公路勘测设计流程篇1

1涌水量预测方法的探讨

关于隧道涌水量预测的方法，《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)、《铁路工程地质勘察规范》(TB10012－2007)《水力发电工程地质勘察规范》(GB50487－2008)和《水力发电工程地质勘察规范》(GB50287－2006)中并未提及。《公路工程地质勘察规范》(JTGC20－2011)只提出“隧道的地下水涌水量应根据隧址水文地质条件选择水文地质比拟法、水均衡法、地下水动力学方法等进行综合分析评价。”并未给出具体的计算方法。《铁路工程水文地质勘察规程》(TB10049－2004)给出了几种预测隧道涌水量的方法:简易水均衡法(包括地下径流深度法、地下径流模数法及降雨入渗法)、地下水动力学法(古德曼经验公式、佐藤邦明非稳定流式、裘布依理论公式及佐藤邦明经验式)和水文地质比拟法。

1.1水均衡法水均衡法是地下水资源评价的一种基本方法，根据质量守恒原理，视均衡区为一整体时，某一均衡时段内地下水补给量与消耗量之差，应等于该均衡区含水层中地下水总量的变化量(林坜等，2011)。基于水均衡的原理，可以查明隧道施工期水量的补给与消耗之间的关系，进而可以获得施工段的涌水量。常用的水均衡方法有地下径流深度法(式1)、地下径流模数法(式2)和大气降水入渗法。由式1可见，地下径流深度法预测隧道涌水量，需要考虑的因素很多，包括渗流域的气候、降水量及其强度、植被、地形地貌和地质(岩性、构造)条件等，而且关系复杂。地下径流模数法(式2)和大气降水入渗法(式3):假设隧道涌水是通过大气降水入渗造成的，入渗到隧道的水量受地下径流模数(M)和降水入渗系数(α)的影响。而这两个参数又受地形地貌、植被、地质和水文地质条件的影响。由此可见，水均衡法只能针对独立的地表水流域内或水文地质单元，预测进入施工段总的“可能涌水量”，而不能用来计算单独隧道的涌水量，更不能对隧道进行分段预测涌水量。由于水均衡法考虑的是地下水的补给与排泄之间的关系，而补给的主要来源是大气降水，因此，采用水均衡法计算时，要求有比较丰富的气象、水文及水文地质资料。此外，埋深较大时，水量的变化受外界影响较小，因此，水均衡法一般适用于浅埋隧道。

1.2地下水动力学法1962年Polubarinova-Kochina(1962)导出了隧道单位长度涌水量的近似计算公式，自此之后许多学者以地下水动力学理论为基础，基于如图1所示的计算模型，对隧道涌水量进行了预测研究，推导出来了一系列的公式。这两个公式是用日本2个隧道、前苏联1个坑道和我国2个隧道的最大涌水量、正常涌水量、平均渗透系数、平均含水体厚度和涌水影响宽度等实际资料，经相关分析得出的。所以，这两个公式在实际应用中存在一定的局限性，计算结果一般比上述理论公式要大，和实际结果相比，其预测值也较大。第四纪松散沉积物中的孔隙水分布较均匀，含水层内水力联系密切，具有统一的潜水面或测压面。位于第四纪松散覆盖层中的隧道，在预测其涌水量时，上述各公式计算结果与实际较符合。对于山岭隧道，围岩多为裂隙岩体，地下水以基岩裂隙水为主。相对于孔隙水，裂隙水的分布与运动要复杂得多。简单地利用上述公式进行涌水量预测，误差较大，需要开展专门的研究。但是，对于多数隧道工程，一般不会开展专门的地下水预测研究，而是利用上述公式中的几种进行预测。从上述公式中可以看出，要准确预测隧道涌水量，需要解决两个问题:地下水位和渗透系数。

