天寶SPS930全站儀在公路面層攤鋪施工中的應(yīng)用

摘 要：隨著技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)的測(cè)繪儀器越來越多的應(yīng)用于工程建設(shè)領(lǐng)域。通過這些新儀器的使用，不僅提高了工程施工質(zhì)量，更重要的是給施工單位帶來了經(jīng)濟(jì)效益。文章通過對(duì)比公路面層攤鋪過程中采用傳統(tǒng)施工方式和采用天寶SPS930全站儀施工方式，來體現(xiàn)天寶SPS930全站儀的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：SPS930全站儀；面層攤鋪；平整度；標(biāo)高

公路路面行車舒適性和施工質(zhì)量主要通過公路路面攤鋪平整度來反映，攤鋪質(zhì)量的好壞直接影響著路面的施工質(zhì)量和行車的舒適性。影響路面攤鋪平整度的因素很多，其中現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)高的控制是一個(gè)重要因素。在路面攤鋪過程中，如果標(biāo)高偏差較大，則直接影響路面攤鋪質(zhì)量，造成工程質(zhì)量差或者增加施工成本。因此，在路面攤鋪過程中必須要控制好標(biāo)高。

1 傳統(tǒng)施工方式

傳統(tǒng)公路面層施工一般先利用普通全站儀（或RTK）進(jìn)行放樁，直線段樁距20m，彎道段間距10m，使用鋼絲基準(zhǔn)線控制高程。然后利用水準(zhǔn)儀測(cè)量某一樁號(hào)點(diǎn)的實(shí)際高程，將樁號(hào)輸入已編好程序的計(jì)算器（CASIO5800）中，得到設(shè)計(jì)高程，再考慮虛鋪系數(shù)后可以計(jì)算出虛鋪標(biāo)高，然后架設(shè)鋼絲支架掛鋼絲線，最后用水準(zhǔn)儀慢慢調(diào)整。標(biāo)高的控制主要是利用水準(zhǔn)儀，因人為因素的影響較大故而精度不高，且需要多名測(cè)量人員分工合作，效率低且人工成本較高。

在攤鋪過程中檢測(cè)標(biāo)高主要是用一方形鋁梁靠尺放在物料表面，順著坡度拉到鋼線處做比較，再通過人工調(diào)節(jié)攤鋪機(jī)的厚度調(diào)節(jié)器做適當(dāng)調(diào)整（轉(zhuǎn)一圈上下調(diào)整2mm）。由于攤鋪機(jī)需要一段時(shí)間反應(yīng)，因此調(diào)整的過程存在滯后性，且調(diào)整的量是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行控制，質(zhì)量難以保障。這種檢測(cè)方法相當(dāng)粗糙，純粹靠施工員的經(jīng)驗(yàn)，存在較大誤差。

攤鋪過后不能實(shí)時(shí)檢測(cè)表面質(zhì)量，只能在壓實(shí)過后根據(jù)之前放出來的樁，用皮尺拉出偏距分別為2米、7米、12米、16.5米的點(diǎn)，利用水準(zhǔn)儀復(fù)測(cè)該點(diǎn)的高程，記錄下數(shù)據(jù)后回室內(nèi)做內(nèi)業(yè)處理才能知道攤鋪質(zhì)量，存在滯后性。這種對(duì)指定的方格網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)的方法，需要檢測(cè)一定密度的點(diǎn)才能反映路面狀況，一般需要投入3到4個(gè)人員，工作強(qiáng)度大且效率不高。

在面層攤鋪過程中，影響攤鋪精度的因素很多，包括供料器供料的速度（速度越快攤鋪得越厚），攤鋪機(jī)行進(jìn)速度（攤鋪機(jī)速度越快攤鋪得越薄），夯實(shí)機(jī)的夯實(shí)速度，以及傳感器和攤鋪機(jī)液壓間的反應(yīng)時(shí)間（一般來說需要10-15米的攤鋪調(diào)整距離）。傳統(tǒng)方法施工無法實(shí)時(shí)精確測(cè)量已攤鋪面層的高程，只能依靠直尺，螺絲刀等原始手段進(jìn)行事后調(diào)整，從而造成一定的質(zhì)量問題和物料浪費(fèi)。

