论施工放样方法

王三兵

（山西晋城路桥建设有限公司，山西 晋城 048000）

工程放样工作是在现场确定构造物在平面或椭球面的三维位置，可归结为在地面上测设出点的坐标和高程两个问题。

1 传统放样

在传统的工程放样中，经纬仪的度盘读数是从仪器中读出来的，放样方法通常采用极坐标法，用经纬仪进行水平角和竖直角的角度测量、用经纬仪进行定线和用皮尺或钢尺进行量距，进而测设出点位，最后用水准仪、塔尺等工具测设出高程。通常，测设点的坐标和高程是分开进行的。测设点位的常用方法有：直角坐标法、极坐标法、角度交会法和距离交会法等。高程放样最常用的是水准测量。

在传统的工程放样中，圆曲线和缓和曲线的放样最为繁杂，我国多采用螺旋线作为缓和曲线，测设方法多采用切线支距法和偏角法。这些方法容易产生累积误差，为了消除这些误差，往往需要多次测量进行分配误差，不但浪费了工时，而且精度不高，效率也低。

2 全站仪放样

随着高精度测量距离仪器的出现，发展到可以直接安置到传统经纬仪上面的光电测距仪，这种装置称“半站仪”，从而实现了同时测角和量距的任务，再结合计算器可即时计算高差和所测设点的坐标，也可以进行设计点的放样。放样方法通常采用坐标放样，有直角坐标法和极坐标法。这一放样阶段最大的特点就是度盘读数、距离等是直接显示在仪器的显示屏上，能够直接测出距离，使得测距效率高、精度高和测程远，直接获取放样点的坐标就可以进行反算出实际点位与设计点位的差值。这在隧道的开挖和路基边坡的开挖中应用最好，实时测出它是超挖还是欠挖，还可以计算该点在线路中的里程和偏置。下面是结合CASIOfx4850计算器的里程偏距正反算程序，说明平曲线的放样步骤：首先将仪器置于控制点上；然后测出前视点坐标，把测出的坐标输入计算器中，可反算出该点距线路中线的偏距和该点在中线上的正投影点的里程值；还可以根据此进行放出整桩号和整的偏置，最后根据所要放样点对中线的偏距和里程并结合现场情况，确定前视点需要前后左右移动的距离，再次安置前视点，直至精确放出前视点。

随着光电技术和计算机的发展，电子测距仪即全站仪（Total Station）的迅速发展取代了传统的光学经纬仪，从而大大提高了测量距离的精度。计算机的使用为放样数据的求取精度和求取工序做出了极大的贡献，全站仪则在具体的放样工作中简化了放样工作程序。现在各大厂商生产的全站仪，如徕卡、索佳、尼康、拓普康、捷创力天宝都配备有施工放样模式，使用方法简单易懂，下面简述捷创力天宝600全站仪的放样步骤：

2.1 放样准备

（1）选择、录入放样数据文件。①即设计图纸中各段线元要素起点的坐标、切线方位角、桩号、长度、线元起点和终点的曲率半径和偏置方向，可进行计算设计路线范围内平面的任何点位坐标，也可进行反算测量点距线路中线的偏距和该点在中线上的正投影点的里程。②可录入经常使用的坐标如每个桥位桩基中心点的坐标和每个涵洞基础边缘点的坐标等。