2地下水位的确定

从式(1)～(10)中可以看出，不论哪一个公式，地下水位的确定是进行计算的关键。在隧道工程中，尤其是山岭隧道，只有在钻孔处知道准确的地下水位。相对于裂隙而言，基岩中的孔隙很小，尤其是在水体的赋存方面，基岩中的孔隙水可以忽略不计。因此，基岩中的地下水一般为裂隙水。和第四纪松散覆盖层中的孔隙水相比，基岩裂隙水的埋藏和分布情况复杂。岩石裂隙是基岩裂隙水的储存空间和运移通道(图2)，而岩体裂隙的大小和形状受地质构造、地层岩性和地貌条件等控制。这些因素造成了基岩裂隙水无统一的地下水面，有时呈无压水和承压水交替出现的情况，很难确定地下水位，依靠几个钻孔，无法建立连续的地下水位线。而且在实际工作中，钻孔数量相对较少，《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)规定，初步勘察时钻孔间距宜100～200m，详细勘察时山区地下洞室钻孔间距不应大于50m;《油气田及管道岩土工程勘察规范》(GB50568－2010)规定，陆上隧道初步勘察时钻孔间距400～600m。如上所述，基岩裂隙水没有统一的地下水面，实际上不存在连续的地下水位线(图2)。而在勘察阶段对涌水量预测时，需要一个连续的地下水位。因此，需要对裂隙岩体的渗流模型进行假设。目前常用的渗流模型有等效连续介质模型、离散裂隙网络模型及二者联合起来的混合模型(王海龙，2012)。从理论上讲，离散裂隙网络模型最符合实际情况，但在应用中需要掌握岩体中每条裂隙的分布情况和几何形态。在实践上是不可能的。因此，目前的计算，一般把裂隙岩体简化为等效连续介质模型，在此基础上确定地下水位。基岩裂隙富水，导致岩体的地球物理特性表现为明显的低阻性;地下水的存在，会在一定程度上对岩石起到软化作用，其波速也会降低。基于含水岩体的这些地球物理特性，可以利用地球物理勘探的方法探测地下水。如地震法、电法等物探方法在探测地下水中得到广泛应用。隧道工程在勘察阶段一般不进行地下水探测，但为查明地下地质条件，一般要采取地球物理勘探方法。如《岩土工程勘察规范》(GB50021－2001)要求地下洞室在初步勘察阶段，应采用在浅层地震剖面法或其他有效方法圈定隐伏断裂、构造破碎带，查明基岩埋深、划分风化带;在详细勘察阶段，可采用浅层地震勘探和孔间地震CT或孔间电磁波CT测试等方法，详细查明基岩埋探、岩石风化程度、隐伏体的位置。在分析地球物理数据时，可以结合当地的实际情况，分析地下水的赋存情况。由于裂隙水不存在连续的地下水位线，在实际工作中应结合物探结果和钻孔中的地下水位，给出虚拟的连续地下水位线。

3渗透系数的确定

从上述各式中可以看出，确定地下水位后，为准确预测涌水量，还需要准确的渗透系数。目前确定渗透系数的方法主要是进行水文地质试验，包括抽水、压水、注水和提水试验等。这些水文地质试验都是在钻孔中进行的。一般在隧道勘察阶段都需要选择一定数量的钻孔，在一定的深度进行水文地质试验，测定岩体的渗透系数。通过水文地质试验求得的岩体渗透系数应该是最符合实际的。但水文地质试验是在钻孔内进行的，所求的渗透系数是地下水向钻孔渗流时的系数。基岩裂隙水在岩体中的流动与裂隙的产状有密切关系，岩体中裂隙的各向异性导致裂隙水渗流的各向异性。也就是说，渗透系数也表现为明显的各向异性。利用地下水向垂直钻孔渗流测得的渗透系数，很难适用于近水平隧道的地下水的渗流。即水文地质试验测得的是水平方向的渗透系数，而隧道涌水量预测时需要的是垂直方向的渗透系数。目前几乎没有在勘察或设计期间求取垂直方向上的渗透系数。一般直接利用钻孔水文地质试验的结果。岩体及其渗透系数的各向异性均受岩体裂隙的控制。渗透系数与裂隙的密度、产状应该有密切的关系。同一岩体，水平方向和垂直方向上的差异应该主要表现为裂隙倾角的差异。勘察阶段进行的工程地质测绘及钻孔岩芯编录，可以得知岩体裂隙的优势倾角。因此，已知岩体水平方向上的渗透系数，可以通过裂隙倾角的修正，求得更符合实际的垂直方向上的渗透系数。

4工程实例

西气东输某隧道围岩主要是上元古界黑云石英片岩、上元古界长英质糜棱岩和断层破碎带，地表覆盖很薄的第四系碎石土(图3)。在勘察阶段，测出了钻孔中的地下水位，如图3中所示;同时进行了钻孔注水试验，测得了不同岩性的渗透系数。在对隧道涌水量进行预测时，首先根据物探结果(图4)，建立了虚拟的连续地下水位线，如图3中所示。其次，根据结构面的发育情况和对渗透系数进行了修正。根据现场调查结果，片理是工程区最主要的结构面，其平均产状为199°∠89°，与隧道轴线(走向131°)方向呈小角度相交。工程区的节理以陡倾角为主(图5)，受区域构造的影响，其主导走向105～114°，间距0.1m～1.0m，与隧道轴线(走向131°)方向呈小角度相交。由此可知，隧洞围岩向隧洞方向的渗透系数要比钻孔测得的渗透系数大。在进行涌水量预测计算时，所取的渗透系数K值比表1所列的值大，黑云石英片岩取K=0.9m/d，长英质糜棱岩取K=0.5m/d。根据上述建立的虚拟的连续地下水位线和修正的渗透系数，对隧洞涌水量进行了预测，其结果和当地其他隧道开挖的实际涌水量相近，符合该隧洞的实际情况。但渗透系数的具体修正值和修正方式，需等到该隧洞开挖后和实际涌水量进行对比，才能得出更可靠的结论。

