虎門二橋施工控制網(wǎng)建立與高程放樣方法

嚴慧君，張飛

（1.北京金繪天地技術有限公司，北京100021；2.長江三峽勘測研究院有限公司（武漢），武漢430070）

1 項目概況

虎門二橋工程是廣東省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中連接廣州和東莞的重要東西向通道，橋位上游距珠江黃埔大橋約20km，下游距虎門大橋約10km。本項目工程總長度12.891km，采用八車道高速公路技術標準，設計速度100公里/小時，全線均為橋梁，全線有兩座跨江特大橋梁，主跨分別為1200m、1688m，共設置東涌、騮東、海鷗島和沙田四處互通立交。

2 虎門二橋建設方案

橋型布置：主跨1688m雙塔雙跨吊懸索橋，橋跨布置為658+1688+518（主纜IP點距離）。

虎門二橋主纜索股架設，鋼箱梁吊裝施工合龍，目前已經(jīng)完工，計劃于2019年5月建成通車。

3 平面控制網(wǎng)建立方法

廣東虎門二橋控制網(wǎng)測量的目的是為大橋設計、施工和營運期間監(jiān)測等提供所需的高精度空間、平面及高程控制測量基準，為整個大橋建設提供準確可靠的基礎測量控制成果?？刂凭W(wǎng)由大橋首級控制網(wǎng)和接線控制網(wǎng)組成，首級控制網(wǎng)主要為過江通道工程提供可靠的測量基礎資料，接線控制網(wǎng)為大橋全線工程施工控制測量服務，本項目控制網(wǎng)于2010年完成建網(wǎng)及全部測量工作。

3.1 連續(xù)運行GNSS參考站系統(tǒng)簡介

連續(xù)運行參考站系統(tǒng)（CORS）可以定義為一個或若干個固定的、連續(xù)運行的GPS參考站，利用現(xiàn)代計算機、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN/WAN）技術組成的網(wǎng)絡，實時地向不同類型、不同需求、不同層次的用戶，自動提供經(jīng)過檢驗的不同類型的GPS觀測值（載波相位，偽距）、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及其他有關GPS服務項目的系統(tǒng)。連續(xù)運行參考站系統(tǒng)與傳統(tǒng)的GPS作業(yè)相比，連續(xù)運行參考站具有作用范圍廣、精度高、野外單機作業(yè)等眾多優(yōu)點[1]。

3.2 HMEQ-GNSS參考站系統(tǒng)建設

HMEQ-GNSS系統(tǒng)是為滿足工程建設期間施工測量的需求，通過網(wǎng)絡RTK方式向整個大橋施工區(qū)域提供24小時實時動態(tài)定位測量服務；同時為滿足控制網(wǎng)測量、施工、監(jiān)理等單位對精密定位的需求，向大橋各參建方提供參考站原始觀測數(shù)據(jù)在內(nèi)的事后精密定位服務；通過連續(xù)運行GNSS參考站系統(tǒng)，對大橋各參建方GNSS定位測量進行監(jiān)控和管理。另外，在大橋建成運營期間，可以在該系統(tǒng)基礎上建立大橋變形監(jiān)測系統(tǒng)，保障大橋的健康安全運行。

3.3 虎門二橋首級平面控制網(wǎng)

首級控制網(wǎng)由12個首級網(wǎng)點、GNSS站點組成，首級平面控制網(wǎng)按優(yōu)于公路二等GPS網(wǎng)實施，執(zhí)行的技術指標見表1。

表1 首級控制網(wǎng)GPS觀測執(zhí)行的基本技術指標

3.4 虎門二橋接線平面控制網(wǎng)

接線控制網(wǎng)由18個點組成，接線網(wǎng)平面控制按優(yōu)于公路三等GPS網(wǎng)實施，接線控制網(wǎng)GPS觀測執(zhí)行的技術指標分別見表2。

表2 接線控制網(wǎng)GPS觀測執(zhí)行的基本技術指標

4 高程控制網(wǎng)建立方法

高程控制網(wǎng)于2010年完成建網(wǎng)及全部測量工作，本項目高程控制網(wǎng)由首級控制網(wǎng)、接線控制網(wǎng)組成。首級控制網(wǎng)和接線控制網(wǎng)測量采用常規(guī)水準測量與跨河水準相結(jié)合的形式進行，其中已知點聯(lián)測及檢測按國家一等水準測量進行，首級控制網(wǎng)和接線控制網(wǎng)均按國家二等水準測量進行，跨河部分采用“經(jīng)緯儀傾角法”按國家二等水準測量規(guī)范要求進行施測。