（2）选择、录入坐标数据文件。可进行测站坐标数据及后视坐标数据的调用，即施工控制点导线点坐标

（3）设置仪器：①选择水平角显示方式：选择左角或右角；②仪器参数的设置：如大气压和温度、棱镜常数、倾角自动补偿、测距模式（如精测、粗测或跟踪测量）和测量次数。

（4）置测站点，输入测站点坐标、仪器高和棱镜高。

（5）置后视点，输入后视点坐标，仪器可算出方位角，瞄准后视进行方位角的设置。

2.2 实施放样

实施放样有3种方法可供选择，都可快速进行放样。

（1）通过点号调用内存中的坐标值，如桥梁桩基中心点和基础边缘点坐标即可采用此方法。

（2）直接键入坐标值，放样的点位较少的可采用此方法。（3）输入里程桩号和偏置，路基的放样即采用此方法。

3 RTK-GPS放样

从传统的放样方法发展到全站仪放样方法，放样工序简化了，精度提高了，但是这两种方法都必须要求通视，而且要在待放样的点上架置棱镜。由于工地现场环境的复杂性，例如：堆料、施工机械、高差和场地等因素的影响，降低了劳动效率，而且放样一个设计点往往需要来回移动目标，需2~3人参加操作。RTK（Real Time Kinematic）技术是实时处理两个测站载波相位观测的差分方法，即是将基准站采集的载波相位传给移动站进行求差解算坐标。RTK技术的出现使施工放样有了突破性的发展，不但克服了传统放样法和坐标放样法的缺点，而且具有操作简便、观测时间短、定位精度高、无需通视、现场给出精确三维坐标并能实时放样出三维坐标和全天候作业等优点。GPS接收机只要1min~3min就能进入RTK工作状态，在此状态下10 s内即可得到厘米级的点位精度。以华测X90双频RTK-GPS为例，简单介绍RTK放样作业流程：

（1）设置基准站和移动站：在任意点上架设接收机和天线，同时架设移动站的接收机和手薄，打开基准站和移动站的接收机和电台，在RECON终端手薄上将室内设置的参数（坐标系统）读入GPS接收机，选择配置集，基准站GPS接收机通过转换参数将相应坐标转换为BEIJING-54坐标，同时连续接收所有可视GPS卫星信号，并通过电台或GPRS将其测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态发射出去，待电台指示灯显示发出通讯信号后移动站即可开展工作，他们启动后在手薄上输入控制点的准确的相应坐标和高程，在控制点上测量该控制点的坐标，然后进行重设当地坐标。

（2）移动站工作：移动站接收机在跟踪GPS卫星信号的同时也接收来自基准站的数据，进行处理获得移动站的三维WGS-84坐标，最后通过与基准站相同的坐标转换参数将实测坐标转换为相应坐标，并实时显示在移动站的RECON终端手薄上，接收机可将实时位置与设计值相比较，指导放样的正确位置。

RTK技术特别适合道路、桥梁和隧道等大批量设计点位的放样工作，尤其是道路边桩、征地线等放样。无需沿途布设图根控制点，极大地降低劳动作业强度，从而减少野外砍伐工作量和施工控制网的布设密度，提高作业效率，一般GPS测量作业效率为常规测量方法的3倍以上，节约经费。由于其无需通视和可以单人作业更显示出其优越性。GPS高精度高程测量是GPS测量应用的又一领域，华测公司的HCX90一体化蓝牙RTK-GPS系统，RTK水平精度可达±（10+1*10^-6*D）mm；RTK垂直精度可达±（20+1*10^-6*D）mm；最大工作距离28 km，在10 km范围内为最佳状态。

3 结束语

随着仪器不断更新、改进和计算机的处理数据的广泛应用，施工放样工作越来越简化，精度也越来越高。人们可以根据实际采用不同的放样方式。对一些放样点数少，又有相关地物点能保证精度的，可采用传统的方法；对于精度要求高的，如隧道、桥梁等要采用全站仪和水准仪进行坐标和高程放样；RTK-GPS在道路放样方面突显优势，一套基准站可配多套流动站同时工作。几种方法亦可以结合使用，例如利用RTK-GPS进行导线点的测量和加密，用全站仪进行放样。

总之，现在的工程施工要求满足更多的技术指标，放样的技术也就和仪器的发展以及处理数据的新方法密切联系，每一种方法都有优点和使用的范围，灵活的应用可以提高生产效率。在放样中，工作人员还要认真做好数据的分析工作，不断地积累和探讨在精度范围内的放样经验，以精确、快速、实用为标准，满足以后不断进步的施工技术需要。