5结论

公路勘测设计流程篇2

【关键词】公路工程;勘测设计;理念;问题;纠正

勘测设计是公路建设的前提，是工程管理的龙头，是工程质量的基础。没有好的勘测，就不可能掌握真实科学的第一手资料;没有好的设计，就不可能有高品质的建设成果。勘测设计工作做好了，就能为整个公路项目的建设、管理、养护奠定良好的基础。近年来，在大规模实施各等级公路配套建设的战略过程中，人们越来越意识到勘测设计在公路建设中的地位和作用。一个好的设计，不仅为公路建设质量的提升提供可靠保证，也为公路建设费用的降低提供技术支持，应该是安全性、耐久性、舒适性、方便性、经济性的完美结合。因此，目前以科学发展观为指导，以提升设计理念、提高设计水平为主线，进一步增强公路勘测设计工作，便具有极强使命感、紧迫感和责任感。

先进的理念，“高明”的业主，严格的管理，一流的队伍，是提高勘测设计水平的四个最为关键的因素。勘测设计工作是公路建设、运营、管理等诸多环节的起点;勘测设计工作的理念，直接左右整个公路交通行业的理念。一句话，勘测设计是公路建设的关键。然而，在现行公路建设的设计过程中存在着几个明显的缺陷：一是诸多同等级甚至相近等级工程，几乎都套用同一结构形式已成定势。常用的结果是二级公路的路面结构完全等同于高速公路，设计者的保守思想造成了资源的严重浪费;而由于地质条件的不同，同样是用石灰、水泥稳定混合料，其强度差别不可同日而语，将直接导致设计的失败。二是设计时间仓促，现场勘测不细致，凭经验代替设计规范。工程设计前期勘测工作中明确规定必做的实验、测试，因种种原因未做或做的不细致，严重影响设计者的判断，待施工发现问题再不断修改设计，造成客观上的“三边工程”。三是设计审查过程中，建设单位关心的是工程造价，而不是设计质量。不少建设单位都本着“少花钱、多办事”的原则，而不是“办实事、办好事”，带着明显的功利因素和政府行为，使设计审查成了地方财力检验。四是重施工招投标，轻设计招投标;重施工过程监控，轻设计质量监督。当前，只有严格的施工招投标办法，没有规范的设计招投标办法。不少项目都是建设单位委托甚至指定设计单位来完成，设计市场没有竞争，没有严格的准入制度，设计质量难以从根本上得到保证。

要解决以上存在的问题，必须从四个方面入手：

（1）加强对设计质量的监督，对设计质量实行终身负责制。公路设计应同公路施工一样，采取“政府监督、社会监理、企业自检”三级质量监控体系，有关部门宜尽早制定《公路设计质量检验评定统一标准》，明确公路设计的质量标准和评定方法及各项责任人。设计人员应对设计意图、设计说明、技术交底、设计变更等负责到底，并对设计失误造成的重大损失承担相应的责任。与此同时，政府监督部门应制定设计事故鉴定办法，把公路设计的质量管理引导到法制化、标准化、规范化、程序化的轨道上来，促使设计单位形成严肃认真、多方论证的行业风气。

（2）注重提高勘测设计单位的业务素质和敬业精神。设计人员必须通过多种手段随时掌握本行业的最新设计理论和最新动态，不断更新和扩大知识面，以提高自身的美学欣赏水平和设计水平。有不少设计人员缺乏地质勘测方面的专业知识，不能掌握高新测试仪器和测试手段，从而把设计过程中相关项目分包出去，由于相关项目人员不精通设计原理，不清楚设计人员目的和要求，造成了设计质量得不到保证。还有的设计人员缺乏敬业精神，设计前期工作不够深入、细致、到位，致使真正施工时大面积变更设计，造成了从业主、监理到施工单位始终处于被动地位，工期一拖再拖的现象时有发生。有关部门应提高设计人员的从业门槛，把加强职业道德教育放在突出位置上抓。

（3）建设单位应本着“百年大计、质量第一”的原则，处理好设计标准和工程造价的矛盾。建设单位在项目实施过程中，发现设计标准与地方财力相矛盾时，决不能舍弃设计标准，搞一些“形象工程”、“胡子工程”。因资金困难或环境变化时，建设单位应会同设计、施工、监理单位共同研究、妥善协商可行的修改方案，宁可分期实施，决不能以牺牲设计标准来达到省钱的目的。

