達測量土壤水具有不破壞土壤層、精度較高、速度快、適合中、小尺度監測等優點,隨著探地雷達技術的發展和測量方法的完善,它在測定土壤含水量方面的應用值得關注。
(1)探地雷達將作為觀測中小尺度土壤含水量信息的重要途經。單偏移距法能提供更高的空間分辨率和更少的測量時間,對不同灌溉結構的識別效果好,更適于中尺度觀測;利用透射多偏移距法在地表GPR的應用雖能提供小尺度二維土壤水空間變化,該方法地面直達波的土壤水測量不確定性和采樣深度有待進一步研究;特e是GPR的全波反演法近年來成為GPR測量土壤水的研究熱點。
關鍵詞:客運專線水泥土擠密樁復合地基承載力檢測基床加固
1 工程概況
鄭西客專高速鐵路ZXZQ02標段第一項目部共有路基全長3.097公里,現以第一項目部一工區管段DK45+530~DK45+900段路基基床加固為例,對鐵路客運專線水泥土擠密樁加固基床的設計、施工,成樁后樁的質量檢測等進行介紹。該段路基位于河南鞏義市與滎陽市交界處,本段路基土質為濕陷性黃土,濕陷等級II級(中等),基床承載力低,普遍基床地基承載力不足130kPa,不能滿足重載鐵路路基的要求,部分地段存在排水不暢和翻漿冒泥病害。為消除濕陷性,并控制工后沉降,需對該段路基地基采用水泥土擠密樁加固地基,進行徹底、完全整治,以保證重載列車安全運營。
2 主要設計概況
2.1 設計參數
樁徑0.4m、0.5m,樁長6m~14m,復合地基承載力要求不小于237.33KPa,單樁承載力要求不小于62.83KN。檢測方法采用平板荷載試驗。
2.2 原材料
2.2.1 水泥:標號為P.032.5,樁徑0.5m,摻量為干土重量的12%,樁徑0.4m,摻量為干土重量的6%。
2.2.2 土:檢驗合格隧道施工出土(黃土)。
2.2.3 水:生活飲用水。
2.3 質量檢測
2.3.1 樁深≮設計值,抽檢頻率總成樁數的10%并且每檢驗批不少于5根,成孔時鋼尺測量驗孔檢查。
2.3.2 樁位(縱橫向):設計樁位±50mmm,抽檢頻率總成樁數的10%并且每檢驗批不少于5根,經緯儀或鋼尺檢查。
2.3.3 樁垂直度:1.5%,抽檢頻率總成樁數的10%并且每檢驗批不少于5根,成孔夯實孔后吊垂球測量垂直度。
2.3.4 樁體有效直徑:不小于設計值,抽檢頻率總成樁數的10%并且每檢驗批不少于5根,開挖50~100cm深后,鋼尺丈量。
2.3.5 無側限抗壓強度(90d)。≥ 3MPa,抽檢頻率3‰,無側限壓實。
2.3.6 樁身密度檢測方法、數量及標準參見《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準》(鐵建設[2005]160號)4.13.9,《鐵路路基工程施工質量驗收標準》(TB10414-2003)4.9.7:孔內填料應分層回填夯實,其壓實系數不應小于0.97。
檢測數量:施工單位抽樣檢測總樁數的3%,且每臺班不少于1根。
檢測方法:在全部孔深內,每1m取土樣測定干密度,檢測點的位置應在距孔心2/3孔半徑處,輕型擊實試驗應符合《鐵路工程土工試驗規程》(TB10102-2004)的規定。
2.3.7 樁間土處理效果的檢測方法、數量及標準參見《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準》(鐵建設[2005]160號)4.13.10:
在孔之間形心點附近、成孔擠密深度內,每1m取土洋測定干密度、進行濕陷性試驗和壓縮試驗,計算干密度與其最大干密度的比值(最小擠密系數)、濕陷系數和壓縮模量。
檢驗數量:沿線路縱向連續每50m檢驗3處。
設計要求:消除濕陷性,樁間土最小擠密系數不小于0.88,平均擠密系數不小于0.93。