4.1 常規(guī)水準測量

一等水準聯(lián)測路線，起于東莞市虎門港區(qū)港珠澳大橋一等水準點S039，止于首級控制網(wǎng)水準基點BM06；海鷗島大沙水道和坭洲水道以4處二等跨河水準組成二等水準環(huán)線；東涌鎮(zhèn)沙公堡段一等水準檢測路線起于首級控制網(wǎng)水準基點BM02，止于港珠澳大橋一等水準點S034。

觀測時，首先由東莞市虎門港區(qū)港珠澳大橋一等水準點S039引測到首級控制網(wǎng)水準基點BM06，檢測BM06的穩(wěn)定情況，按國家一等水準測量的要求施測；然后將測區(qū)內(nèi)的大橋首級控制網(wǎng)點12點、首級控制網(wǎng)水準基點5點、接線控制網(wǎng)18點以及大沙水道、海鷗島、坭洲水道4處二等跨河水準組成1個大的水準環(huán)線，以西岸沙公堡組成1個水準環(huán)線，海鷗島構(gòu)成1個水準環(huán)線，東岸虎門港組成1個水準環(huán)線，4處跨河水準組成兩個水準環(huán)線，共6個水準環(huán)線，BM06作為高程控制網(wǎng)的起算點，按二等水準測量的要求施測。

4.2 跨河水準測量

因受地理條件的限制，橋位區(qū)兩岸三地控制網(wǎng)之間聯(lián)測跨越珠江水域。因此，對跨河水準測量做了專項技術設計，根據(jù)場地條件、跨河距離采用經(jīng)緯儀傾角法進行觀測，跨河場地均按平行四邊形圖形布設。

5 橋梁施工高程放樣方法

高程放樣和平面放樣一樣，也是一項經(jīng)常性的工作，為此需要根據(jù)工程的進度，及時將高程基準傳遞到適宜的位置，以方便放樣工作的進行。高程放樣的主要方法有：水準儀法放樣、三角高程法放樣，在某些特殊情況，還可利用鋼尺或全站儀進行高程的傳遞工作。

5.1 水準儀法放樣

在橋梁工程施工測量中，常常要同時用一個視線高測設出若干個具有同一設計標高的點，例如橋梁樁基開挖中的基底標高，橋面標高等，此時要校正水準儀的i角，使i角盡可能得小，還要限制前后視距離差不宜過大。

當待放點與水準點之間的高差很大時，可以用懸掛鋼尺代替水準尺，以放樣設計高程。

5.2 全站儀無儀器高作業(yè)法放樣

對一些高低起伏較大的工程放樣，用水準儀放樣就比較困難，這時可用全站儀無儀器高作業(yè)法直接放樣高程。

5.3 全站儀天頂法傳遞高程

全站儀是目前施工放樣中最常用的測量儀器，它的最大特點是可以直接放樣出所需要的點位。另外，許多全站儀都有高精度的測距系統(tǒng)，能方便、快捷地測量出兩點之間的距離。在施工放樣時，如果將全站儀的望遠鏡對準天頂（頂板），測出的距離實際上就是兩點的高差，利用這個原理，可以實施高精度的高程傳遞。

6 經(jīng)驗與體會

①本文件簡要介紹了虎門二橋概況，總結(jié)了測量控制網(wǎng)建立方法與細部坐標放樣方法，取得了一定的成功經(jīng)驗。本文是作者在實踐中總結(jié)出來的工作經(jīng)驗，為沒有接觸過橋梁施工的測量人員及測量界的同行們，提供了寶貴的施工經(jīng)驗與注意事項。②虎門二橋即將通車，比被譽為“世界第一跨”的虎門大橋向前跨越一大步，距世界第一的日本明石海峽大橋（1991m）只差303m。今后還有更多的大橋待建，對于以后的橋梁建設，如何進行控制網(wǎng)布設，提供了技術支持，值得參考。