（4）健全优胜劣汰的公路设计市场竞争机制，完善公路工程招投标办法。开放带来活力，竞争提高效率。一个没有竞争的市场培育不出高素质的队伍，也很难提高设计质量和降低设计成本，勘测设计企业也就失去了内在的动力，不利于发挥市场配置资源的基础调节作用，实现优胜劣汰。目前，应进一步开拓公路设计竞争市场，充分挖掘中介、咨询机构的设计潜力，扭转设计市场行业垄断的局面，以解决设计单位超越自身能力承揽设计任务，造成设计粗糙、质量低劣的问题。

公路勘测设计是公路建设过程中很重要的前奏环节，它对有效缓解公路建设资金压力、克服当前各地建设单位管理经验缺乏、简化施工工艺、促进工程建设质量水平再上新台阶等诸多方面有着不可估量的作用。因此，提升设计理念，提高勘测设计水平，已成为整个公路建设和管理工作的首要任务和关键环节。我们一定要以科学发展观为导向，本着对历史、对人民、对未来、对子孙后代高度负责的精神，只争朝夕时不我待，科学有效提高公路勘测设计水平。

【参考文献】

[1]交通运输部行业标准.JTGC10-2007公路勘测规范[S].北京：人民交通出版社，2007.

公路勘测设计流程篇3

关键词:计算机;影响提取;道路勘察设计;应用

正文：公路、铁路运输作为我国经济发展的命脉，其建设与发展对于我国经济有着重要的影响。传统勘察技术对复杂地形的勘测区域勘察难度大、误差率高，为了减少误差，确保勘察设计的质量，常常需要反复勘探测量多次，取其平均值来减小误差，这在很大程度上影响了道路工程施工进度及工期。提高勘察设计工作效率、加快勘察新技术的应用已经成为了目前我国道路勘察有关部门与人员的首要任务。

1.道路勘察重要性分析

道路施工的勘察测量对于公路质量有着重要的影响。由于公路工程自身特点决定了其勘察测量环境艰苦、地形复杂、测量放线工作困难重重。而勘察测量工作是道路工程方向的指引，必须确保勘察测量准确、周密才能保障公路工程顺利施工。因此，加快公路工程勘察测量新技术的引进与应用对于公路工程的施工及其发展有着重要的意义。道路工程施工企业必须重视勘察测量工作新技术的引进，通过计算机技术、gps技术等的应用加快道路工程勘察测量工作效率及精准度。

2.计算机技术在道路勘察中的应用分析

2.1影像提取技术在道路勘察中的应用

计算机技术在道路勘察中的应用，在很大程度上降低了道路工程勘察设计的工作难度，解决了许多公路勘测过程的难题。其中以数字近景摄影测量软件的应用最具代表性，数字近景摄影测量软件的应用是通过计算机软件将二维影像提取三维信息，在实际工作中只需要的是勘察测量很少的像控点，然后在相控点附近拍摄若干影像数据，就可以放进系统进行量测与重建处理。通过数字近景摄影测量软件的应用在公路勘察测量中，利用全站仪只需勘测很少的控制点，而非专业测量数码相机经过检校标定后，也可以当作量测相机使用。通过拍摄工程现场影像进行匹配、定向、空三处理，解算出相片参数，就可以生成所需的正射影像、等高线、dem等数据。数字近景摄影测量的应用将公路工程勘察测量中的逐点测量简化成为“面”测量，加上自动化的引用，极大的减轻了公路工程勘察测量的强度，提高了工作效率。

2.2gps单机联网试勘测技术的应用

由于道路工程勘察测量地理条件较差，传统勘察测量需要多次校验来确保勘察测量的精准度。但是随着gps测量技术的快速发展，gps在道路工程勘察测量的应用越来越多。gps系统利用24颗卫星、地面接收装置以及用户接收仪器组成，全天候地连续提供高精度的三维坐标、三维速度和时间信息等技术参数。道路工程的勘察测量主要利用了gps的静态功能和动态功能，通过接收到的卫星信息，确定地面某点的三维坐标；通过动态功能把已知的三维坐标点位，实地放样地面上。利用gps进行道路工程的勘察测量工作极大的提高了道路工程勘察测量准确性，降低了工作量提高了工作效率。通过gps测量技术可以实时、有效、精准的对道路工程进行准确的测量，以保障工程的顺利实施。