2.3.8 復合地基承載力檢測方法、數量及標準參見《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準》(鐵建設[2005]160號)4.8.12、《鐵路路基工程施工質量驗收標準》(TB10414-2003)4.9.8:
檢測數量:總樁數的2‰,且每檢測批不少于3根。
檢測方法:平板載荷試驗。
設計要求:單樁復合地基承載力特征值及變形模量不小于設計值。
2.4 樁位布置。DK45+530~+570段,樁長12~14m,需設預鉆孔,預鉆孔直徑0.25m,擠密填料孔直徑0.5m,樁間距1.0m,三角形布置,12%水泥土;DK45+570~+900段,樁長6~12m,樁徑0.4m,樁間距0.9m,三角形布置,6%水泥土。
3主要施工情況
施工方法:人力配合機械施工。分成三個施工小組,每小組6名作業人員,一臺錘擊式材油打樁機(東方夯錘DD32型),一套填土擊實設備,并三個小組共用一輛五征運輸車運輸水泥土。日均成樁90根,并創下了日成樁120根的記錄(中原刊物專訪)。
本方法的特點在于每組人員少,易于組織,且施工效率高,安全程度高,故采用本方法,人力配合機械施工。
3.2 原材料選擇。本著就近取材的原則,從檢驗合格隧道施工出土(黃土)中取料作為料源地。水泥選用經過嚴格招標確定的河南新鄉、同力普硅P.032.5,水選用深井飲用水。
3.3 施工參數的選定。從試驗結果可看出,原材料的各項試驗指標均滿足設計要求。主要問題是選定施工參數:最佳夯實次數、虛填厚度、最優含水量等。
成孔在地基土接近最優(或塑限)含水量時進行,當土的含水量低于10%,需對擬處理范圍內的土層進行增濕。增濕處理于地基處理前4~6天進行,需增濕的水通過一定數量和一定深度的滲水孔,均勻地浸入擬處理范圍內的土層中。
2006年10月22日進行了工藝性試樁,試樁由監理單位監督,施工單位完成。開工前在路肩上進行3根試樁(0.5m),試樁檢測結果符合要求,經過數據分析處理,最后確定施工技術參數為:最佳含水量13.8%,填料質量水泥含量12%,打樁機汽缸重3200kg,氣缸及錘總重5350kg,頻率35~60次/分鐘,錘落距250cm,下沉速度控制在1―2m/min。夯實設備垂重200 kg,夯實次數30次,落距200cm,虛鋪厚度30cm,夯實厚度18cm。為下一步水泥土擠密樁施工提供了準確的施工技術參數,具備全面開工的條件。
3.4 擠密樁施工
3.4.1 定位:在開工前,施工技術人員按照設計要求在路肩上準確標出當天施工樁孔位置。水泥土擠密樁在定位時,縱向、橫向采用白灰點按間距按設計間距布置,應掌握“先兩邊、后中間”的原則。測定天然含水率(每天)。
3.4.2 利用錘擊式打樁機成孔:保證成孔深度達到設計深度,無縮孔,成孔直徑為50cm。
3.4.3 樁孔檢查:由現場技術人員、質檢員利用檢孔器檢查孔的直徑、深度是否滿足設計要求(每孔必檢),合格后方可回填水泥土,由現場技術人員作好施工記錄。
3.4.4 樁身質量:樁徑0.5m,樁身含水泥12%,樁徑0.4m,樁身含水泥12%,拌合過程中檢查。
3.4.5 填土夯實:壓實系數不小于0.97,拌合好的填料每份三次,每次一袋填入孔內,夯實設備垂重200 kg,夯實次數30次,落距200cm,虛鋪厚度30cm,夯實厚度18cm。施工參數根據開工前成樁試驗確定。
3.4.6 工程照片
打樁成孔
4 質量控制和檢測
4.1 成樁質量控制
4.1.1 所用原材料必須經檢驗合格后方可使用,并測定土的含水量,如含水量過大或過小,必須晾曬或加水攪拌,水泥土應隨拌隨用,不得超過水泥的初凝時間。