總之，傳統(tǒng)施工中，無論是基層物料攤鋪找平，還是面層精確攤鋪，都需要層層打樁，步步控制。特別是面層攤鋪，每個(gè)點(diǎn)的定位都需要經(jīng)過一系列步驟獲得，如：內(nèi)業(yè)計(jì)算點(diǎn)位，全站儀放樣定位平面坐標(biāo)，水準(zhǔn)儀采集原地表數(shù)據(jù)，計(jì)算設(shè)計(jì)點(diǎn)位虛鋪厚度，重新計(jì)算虛鋪高程，水準(zhǔn)儀設(shè)定高程等，過程復(fù)雜耗時(shí)，人為錯(cuò)誤多。

2 天寶SPS930施工方式

2.1 天寶全站儀系統(tǒng)構(gòu)成和功能

天寶SPS930全站儀主要包括以下組件：

2.1.1 天寶SPS測(cè)量機(jī)器人。天寶測(cè)量機(jī)器人測(cè)角精度為1秒，在測(cè)量過程中機(jī)器人自動(dòng)跟蹤，并實(shí)時(shí)鎖定目標(biāo)棱鏡，實(shí)現(xiàn)單人測(cè)量。

2.1.2 天寶TSC3控制手簿。天寶TSC3手簿控制器及SCS900軟件，在手簿里可以實(shí)時(shí)顯示測(cè)量點(diǎn)位的高程和平面坐標(biāo)，同時(shí)內(nèi)部程序可將測(cè)量點(diǎn)位高程值和設(shè)計(jì)值實(shí)時(shí)比對(duì)并用顏色和數(shù)據(jù)進(jìn)行提示。

2.2 工作流程

2.2.1 利用SPS930全站儀快速采集原始地表數(shù)據(jù)。綜合考慮施工路面狀況和虛鋪系數(shù)，利用天寶軟件（TBC）建立施工場(chǎng)地一比一的數(shù)字化模型，并形成設(shè)計(jì)表面文件。

2.2.2 利用SPS930實(shí)現(xiàn)單人放樁、放線。實(shí)現(xiàn)單人放樁，并可直接從手簿控制器中讀取原地面和設(shè)計(jì)面的高程，根據(jù)高差自動(dòng)計(jì)算并確定虛鋪標(biāo)高。如圖1所示，控制器中依據(jù)設(shè)計(jì)表面，可以實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)點(diǎn)的攤鋪高度和距離設(shè)計(jì)高度之間的高差，同時(shí)內(nèi)部程序可將測(cè)量點(diǎn)位高程值和設(shè)計(jì)值實(shí)時(shí)比對(duì)并用顏色和數(shù)據(jù)提示。從而為攤鋪過程的標(biāo)高實(shí)時(shí)控制提供依據(jù)。架梁掛線的時(shí)候復(fù)核鋼絲線高程，一般先測(cè)原始表面，從而得到需鋪的厚度，考慮虛鋪系數(shù)后計(jì)算出設(shè)計(jì)高程，通過修改偏移量后，檢測(cè)鋼絲線是否掛到位。

2.2.3 控制器中依據(jù)設(shè)計(jì)表面，實(shí)時(shí)顯示挖填，可檢測(cè)任意點(diǎn)的實(shí)時(shí)表面高程。將設(shè)計(jì)表面文件導(dǎo)入到控制器中，并可設(shè)置偏移量以滿足施工測(cè)量的需要。在攤鋪時(shí)，直接在熨平板前測(cè)量，隨時(shí)反映施工面的狀況，方便機(jī)手做相應(yīng)調(diào)整。壓實(shí)后，取代水準(zhǔn)儀檢測(cè)。所有的數(shù)據(jù)都會(huì)保存在控制器內(nèi)，可用U盤導(dǎo)出，再進(jìn)行適當(dāng)處理，可用來存檔。

