【摘要】在通信管线工程建设中,工程测量也是一个很关键的工作,它关系着工程材料统计是否准确,工程造价预算是否科学合理,从一定程度上也影响工程质量,因此各通信工程建设单位要正确认识工程测量的意义和作用,深入探究和掌握有关测量技术,使其在通信管线工程建设中发挥重要作用。本文主要就工程测量技术在 通信管线工程中的应用进行研究,以供大家参考。
【关键词】工程测量;通信管线;应用;
前言
在通信管线工程的建设过程中,需要在设计前期对工程所在区域的地形地质、环境条件等进行全面的实地勘察测量和绘图,并在工程施工前进行复测准备材料,以及施工实施时的测量放样,以此为工程设计和工程施工提供精准的数据指导。因此,工程测量工作是通信管线工程建设中必不可少的关键环节,其技术的适用与否,以及测量的手段与方法的规范与否,直接影响着测量的精度和计算的结果,从而也极大影响着工程建设的进度、质量以及实施成本。可见,加强对工程测量技术在通信管线工程中的应用研究,进而优化测量方法,为工程高质量建设起到重要的推动作用。
一、通信管线工程测量概述
通信管线工程测量,是指光(电)缆通信线路工程在勘测设计、施工前现场核对、工程实施建设及验收等各个阶段进行的测量。其目的是按设计意图和要求,将线路的空间位置测设于实地,以指导线路工程施工【1】。通信管线工程在勘测设计阶段,主要是设计单位为工程设计提供必要的测绘资料和其他数据。施工前的复测,主要是施工单位为核实工程现场情况以及精确准备材料而进行的测量工作。施工建设阶段,则是对线路中线和坡度按设计位置进行实地测量,包括施工控制网的布设及施测、施工导线测量、线路中线及腰线的放样、以及工程竣工验收的测量核实。说得通俗点,施工阶段的测量工作,主要是将设计图纸上建筑物的位置、形状大小以及高程,或者构筑物的特征点(如道路转弯点、管线的起点终点、路面标高等)运用必要的测量方法,标定于施工现场的地面,以便于指导施工【2】。
二、通信管线工程测量的基本特点
1、全程涉及。测量工作贯穿于整个通信工程建设的各个阶段。以通信管线工程为例,测量工作开始于工程设计之初,到工程实施时深入于施工的各个工序环节,通信管线工程建设过程中时刻离不开测量技术工作,当工程结束后,还要进行工程的竣工测量核对验收。
2、反复测量。反复测量是通信管线工程测量工作本身的特点,也是工程实施过程的需要。现实中,通信管线工程设计测量和施工实施测量之间的重复关系,反映了实地勘察、平面设计、复测、放样施工、验收等各阶段测量工作的重复性。
3、渐近性。通信管线工程从规划设计到施工竣工,经历了一个从粗到细的过程,线路工程的设计设想是逐步实现的。完美设计需要勘测与设计 的完美结合,设计人员懂测量,测量人员懂设计 ,完美结合在线路工程建设的过程中实现 。
三、通信管线工程测量的任务和内容
1、任务。通信管线工程测量,是为通信光(电)缆线路和各种管道的设计及施工服务的。它的任务有:一是勘测设计阶段的测量工作,为通信管线工程的设计提供平面图、断面图,为材料配置提供基础数据;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。三是检验工程实施结果,主要是工程完工和验收的测量工作。
2、内容。整个通信管线工程测量工作内容包括:(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、地形地质以及控制点等有关资料;(2)根据工程要求,结合现场勘察,在比例尺图上确定规划路线路由走向,标注周边参考物等初步设计;(3)根据设计方案在实地标出管线路由的基本走向,沿着基本走向进行控制测量、标注,包括平面控制测量和高程控制测量,并由此计算出工程材料用量;(4)根据设计图纸进行实地施工测量,其中对管线工程的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;(5)工程竣工后,按照工程实际现状测绘竣工平面图,为竣工资料提供精准数据。
四、通信管线工程中测量中常使用设备工具、常见技术
1、常使用工具。可根据不同的勘测任务准备不同的工具,涉及测量常使用的工具有:皮尺、绳尺、卷尺、激光测距仪、滚轮式测距仪、罗盘仪、水准仪、全站仪(综合管廊)、GPS定位仪等。