2.3计算机设计软件在道路勘察设计中的应用

勘测—设计—成图是道路勘察设计的主题工作思路，根据这样的思路进行道路勘察设计必须需要通过专业辅助软件来实现。传统的设计、绘图费时费力且不易修改，使用先进的计算机软件系统进行设计与成图可以极大的提高设计、成图的效率。道路设计过程中设计工程师始终以现场勘测数据作为依据，在此基础上寻求最佳的设计方案，通过专业化软件的自动功能可以完成数据采集、整理，为设计工程师提供更加便利的操作。在设计中勘测数据整理编辑采用microsoftexcel表格方式，直观明了，所有有关道路设计的原始数据都让设计师一目了然，给方案的修改带来很大灵活性。而且软件成图过程是高度自动化的过程，原始数据采集编辑完毕，整个设计任务也就完成了90%以上，因为剩下的绘图部分，软件都能自动完成，让设计师从最枯燥无味的绘图工序中解脱出来，有更多时间和精力根据实际工程情况，寻求最佳的设计和施工方案，从而发挥出设计师最大的潜能。计算机辅助设计软件为设计人员提供快捷的画图工具，尽量减少各种限制。生成的全部图形对象均为autocad的基本类型实体，使用autocad命令画的图可以用软件任意修改。操作步骤清晰明确，选项功能一目了然，应用autocad推荐的定制工具和编程语言开发

平面线形设计主要解决道路的中心线形，适用于一般路线设计和复杂的立交线形设计。实际工程设计时，线形设计通常有两种情况：不使用坐标的纯粹线形设计；用测量坐标控制转点和线位的线形设计，平面线形设计程序能够识别处理不同的ucs。实际上线形设计大部分工作量在调整线形上，天正市政软件根据线形设计工作过程，分解为直线、圆曲线、缓和曲线等几部分，分别在不同的已知条件下进行线形设计，这种方法与道路线形设计工作程序相符。道路平面设计能完成任何复杂道路平面的设计工作，包括道路中各种交叉口接入设计、各种道路出入口设计、任意复杂绿化带设计与编辑、各种已知条件的港湾停靠站设计、以及进行各种方式的道路桩号设计，并可对道路整体平面图进行任意图幅的自动分页。

3.城市道路规划设计中计算机信息系统的应用分析

改革开放以来，我国经济发展速度急速发展，沿海开放地区城市建设的规模越来越大，城市道路规划设计部门的工作负荷日益繁重。在此种情况下，地方政府开始加大投入力度以支持新技术在道路规划部门的应用，许多城市的道路规划部门也开始建设自己的信息系统。但此时的信息系统仍侧重于规划文档的管理，目标是减轻经办人员处理文档的负担，提高办事效率和工作透明度，办公系统的实现方法上基本是采用fox-pro，dbase等软件作为开发收文、发文、办文的管理系统，而空间信息/图形处理还只是处于较低的应用水乎，更没有考虑到规划文档与规划空间信息的一体化管理模式。当然，当时的计算机发展水平限制了更多地应用。在90年代中期计算机硬件的性价比得大幅提高，软件的功能不断加强，面向对象枝术、com/dcom技术、internet/intranet技术、网络技术日趋成熟，为道路规划设计信息系统登上新台阶提供了必要条件。通过现代计算机软件系统对城市各条道路车流量的统计，对城市道路的规划设计提出基础建议，并由计算机软件系统的自动生成功能，设计出符合城市、车流走向的道路。

结论：

计算机技术的应用对于道路勘察设计的发展起到了极大的促进作用，同时也对道路勘察设计人员提出的更高的要求。因此，道路勘察设计有关部门必须加快自身人员配备的科学化，通过勘察设计人员的招聘与在职培训等多种方式，促进人才结构的优化。通过人员专业技能的提升及新技术的应用，将道路勘察设计工作科学有序的开展起来。

参考文献：

1.张庭伟《gps技术在公路勘察测量中的而应用》城市规划2006.3

2.李海《道路勘察技术――数字摄影测量》东南大学出版社2007.11

3.杨勇《计算机应用研究――勘察测量技术》信息资讯2007.6

公路勘测设计流程篇4

关键词：公路测量全球卫星定位系统GPS静态定位动态定位

1.概述

全球卫星定位系统（globalpositioningsystem，GPS）诞生于上世纪七十年代的美国，它是一种采用距离交会法的、能够向全球用户全天候提供高精度的、连续实时三维导航、定位能力的无线电导航系统，具有良好的保密性和抗干扰性。随着GPS工作卫星的不断入轨和GPS接收机性能的不断提高，GPS测量技术已广泛用于大地测量、地形测量和工程测量等诸多方面，而在公路勘测中的应用尤为常见。

GPS由空间卫星群（由24颗高约20万公里，均匀分布于六个轨道面上的卫星组成）、地面控制系统（包括一个主控站、三个注入站和五个监测站）、用户接收系统（主要由无线电传感和计算机技术支撑的GPS接收机、GPS数据处理软件等组成）三大部分构成。其应用模式有GPS静态测量和GPS动态观测（快速静态方法）两种。