總之，使用天寶SPS930全站儀進(jìn)行路面施工高程控制，可以實(shí)現(xiàn)單人放樁，并且在控制器中依據(jù)設(shè)計(jì)表面，實(shí)時(shí)顯示挖填，可在任意點(diǎn)檢查表面。保證攤鋪過程精確控制，即時(shí)調(diào)整攤鋪厚度，給現(xiàn)場(chǎng)施工人員提供任何地點(diǎn)、任何時(shí)間精度在1-2毫米內(nèi)的高程控制數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)在路面攤鋪過程中前所未有的過程精準(zhǔn)控制。

3 傳統(tǒng)施工與天寶SPS930全站儀施工對(duì)比分析（如表1）

從表1可以看出，傳統(tǒng)施工需要的人員、設(shè)備都比較多，但效率不高。就工地上其它測(cè)量任務(wù)而言，比如說底基層交接檢測(cè)。一段500m的路，每隔20m測(cè)一個(gè)斷面，每個(gè)斷面測(cè)四個(gè)點(diǎn)。傳統(tǒng)施工需要用全站儀（或RTK）先放出平面點(diǎn)再用水準(zhǔn)儀測(cè)出標(biāo)高，至少需要3-4個(gè)測(cè)量人員，需要三個(gè)小時(shí)作業(yè)。而用SPS930測(cè)量，單人就可以檢測(cè)，只需要一個(gè)小時(shí)就可以完成，從而提高了工作效率，節(jié)省了人員開支。就攤鋪效率而言，傳統(tǒng)施工需要測(cè)量人員先放好樁掛好線（夜里無法作業(yè)），此時(shí)攤鋪機(jī)無法工作，在加上其它因素影響，攤鋪機(jī)一天工作七小時(shí)，一天大概攤鋪300m，效率不高。而用SPS930輔助攤鋪，由于沒有視線原因影響，可夜里施工，能避免攤鋪機(jī)等待的時(shí)間，延長攤鋪工作時(shí)間，一天能多攤鋪200m左右。

綜上所述，SPS930在攤鋪過程中能做到精確控制誤差，達(dá)到控制成本。同時(shí)它也可以作為一款高精度的常規(guī)儀器，強(qiáng)大的功能能滿足工地上的所有常規(guī)測(cè)量任務(wù)。

4 天寶SPS930全站儀的優(yōu)勢(shì)

（1）精確放樣，傳統(tǒng)放樣是用普通全站儀（或RTK）放樣出坐標(biāo)，再用水準(zhǔn)儀檢測(cè)高程，加大了測(cè)量人員的工作量，SPS930可以將放樣平面和高程坐標(biāo)一步到位，大大提高工作效率。

（2）實(shí)時(shí)檢測(cè)攤鋪機(jī)攤鋪精度，在現(xiàn)場(chǎng)攤鋪過程中，傳統(tǒng)方式施工時(shí)工作人員隨時(shí)用自制水平尺量測(cè)攤鋪高程，與所掛鋼絲進(jìn)行對(duì)比，有誤差隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，這種方式完全憑經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)要調(diào)節(jié)多次才能基本滿足要求，這樣就給攤鋪精度造成了較大的影響。而采用SPS930進(jìn)行監(jiān)測(cè)，隨時(shí)可以顯示挖填精確數(shù)據(jù)，基本可以1次調(diào)整到位。

（3）快速計(jì)算松鋪系數(shù)，在攤鋪的前期，利用SPS930測(cè)量一橫斷面在攤鋪前、攤鋪后、壓實(shí)后的高程，并可直接從控制器中讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)高差確定松鋪系數(shù)。

（4）高精度的SPS930全站儀可以保證在攤鋪中進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，使得攤鋪的物料厚度控制在毫米級(jí)的誤差范圍內(nèi)，確保工程質(zhì)量。

5 結(jié)束語

隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國公路通車?yán)锍讨鹉暝黾樱?對(duì)公路的質(zhì)量提出了更高的要求。通過采用先進(jìn)的測(cè)繪儀器等措施，努力控制好施工過程，來提高路面攤鋪的平整度，提高公路施工質(zhì)量和行車舒適度。

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作者簡(jiǎn)介：李偉偉（1981-），男，漢族，河南鞏義人，研究方向：工程測(cè)量。