4.1.2 在施工過程中,嚴格按配合比及試樁參數施工,由專人負責過磅。在原材料無變化時應進行定期試樁。原材料一旦發生變化必須通過試樁,重新確定施工參數。
4.2 成樁質量檢測方法
4.2.1 環刀/蠟封法檢測樁芯土密實度,采用高于設計的壓實系數K0=0.97時,濕密實度≥2.11g/cm3,干密實度≥1.85g/cm3,(設計壓實系數K0=0.96)。平板荷載試驗,單樁承載力要求不小于62.83KN。
4.2.2 無側限抗壓強度(90d)。≥ 3.2MPa。
4.3 地基承載力檢測方法。采用平板荷載試驗。當每小時內沉降量不超過0.1mm,并連續出現兩次,可加下一級荷載,復合地基承載力要求不小于237.33KPa。
5 總結
5.1 適時進行試樁試驗,選定合理的施工參數,適當加大抽檢頻次,以試驗結果真實反映施工質量。
5.2 在水泥土擠密樁施工過程中操作者要掌握必要的技術并須試驗人員進行監控。
5.3 鄭西客運專線ZXZQ02標第一項目部一工區DK45+530~DK45+900段在精心組織,嚴格控制的情況下,率先完成擠密樁施工,完成了多個突破,用以指導友臨單位施工。
5.4 水泥土擠密樁是一種路基加固的新方法,該施工方法操作簡便,加固效果好,形成的復合地基經檢測,其承載力能滿足設計要求。為以后此累施工積累了經驗。
參考文獻
《客運專線鐵路路基工程施工質量驗收暫行標準》鐵建設[2005]160號,中國鐵道出版社
《客運專線鐵路路基工程施工技術指南》鐵建設[2005]160號,中國鐵道出版社
關鍵詞:房地產開發項目;特點;水土流失預測;水土保持措施
0 引言:
隨著城鎮經濟的快速發展,城市的房地產開發建設也隨之發展。隨著人們生活水平的提高,人們對住宅質量的要求也越來越高。城市內河有著排洪涵養地下水等功能,是城市生態環境的重要部分。如果房地產建設項目造成水土流失,將會對城市的生態環境及民眾生活環境造成巨大的影響,水土保持是城市日常工作中的重點。
1 項目概況
雅居樂從化溫泉度假村建設項目位于從化市良口鎮熱水村105國道地段,北臨105國道,東側為熱水村,其他兩面為自然山體。本項目建設內容主要包括建設綜合服務區,8棟A型、23棟B1型、8棟B2型、22棟C1型、3棟C2型、37棟D1型低層高檔客房、3座配電房及地下車庫、設備用房等。項目區屬南亞熱帶季風氣候,氣候溫濕、雨量充沛、光熱充足。從化年平均氣溫19.5~21.64℃,平均年降雨量2116.9mm。項目區內土壤以赤紅壤為主,地帶性植物為南亞熱帶季風常綠闊葉林。
2 地理條件
從化地勢東北高西南低,地形呈階梯狀。市內主要的山嶺和河谷走向為東北西南方向,與區域大地構造的走向一致。在華夏系和新華夏系構造的控制下,主要的河谷沿構造線方向發育,形成以北東方向平行嶺谷為特征的地貌骨架,最高點為良口天堂頂,海拔1210m,最低點為太平鎮太平村,海拔16.2m。從化屬丘陵半山區,市東北部以山地、丘陵為主,中南部以丘陵、谷地為主,西部以丘陵、臺地為主。全市地貌分為平原、階地、臺地、丘陵、山地和水域等6類。本項目位于從化北部,場地為山地,項目區西、南面均為自然山體,南面高于北面,場地有較大高差,現狀標高57.1~109.9m之間。
3 水土流失現狀
根據2006年廣東省水利廳對全省的土壤侵蝕遙感調查結果,從化市現有水土流失面積83.32km2,占土地總面積的4.15%;其中自然流失面積73.24km2,占流失總面積的87.90%;人為水土流失面積10.08km2,占流失總面積的12.10%。我單位接到本項目水土保持方案編制任務后,組織了相關技術人員對項目區及周邊的土壤植被情況、水土流失狀況、周邊敏感區域等進行了調查。根據現狀調查,項目區場地為山地,南高北低,存在較大高差,用地類型主要為草地、園地、林地及裸地,地表大部分區域植被覆蓋良好,總體上項目區水土流失輕微,土壤侵蝕模數值能達到500t/(km2?a)。