2、常见技术。(1)传统普通测量技术。主要指使用皮尺、绳尺、卷尺、滚轮式测距仪等传统的人工测量丈量技术;(2)水准仪测量技术。水准仪测量是通过测量水平视线上两点间高差的几何原理来予以实现的,水准测量是目前高程测量手段中精度最高的一种测量方法,其需要通过仪器的安置、粗平、瞄准、精平、读数五个步骤来予以完成,具有操作便捷简单、测量效率高、数据直观精准等优点。水准测量的人工参与因素较多,因此测量需严格按照水准测量操作的规程予以进行,使用的仪器也必须经过有关部门校核,并在使用之前对精度进行校验,每相邻两个水准点还需进行闭合测量。此外,对于加密的水准点要进行闭合和复核,且应做好详细的记录,以备后期数据的校正与处理。由于水准仪测量实施过程中对地面的水平角度要求较高,难以实现对复杂地形的勘测与施工测量,再加上现代测量技术的不断发展,水准仪便逐渐作为全站仪、GPS等测量技术的辅助设备,并配备测微器、水准尺等精度配套仪器,在实现GPS确定工程平面位置的基础上,利用水准仪加测微器将高程从控制点导出,从而实现对工程控制点及放线更加精准的测量;(3)遥感航拍技术。遥感技术被广泛应用于当前通信工程测量技术中,能够从比较远、比较高的位置获得准确的地理数据,得到的数据是比较可靠有效的。除此之外,遥感航拍技术的抗干扰性很强,不受气候等条件的干扰,为工程测量带来了有利条件;(4)GPS技术。GPS测量技术在工程测绘中的应用,从过去的静态测量逐步转变为RTK测量,进一步提高了工程测量三维坐标的精准度与有效性。目前,GPS测量技术以载波相位观测为基础,应用2台或多台设备接收信号,以GPS测量中的已知坐标为基准站,其余信号接收设备作为移动站点。2台或多台设备能够同时完成5颗甚至更多卫星的追踪工作,之后测量人员只需要借助电台就能知道观测点的具体坐标与数据,将这些数据传送给移动设备。此过程中的移动设备能够根据自身所得观测数据应用组成差分观测值方式获取观测点的三维坐标。GPS技术能够很好地取代传统导线法的测量方式,拥有定位精度高、观测速度快、布网灵活的优势,能够有效提高了测量效率;(5)地图数字化技术。地图数字化技术常常是和地理信息系统紧密关联的,在实际的应用工程中,它的运作原理是依靠信息系统将纸质化的资料转变成数字化资料,利用计算机分析切实提高通信管线工程测量的效率。地图数字化技术的核心在于数字化设备的转变。跟踪数字化和扫描矢量化是比较常见的两种数字化设备转变的方式,他们的应用情形不尽相同,需要根据通信管线工程测量的实际情况确定选择哪一种。
五、工程测量技术在通信管线的应用
鉴于通信管线工程测量的特殊性,工程测量技术在通信管线工程的应用,主要体现在如何使用测量方法为通信管线工程建设服务,而目前通信管线的工程测量方法大都采用传统的人工操作。
1、测量前的准备。根据测量的规模和难度,配备相应的人员,并明确人员分工,定制日程进度表,现阶段通信工程勘察和测量是同时进行的。
2、测量分工及主要工作内容。一般管线工程测量可分为测距和测绘,主要是在选择并确定管线路由的情况下,对路由的长度、高程进行测量,标出路由主要参照物,登记路由障碍和处理方法,现场测绘草图,整理后制成CAD图纸,并统计光电缆长度、工作量等作为施工图纸。
3、杆线的测量。杆线是通信管线工程的主要敷设方式之一,是将光(电)缆加挂在距地面有一定高度电杆上的一种线路建设方式。一般而言,直线杆间距以50米左右为宜,如遇角杆则按实际情况前后移动电杆位置,以方便打拉线。特殊情况,如遇铁路、国道、河流、工厂大门等可视实际情况而定,杆距过大时应有加固措施。杆线测量主要是在清楚中继段A端和B端的情况下,结合实际路由选择,测量由A端至B端每个电杆杆档的距离。常见的测量方法是,用皮尺、绳尺、激光测距仪等进行实地测量定杆位,或采用粗略估算法,利用三点一线原理采用人工瞄准初步测量,工程完工再用测距仪或皮尺、绳尺测量确定真实的杆间距离。
除了直线电杆间距的测量,还有角杆拉线的测量。杆线路由于受地形限制,线路在转弯时, 导线会形成一定的角度,导线对角杆产生一定的拉力,因此必须根据不同的角度,装设不同方式的拉线或撑杆来加固转角杆。对于撑杆,其支撑力的方向在线路张力的同侧,也就是角杆拉线的反方向。拉线有角杆、顶头(终端拉线)、双方(抗风拉线)、三方(跨越杆拉线)、四方(防凌拉线)、V字和多层拉线等多种。拉线地锚出土处至电杆根部的距离叫拉距,杆上拉线的捆缚处与地面垂直距离叫拉高,拉距和拉高一般应相等,在受地形限制时候,角杆拉线、双方拉线、三方拉线、四方拉线的拉距最大不得大于拉高5/4,最小不得小于3/4。角杆拉线位于线路张力反侧的角平分线上,其测量方法是:在AB和AC直线上,分别量取任意相等长度,使得AE=AF,然后将皮尺拉出3~4倍于AE的长度,两端分别固定在E、F点上,拉紧皮尺中间得D点,在依AD直线量出拉距,即A杆的拉线位置,详见示意图一。