GPS技术在公路测量中的应用前景随着我国国民经济的快速增长，我省的高等级公路建设迎来前所未有的发展机遇，这就对勘测设计提出了更高的要求。随着公路设计行业软件技术和硬件设备的发展，公路设计已实现CAD化，有些软件本身还要求提供地面数字化测绘产品的支持，建立勘测、设计、施工、后期管理一体化的数据链，减少数据转抄、输入等中间环节，是公路勘测设计“内外业一体化”的要求，也是影响高等级公路设计技术发展的“瓶颈”所在。目前公路勘测中虽已采用电子全站仪等先进仪器设备，但常规测量方法受横向通视和作业条件的限制，作业强度大且效率低，大大延长了设计周期。勘测技术的进步在于设备引进和技术改造，在目前的技术条件下引入GPS技术应当是首选。当前，用GPS静态或快速静态方法建立沿线总体控制测理，为勘测阶段测绘带状地形图，路线平面、纵面测量提供依据。在施工阶段为桥梁、隧道建立施工控制网，这仅仅是GPS在公路测量中应用的初级阶段，其实，公路测量的技术潜力蕴于RTK（实时动态定位）技术的应用之中，RTK技术在公路工程中的应用有着非常广阔的前景。下面就RTK技术在公路勘测中的应用做简单地介绍。

2.GPS系统在公路施工测量中的应用[1]

公路工程的施工测量主要应用了GPS的静态定位功能和动态测放功能两大功能。静态功能是通过GPS接收机接收到的卫星信息，重复观测确定地面某点的三维坐标；动态功能是通过卫星系统，建立基站与流动站通过输入控制参数把已知的三维坐标点位，实地放样在地面上。动态功能主要以实时动态（RTK）技术为主要测量手段。

2.1静态GPS测量技术在公路施工测量中的应用

静态GPS测量技术主要用于公路设计阶段建立公路首级控制网，在施工测量中静态GPS测量技术应用的还不是太广泛，GPS静态测量在施工测量中主要用于进场前对设计提供的控制网中的导线点进行复核及加密工作，通过在设时布设的GPS点上重新架设GPS接收机，观测确定设计提供的该点的坐标以校对其精度，如果采集的坐标与设计提供的不满足规范应进行平差，其次利用GPS静态对设计提供不满足施工需要的导线点进行加密。这样可大大加快全线的施工测量速度。

2.2实时动态（RTK）技术在公路施工测量中的应用

实时动态（RealTimeKinematic―RTK）定位技术，是GPS测量技术与数据传输技术相结合的产物，是GPS测量技术发展中的一个新突破，动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景，可以布设各等级的路线带状平面控制网、路线中线、构造物等测放工作。在公路施工过程中，动态测量可以进行施工放样，通过设立基站和流动站，全程只作业一次可完成整个作业范围内的中线及结构物放样，还可以在驻地设立永久基站，这样就可以随时进行施工放样，大大地节约了时间，比全站仪省去一部分辅助测量工作，从而节约了施工成本。

2.2.1实时动态（PTK）定位技术简介

实时动态（PTK）定位技术是以载波相位观测值为依据的实时差分GPS（PTDHPS）技术，它是GPS测量技术发展的一个新突破，在公路工程中有广阔的应用前景。众所周知，无论静态定位，还是准动态定位等定位模式，由于数据处理滞后，所以无法实时解算出定位结果，而且也无对观测数据进行检核，这就难以保证观测数据的质量，在实际工作中经常需要返工来重测由于粗差造成的不合格观测成果。解决这一问题的主要方法就是延长观测时间来保证测量数据的可靠性，这样一来就降低了GPS测量的工作效率。

实时动态（RTK）定位技术由基准站和流动站组成，建立无线数据通讯是实时动态测量的保证，其原理是取点位静度较高的首级控制点作为基准点，安置一台接收机作为参考站，对卫星进行连续观测。流动站上的接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电传输设备接收基准站上的观测数据，随机计算机根据相对定位的原理实时计算显示出流动站的三维坐标和测量精度。这样用户就可以实时监测待测点数据观测质量和基线解算结果的收敛情况，根据待测点的精度指标，确定观测时间，从而减少冗余观测，提高工作效率。

2.2.2应用

实时动态（RTK）定位技术有快速静态定位和动态定位两种测量模式，两种定位模式相结合，在公路工程中的应用可以覆盖公路勘测、施工放样、监理和GIS（地理信息系统）前端数据采集。