4 水土流失預測
4.1 水土流失預測范圍
預測范圍為項目區建設范圍,根據本工程水土流失類型和特點,將項目區劃分為建筑區、道路廣場區、綠地及水域景觀區、邊坡防護區、施工營造區及臨時堆土區6個分區。
4.2 水土流失預測時段
本工程屬建設類項目,預測時段劃分為施工期和自然恢復期,水土流失主要發生在施工期,施工期包括場地平整和土建施工等,進入試運行期,水土流失發生輕微。本項目水土流失預測范圍主要為防治責任范圍內的項目建設區,包括建筑區、道路廣場區、綠地及水域景觀區、邊坡防護區、施工營造區及臨時堆土區。
4.3預測內容和方法
根據《開發建設項目水土保持技術規范》(GB50433-2008),結合本工程建設特點,本項目水土流失預測內容主要包括:
(1)擾動原地貌、破壞土地和植被面積的測算
根據主體工程設計報告以及工程設計圖紙和相關技術資料,并通過對工程區進行野外實地查勘,對施工過程中開挖、占壓土地及破壞林草植被等面積按照不同地類進行測算統計。
(2)損壞水土保持設施面積和數量的測算
水土保持設施主要根據水土保持的有關規定進行界定,通過現場調查,統計水土保持設施數量。根據《廣東省水土保持補償費征收和使用管理暫行規定》,在地面坡度5°以上,林草植被覆蓋率50%以上的區域,造成水土流失量超過500t/(km2?a)以上的,列入繳納水土保持補償費的范圍。
(3)棄土棄渣量的測算
工程因建設產生的棄渣量主要根據主體工程設計資料的土石方情況確定。
4.4 水土流失預測結果
(1)擾動原地貌、損壞土地和植被面積
通過現場調查,并根據工程設計圖紙和相關技術資料,對施工過程中開挖、占壓土地及破壞林草植被等面積進行測算統計,本項目共擾動、破壞原地貌土地及植被面積12.5546hm2,其中損壞植被(草地、園地、林地)面積10.9841hm2。
(2)損壞水土保持設施面積
本工程建設過程中破壞的水土保持設施主要為草地、園地及林地,共10.9841hm2。根據《廣東省水土保持補償費征收和使用管理暫行規定》,“對于在地面坡度5°以上,林草植被覆蓋率50%以上的區域從事生產、建設活動,造成土壤流失量超過500 t/km2?a以上的,必須繳納水土保持補償費”。本項目需繳納水土保持補償費的土地面積共計4.60hm2,按1.0元/ m2計費,則水土保持補償費共計4.60萬元。
(3)棄土棄渣量
本項目挖方總量32.50萬m3,主要來源于表土剝離、山體及水域景觀開挖;填方總量30.99萬m3,填方主要用于場地抬高回填、平整。棄方總量1.51萬m3(剝離表土),全部用于建設后期綠化覆土。本項目無借方。
(4)水土流失量預測結果
通過預測,本工程建設期可能造成水土流失總量為2530t,其中新增水土流失總量2389t。新增水土流失量中,建筑區、綠地及水域景觀區及邊坡防護區占水土流失總量的90.33%,土建期的水土流失量占53.45%。因此,建設期間,建筑區、綠地及水域景觀區、邊坡防護區是水土流失的重點防治區域,該區域須加強施工期的水土保持監測工作,以便及時調整方案和防治措施實施進度,確保水土流失在可控狀態下。主體工程區(建筑區、道路廣場區、綠地及水域景觀區及邊坡防護區)的場平期和施工期是水土流失重點防治時段。
5 水土流失防治措施體系
5.1 防治體系