对于双方拉线(抗风)、四方拉线的测量方法是:在AC直线上的B杆处,按测直角方法测得双方拉线的位置F、G,然后在AB、BC直线档内量出拉距得D、E, 这时D、E、F、G即为四方拉线位置,详见示意图二。对于三方拉线的测量方法是:先在B杆的张力反侧,量出第一拉距BD,用皮尺由B杆顺线路方向量出任意长度至C点, 再将2倍位于BD的皮尺两端固定在B、C点上,把中点分别左右拉直得E、F,这时BD、 BF、BE即为三方拉线方向。详见示意图三。
4、直埋线路的测量。直埋是直接把光(电)缆经过外加保护后埋在地下的一种地下敷设方式,长途骨干光缆采用这种敷设方式较多。对于直埋线路的测量,一般采用皮尺、滚轮式测距仪来进行实地测量。
5、新建管道的测量。对于新建通信管道的测量,就是对管道经过的地面进行标识,在两个管井之间实施平面直线距离的测量,直线距离的测量一般采用皮尺和全站仪。开挖后的管沟,则一般用皮尺、卷尺测量。对于综合管道类的新建项目,有时还往往进行高程测量,这就需要用到全站仪来测量。另外,每个管井都要采用GPS进行管井坐标的测量标识,勘察和测量工作完成后,还要进行工程CAD绘图,并在图纸上标注管井所处地位置的经纬度。
六、通信管线工程测量数字化发展趋势
我国现今对通信管线工程进行测量,大都采用传统的测量方法,这些仪器和方法操作的过程虽然难度不大,但需要消耗大量的人力去完成。测量过程中,需要测量人员进行及时记录,并且对所获得数据进行复杂的汇总计算,完成测量结果的精度仍有限,无法与现代测量技术相比拟。现代测量仪器使传统的记录和计算工作全部交给了仪器和计算机去完成,在测量的过程中自动对数据进行记录,并且可以根据需要选择在测量过程中或测量结束后上传至计算机,利用计算机完成整个数据的计算工作,这种测量方式有效地减少了测量人员的基础性工作,有效地提高了整体测量工作的效率。因此,通信管线工程测量朝数字化发展已经成为发展趋势,主要体现在:
1、数字化地图。随着数字化技术在各领域得到了应用,数字化地图技术也出现了。数字化地图的制作是一项非常艰巨的过程,需要测量技术人员在实地利用数字化测量仪器获取数据, 将所获得的数据输入计算机相关软件中,并将其制作成数字化地图。例如,测量技术人员可以利用数字化地图扫描仪对现有的传统纸质地图进行扫描,依靠地图的比例尺、地图信息等,经过软件处理从而完成数字化地图生成,整个过程是利用计算机和软件自动完成的,再通过相应的地图绘制设备将数字化地图重新绘制完成 。这种方法比传统的数字化地图制作更加快速高效,但是对原地图的要求较高。
2、数字化成图。传统的制图方法主要是依靠人工对各条线路进行测量,将各方面数据进行汇总后,按照相关的比例进行缩小,最终完成一定比例尺的地图。这种制图方法需要测量人员深入到各种野外的环境中进行工作,在复杂的环境中测得的数据非常容易出现偏差,从而导致成图的过程较为缓慢,而且质量不够理想【3】。例如使用全站仪这种先进的测量仪器进行实际测量,能够明显提高测量的精度,并能够随时记录测量的信息,减少了许多测量人员的工作量,提高了测量信息的搜集效率。另外,目前的成图软件十分成熟,可以利用当前的信息资料,输入到计算机中,利用软件对地图进行绘制,可以减少大量的人工测量绘制过程 ,并且可以获得准确的高精度地图。
七、结语
总之,工程测量技术的有效运用与否,直接关系到通信管线工程的建设质量,还有工程安全、实施成本等,是工程勘察测量中不可忽视的环节,必须引起各个通信建设企业的正确认识。因此,要想让通信管线工程建设实现质量和速度的提升,减少工程建设实施成本,就要加强对通信管线工程测量技术的研究。
【参考文献】:
[1]王丽颖.试析电力通信网中通信电源故障与维护策略[J].黑龙江科技信息.2014(31)
[2] 赵波.管道施工放线技术[J]. 技术与市场.2011(08)
[3] 吴强.线路工程测量中数字化测量技术的运用[J].技术与市场.2013(10)
[4]作者简介:韦林昌,男,广西河池人,本科,高级工程师,专业能力精通,专注研究通信工程勘察设计、工程测量、项目统筹主持、技术支撑等,现任公司副总经理、企业技术负责人。