（1）快速静态定位模式要求GPS接收机在每一流动站上静止地进行观测。在观测过程中，同时接受基准站和卫星的同步观测数据，实时解算整周末知数和用户站的三维坐标。如果解算结果的变化趋于稳定，且其精度已满足设计要求，便可以结束实时观测。一般应用在控制测量中，如控制网加密；若采用常规测量方法（如全站仪测量），受客观因素影响较大，在自然条件比较恶劣的地区实施比较困难，而采用PTK快速静态测量，可起到事半功倍的效果。单点定位只需要5―10mins（随着科技的不断发展，定位时间还会缩短），不及静态测量所需时间的五分之一，在公路测量中可以代替全站仪完成导线测量等控制点加密工作。

（2）动态定位测量前需要在一控制点上静止观测数分钟（有的仪器只需要2-10s）进行初始化工作，之后流动站就可以按预定的采样间隔自动进行观测，并连同基准站的同步观测数据，实时确定采样点的空间位置。目前，其定位精度可以达到厘米级。动态定位模式在公路勘测阶段有着广阔的应用前景，可以完成地形图绘测、中桩测量、横断面测量、纵断面地面线测量等工作。测量2-4s，精度就可以达到1-3cm，且整个测量过程不需通视，有着常规测量仪器（如全站仪）不可比拟的优点。

2.3RTK技术的优点

（1）实时动态显示经可靠性检验的厘米级精度的测量成果（包括高程）。

（2）彻底摆脱了由于粗差造成的返工，提高了GPS作业效率。

（3）作业效率高，每个放样点只需停留1―2s，流动站小组作业，每小组3―4人可完成中线测量5-10km。若用其进行地形测量，每小组每天可以完成0.8-1.5km2的地形测绘，其精度和效率是常规测量所无法比拟的。

（4）在中线放样的同时完成中桩抄平工作。

（5）应用范围广，可以涵盖公路测量（包括平、纵、横）、施工放样、监理、竣工测量、养护测量、GIS前端数据采集诸多方面。

（6）如辅助相应得软件，RTK可与全站仪联合作业，充分发挥RTK与全站仪各自的优势。

总之，GPS静态定位技术和动态定位技术相结合可以高效、高精度地完成公路平面控制测量，生产过程中采用常规方法和GPS技术相结合的生产流程可以极大提高生产效率。随着GPS技术及RTK技术的发展，具有自主专利技术的仪器在工程实际建设中发挥着重要作用。

公路勘测设计流程篇5

关键词：3S；遥感(RS)；全球定位系统GPS；地理信息系统GIS

中图分类号：X734文献标识码：A

1引言

“3S”系统是遥感(RemoteSensing-RS)、全球定位系统(GlobePositionSystem-GPS)、地理信息系统(GeographicInformationSystem-GIS)的总称，作为目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的3大支撑技术[1]。三者在空间信息管理上各具特色，均可独立完成自身具有的功能，同时相互之间又有许多关联，在解决问题的功能上各有优点与不足。三者的结合与集成已成为空间科学的发展方向和必然趋势。3S技术在公路规划和勘察选线方面的应用研究和勘察设计实践，在多段高速公路及大型隧道的勘察设计应用中取得了很好的效果，不但提高速度2~3倍以上，而且可以全面认识公路工程地质环境的特征，提高工作质量，尤其在减少不良地质危害、优化选线设计质量等方面，具有巨大的经济效益和社会效益。其优化选线和减灾效益已在亿元以上，经济效益和社会效益巨大，具有很好的发展应用前景。

23S技术在公路工程中的应用

2.13S技术在前期工作中的应用

公路工程的前期工作，一般分为工程预可行性研究和工程可行性研究、初步设计等阶段。按照不同阶段的内容要求，所涉及到的工作内容、技术深度、获取资料的详细范围均有所不同，但有一点是共同的，那就是拟建公路走廊的地形、地貌、地质、水文、气候、环境等相关的信息资料。随着RS系统技术的迅猛发展，其空间分辨率有了飞快的提高，从30m、10m到今天的2m、1m，搭载的传感器采用从可见光至热红外多光谱或全色波段，通过纹理和颜色处理，对拟建公路沿线（覆盖宽度几km至几十km）地形、地貌、植被、土壤、水体进行分析和处理，制作1∶1万至1∶25万专题地图，提供出特(大)桥、隧道等路线控制点直观、准确的地质要素信息[2]。特别是对公路沿线的不良地质路段（如冻土、软土、盐渍土）、特殊地质（如砂土液化、多雨、积雪）、地质灾害（如采空区、崩塌、泥石流、滑坡、地裂缝）可提供出大比例尺（1∶1万）地质资料，满足高速公路地质灾害危险性的评估技术要求。综合以上数字信息，通过相关论证，确定出路线最佳方案。另外，利用RS系统技术，还可以探明公路沿线的文物古迹（如北京老山汉墓的探明、挖掘就是卫星摇感技术的成功运用），做到文物保护与公路建设相互协调。从国内公路遥感工程的应用来看，RS系统技术具有快速、高效、直观、视域广、信息量丰富的显著特色，在公路工程前期工作中势必会得到越来越广泛应用。