本方案根據工程各防治分區占地類型、用途、占用方式、工程施工布置及建設順序、工程地區水土流失狀況及工程建設水土流失防治目標等特性,確定各區的防治重點和措施配置。充分利用主體工程已有的水土保持功能,在新建措施配置中,以工程措施控制集中、高強度流失,并為植物措施的實施創造條件;同時以植物措施與工程措施相配套,提高水土保持效果、減少工程投資,改善生態環境,在保持水土的同時,兼顧美化綠化要求,使之形成一個完善的水土流失防治體系。
5.2 分區防治措施
(1)場平期
根據主體設計中具有水土保持功能工程的分析與評價,主體設計對場平施工過程中采取的水土流失防護體系尚不完善,主要表現為:一是場平期的臨時截、排水及沉沙設施等措施缺乏;二是主體設計對表土的剝離及防護尚未考慮;三是主設對運輸車輛出入使用的洗車池等從水土保持角度尚未提出相關要求。本方案將主要針對上述存在的問題進行水土保持措施補充設計,并提出相關的水土保持要求。
(2)施工期
場平期結束后,主要進行建筑物、道路廣場及綠化工程施工。施工期主體工程具有水土保持功能的措施主要為施工后期的排水工程和綠化工程,在工程施工結束后,道路、建筑、廣場等設施地面已經硬化,植物恢復等措施也發揮了功能,主體設計的防洪、排水及地下管網已完善并發揮作用,建設過程中造成的水土流失基本得到控制。為防止土建施工期降雨及基礎開挖土方對工程的施工產生影響,本方案主要考慮土建期建筑物地基開挖土方堆放的臨時防護、山體等開挖形成邊坡的臨時防護及道路兩側的臨時排水。
(3)新增防護措施工程量
除了主體工程已計列的工程量外,經計算,本方案新增水土保持措施工程量見表2。
表2 新增水土保持措施工程量匯總表
6 水土保持效益分析
6.1 基礎效益
通過本方案的實施,使工程建設區的水土流失得到有效治理,損壞的水土保持設施得到恢復和改善,原有的土壤侵蝕也得到一定程度的控制。本項目水土流失防治責任范圍14.3931hm2,其中項目建設區13.1091hm2,直接影響區1.2840hm2。
6.2 社會效益
水土保持方案實施后,工程水土流失防治責任范圍內得到有效防護,減輕對周邊環境的影響,保證主體工程的安全運行,為該項目建設促進地區經濟發展起到積極作用。
6.3 生態效益
按照方案設計的目標,通過實施本工程的水土保持方案,項目建設引起的水土流失得到有效控制,同時防止了土壤養分流失,保持了土壤肥力。工程完工后林草植被的恢復,增加了項目區植被覆蓋率,減少了工程建設對周邊環境的影響,有利于當地環境質量的改善,促進項目區實現生態環境的良性循環。此外,隨著植物措施效益的日益發揮,特別是工程建設后期植被的全面恢復,各類植物除塵、降溫、調節徑流和改善小氣候的作用也逐漸得到體現,并將創造一個良好、舒適的景觀和生態環境。
6.4經濟效益
水土保持措施通過發揮生態效益和社會效益,提高工程運行效率,減少工程維護費用等,間接地發揮其經濟效益。
7 結語
綜上所述,要保護城市的水土環境,就要建立相關的機制來約束房地產開發項目對環境的破壞,加強執法監督,突出示范工程的影響施工單位應當嚴格按照“先攔后棄”、“先攔后填”的原則,必須切實做好項目建設區的水土保持工作,防止因水土流失而對周邊敏感區域造成不良影響。明確水土流失防治責任,在施工招投標文件中必須有水土保持的內容,在簽定工程承包合同中明確水土流失防治任務,落實水土流失防治責任,明確施工單位的水土流失防治責任范圍。
參考文獻:
關鍵詞:空中攝影測量技術;土地測量;技術;發展
前言
隨著社會各項事業的迅猛發展,以及國家經濟建設的持續發展,特別是工業化進程和城市化進程的加快,對于土地測量工作提出了更高精度、更高質量的要求。不同的測量手段、不同的測量方法、不同的測量技術都會影響到土地測量的質量。測量質量和測量技術的發展密不可分、相輔相成,文章就土地測量技術的發展進行探討。
1 目前使用的常規土地測量技術
1.1 比例尺與鋼尺相結合的測量方法。最早的土地測量方法是采用比例尺與鋼尺相結合,將不規則的土地分割為多個規則的土地塊進行計算,然后再匯總所有的土地面積。比例尺與鋼尺相結合的測量方法的人為因素影響較大,誤差也比較大,特別是對于那些呈弧形、折線較多的土地更難換算和處理。
1.2 鋼尺與經緯儀相結合的測量方法。鋼尺與經緯儀相結合的測量方法適用于形狀不規則的土地測量,它是在不規則土地上的各個拐點處架設經緯儀進行角度測量,然后再結合鋼尺所測量的長度來對土地的面積進行綜合計算。但是隨著建筑物的持續增加和國民經濟的快速發展,這種測量方法也逐步被淘汰。
1.3 全站儀測量方法。鋼尺與經緯儀相結合的測量方法成本較高、人工投入較大,工作效率較低,測量操作也顯得較為繁瑣,還不能對土地拐點的坐標值進行測量,只能測量標高和土地面積,所以會對土地測量質量和工作效率都造成較大的影響。全站儀測量方法正是為了適應國土管理部門對于土地測量精度的需要而引進了全站儀,這種測量技術操作簡單,能夠測量較大面積以及區域。
2 未來土地測量技術發展的方向
2.1 GPS全球定位技術。CCD技術、實時差分技術、廣域差分技術、接收機技術的持續應用和發展,較好的滿足了高精度定位、動態定位、靜態定位的需求,接收機的形態也變得日益靈活、輕便。GPS全球定位技術可以實現全天候的控制,不會受到地區的限制,還能夠應用到航測外業控制、地形測圖、水準高程控制等多個方面。
2.2 測量軟件的研發。隨著土地測量信息化技術和數字化技術的快速發展,測量軟件的研發也隨之深入,出現了一系列使用較為靈活、工作效率較高、功能較為全面的軟件系統。GIS技術也與數字測量技術進一步結合,數據庫中能夠存入采集的數字信息,并進行A/D轉換,能夠實現數據的共享,滿足多種用途,為土地規劃、土地勘測建立了專門的信息管理系統。
2.3 遙感技術RS系統。遙感技術RS系統能夠實時衛星遙感監控地面情況,遙感數據能夠達到0.2M~2M的高分辨率,可以將遙感技術RS系統應用到查處違法濫用耕地、擴展用地規模、檢測城市化進程等方面。
2.4 建立信息數據庫。RS技術、GPS技術能夠獲得較為豐富的數據,同時還能夠給GIS技術提供相應的數據信息。GIS技術是一種新型的空間信息技術,有機地融合了現代信息學科和傳統地理學科,通過使用各種信息數據庫來統一化管理所收集到的屬性數據和圖形圖像,還能夠分析、存儲多種性質數據。從目前來看,GIS技術可以實現綜合管理文檔數據、影像、矢量,也能夠實現數據的分析處理、無縫連接以及疊加,最終輸出所需要的數據。信息數據庫的更新是以RS技術、GPS技術、GIS技術為技術支撐。RS技術、GPS技術、GIS技術提高了數據的準確性,提高了判別土地使用狀況的準確性。隨著在土地測量中大量應用RS技術、GPS技術、GIS技術,從而使土地變更狀況調查和土地測量數據收集變得更加便利和簡單。通過集成使用RS技術、GPS技術、GIS技術,能夠有效地形成動態、實時、系統的觀測體系。為土地資源的合理利用、土地的規劃和利用打下了良好的基礎。
2.5 空中攝影測量技術。空中攝影測量技術是讓GPS與激光掃描儀、全自動數碼航測相機進行連接,能夠在很短時間內完成三維地面主體模型的制作,發展前景較為廣闊,在安全監控、城市規劃、建筑施工、交通事故現場測量、測量地形、建筑物維修、文物保護等多個領域得到普遍的發展和應用。
3 結束語
隨著科技水平的日益發展,在土地測量中會有越來越多的新技術得以發展和應用,土地測量技術在未來必將還以更為精確、快速、簡單的方式發展,也會更加符合當前土地測量的實際需要。
參考文獻
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