2.23S技术在勘测在设计阶段中的应用

传统的公路勘测是依靠大量的工程技术人员在野外收集、调查、分析、处理公路沿线平纵断面的数据。在交通不便、勘测难度大的高山、湖泊、森林等地段，时间长、效率低、精度差。以GPS技术、GIS技术及其集成技术为核心的3S技术系统，则会在公路工程的勘测设计中大显神通，推动公路设计自动化，提高设计质量。GPS技术具有全天候、高精度、快速度的显著特点。构建高速公路平面导线控制网，以50km山区高速公路为例，时间只需2~3d；平原微丘区高速公路控制网的布设，所需时间还会缩短[3]。而采用常规大地控制测量方法，甲级测绘队伍也至少需要20d左右的时间，还需要进行人工平差、补偿等一系列细部工作。在GPS基准点（站）控制精度范围内，对定线、中桩、横断面进行细部测量，可以快速获取各相关点的坐标及高程。利用RS技术将室内获得的公路沿线地形、地质形态，在外业勘测中可充分利用工可、初设阶段的有关数据，对大中桥、涵洞位置及不良地质和特殊路段，结合地形图、GPS进行野外现场实地布点、检查、补充和校正，为设计提供充足、完整的准确资料。“3S”技术的高度集成及计算机辅助设计技术的发展，为3S技术系统的设计提供了崭新的天地。高精度、高分辨率的图像技术、地理信息技术、数字地面模型技术、三维立体技术使公路工程设计达到智能化水平。用公路沿线的信息数据，在计算机上建立起数字模型，在拟建公路的布线走廊内进行平、纵线布设，流域内排水设计，特殊路段防护工程设计，不良地质桥位桥型选择布置，高大边坡设计以及公路景观等仿真设计和工程数量、投资预算的计算。通过三维透视，以计算行车速度在计算机上模拟沿路线行驶，来检验平纵线型指标、行车视距、公路全景等综合技术指标，对局部设计进行优化，在工程数量、投资费用增加不大的情况下，相互比选确定最佳路线方案。

2.33S技术在勘测在工程施工中的应用

公路工程施工作为设计的一种延伸和结果，其质量取决于施工过程的控制。特大桥梁、隧道往往是工程控制的难点和重点。3S技术系统在施工控制方面，运用先进的空间信息系统技术，则会缩短工期,保证质量。荆州长江公路大桥运用GPS布设平面控制网进行动态实时控制，保证了特大桥梁的施工质量，广东汕梅高速公路莲花山隧道运用GPS进行隧道施工测量控制，缩短工期一半，经济效益显著。运用GPS、全站仪空间矢量数据采集系统，配合GIS，完成路线土石方数量计算，自动搜寻填挖平衡点和最佳土石方调运距离，在这方面亦有成功的例子。

2.43S技术在运营管理中的应用

建立以“3S”集成技术为核心的智能运输管理系统，也是3S技术系统的重要组成内容。高速公路运营期间的交通流量调查、预测，恶劣天气（大雾、雨雪等）的汽车导航，交通事故报警，最佳行驶路线等等，均可通过监控中心与运营车辆进行联络，计算机屏幕会自动显示车辆所处方位的电子地图，显示车辆的地点、车身颜色、行驶速度、方向，并预测行驶路线和速度，如车辆被盗或被劫，监控中心采取遥控熄火，使车辆无法行驶，以实现交通运输的合理调度和管制。同时，随着高等级公路网络的逐步建立和形成，对现代公路的管理就需要先进的科学管理方法，3S技术系统对公路信息的获取、存储、检索、分析、处理具有直观、动态的特点，是实现公路管理现代化的重要手段。反映某一行政区域内国道主干线、国道、省道及县乡道路的分布，途经主要城镇的路网信息、路况信息、桥梁信息、附属设施信息及沿线管养机构信息，通过3S技术系统来完成对公路信息的查询、显示、报表等管理工作，真正实现现代公路管理的现代化、决策的科学化、工作的高效化。目前，国内安徽等省市已完成公路地理信息系统的建立和应用，效果及作用显著。

3结语

随着人类对环境质量的要求越来越高，通过3S、3D与常规设计技术的紧密结合，才能使公路设计实现快速优化成为可能。大力推广3S技术在公路建设中的普及应用，有利于加快科技进步，提高人类利用、改造、美化环境的水平，对促进人类的进步具有重要意义。

参考文献：

[1]朱照宏，符锌砂等.道路勘测设计软件开发与应用指南.北京：人民交通出版社，2003..