手持GPS定位在取土场环评设计中的应用

杨经伟

(中铁二局集团公司，四川成都610031)

1 工程概况

委内瑞拉北部平原铁路Tinaco-Anaco铁路全长466.7km，设计时速220km/h，合同为EPC合同，土建三标合同段其起讫里程为K258+300～K317+300，全长59.0km。

工程包括路基土石方工程、涵洞工程、桥梁工程、路基防护及排水工程，包括客货运车站一个。

线路行进于科迪勒拉山脉、加勒比山脉与圭亚那-巴西-乌拉圭地盾间构造盆地北缘之间的过渡地带，为浅丘、平原地貌，地形较为开阔平坦，局部地段起伏不大，沿线以热带树木、天然牧场为主，人烟稀少，基本无农作物。

2 该工程测量的特点

(1)环评许可工作是取得施工许可的先决条件，环评设计的首要工作就是定位和地形测量。

(2) 工程测量精度根据设计图纸的不同阶段各异，范围广，先后采用UTM和兰伯特投影工程独立等两种坐标系统。

(3)地形复杂，热带植被丰富，各个庄园分界分明，边界铁丝网分割，不易穿越。

3 手持GPS在复杂环境中测量的优点

手持式GPS是一种体积小巧、携带方便、独立使用的全天候实时定位导航设备。尤其近年来在工程地质测绘以及中小比例尺填图中应用越来越广泛，大大地提高了测量工作的科技含量。

其标称精度一般在5～10m，由于排除了传统勘测的限制，比如两个勘测点之间不必通视，显著地提高了工作能力，使勘测员能够在恶劣气候或阳光不足的情况下持续工作。

4 利用手持GPS完成取土场环评设计

取土场环评设计包括取土场的平面位置图、路径、取土场范围图和取土场地形图等四部分内容，其中利用GarminGPS60CSx手持机可完成大部分内容(图1)。

图1 Garmin GPS60 手持机系列

4.1 坐标系统的采用

根据委内瑞拉官方对环评设计的技术规定，测量采用UTMdatumSIGAS-RAGVAN坐标系统，因此在手持GPS平面坐标系统设置中，坐标系统选择UTMUPS, 参考系采用WGS84系统。

4.2 取土场路径的确定

先根据设计的中线，每隔500m输入铁路中线信息，在GPS中以兴趣点的形式显示出来。

在取土场位置确定后，根据现有交通的情况，沿全程跑完一遍取土场路径。在线路开始时，车内打开手持GPS，全程自动记录路径并保存，自动记录点间隔可设为200m一个。

4.3 Mapsend Lite v2.0软件编辑路径

利用MapsendLitev2.0数据处理软件，从手持GPS中导入兴趣点、航迹等数据，该取土场的与中线的相对位置如图2所示。

图2 取土场与线路中线位置

由于调查期间的随机性和兴趣点的重复性，导致航路点轨迹过于稠密，来回反复等弊病，需要对调查线路的航迹进行重新编辑。

利用软件提供的兴趣点编辑功能，删除多余的兴趣点，根据轨迹的走向、位置等，重新建立该位置的航线，最后删除轨迹，得到一条清晰的航线。最后将数据文件保存为*.gpx通用格式，方便下一步多个软件的数据导入和交换。

4.4 取土场影响范围的确定

4.4.1 标记关键点、小路、湖泊、农房、河流等

根据环评设计的要求，取土场范围不能侵占自然湖泊、河流和既有建筑等，所弃土的位置不能污染河道，所以在其范围内应尽量避免占有该类资源。

利用后期处理数据，在其范围内画出一个范围，把该关键点信息通过前期的采集数据详细的反映到图中(图3)。

图3 取土场范围设计

4.4.2 编辑取土场范围

GoogleEarth软件实时取景，编辑取土场范围。

选定的取土场在一定范围内适用，但对于整个农场，区域等生态系统的影响还需进一步的验证。通过GoogleEarth的地形图定位功能可实现这一目标。把.gpx通用格式的文件导入GoogleEarth中，全面的考察该范围内的河流、湖泊和植被等生态系统，图中深色范围即为湖泊，黑色为植被。进行进一步的修正，最后通过路径的转换，以Excel的格式导入AUTOCAD中，至此取土场的设计范围初步完成(图4)。

图4 取土场在Google Earth中的范围 (黑色部分为湖泊)

4.5 测量取土场地形

手持GPS和RTK等系统联合测量取土场地形。

利用手持GPS确定的范围、路径和方位等参数，结合工程测量GPSRTK系统，精度可达±2cm，可以方便迅速地对取土场范围的地形进行测量，从而更进一步修正和验证手持测量的精度以及详细的地上物确认和定位等，从而完成取土场的地形最后测量设计。

4.6 绘制取土场地形

数据处理Excel软件编辑格式，导入AutoCAD绘制地形位置。

利用Maptrack软件的航点航线导出功能，把该路径导出为Excel数据格式(.xls)。其坐标为纬度和经度格式(n0,w0)格式，利用Excel文本函数功能把经纬度转换为UTM坐标。其中UTM的在Excel中格式设置为为逗号间隔的格式(x&”,”&y)。

利用Autocad的PLine命令，从上述的Excel中转换的UTM坐标复制和粘贴，可迅速画出该设计的路径和地形范围如图5。至此，取土场的环评设计大致完成。

图5 取土场最终设计范围地形

5 施工中的体会

5.1 统一数据格式对整个过程的影响

由于GoogleEarth5.0以后的软件，只有.gpx数据格式才能识别，所以在GPS数据导出格式上，要为EXCEL、AUTOCAD、GoogleEarth等软件提供统一的数据接口尤为关键。过程中利用Maptrack软件，实现了.gpx数据格式到Excel数据的中间转化，解决了经纬度到UTM坐标的转换，巧妙地运用了AUTOCAD的PL命令的数据输入格式，完成了电子表格到AUTOCAD绘图的直接输入，以及最终地形范围在实时取景软件GoogleEarth的地形图显示，一切数据接口就是.gpx统一格式。过程中也曾尝试.gpx直接导出为AUTOCAD形文件(.shx)，但此方法包含无关兴趣点、航迹和航线等太多，不能根据需要选择，反而复杂。

5.2 关键数据库的作用

手持GPS为该工程建立的中线、水文、地上附属物等关 土输送车搅拌罐等约需0.2m3左右的砂浆。因此泵送前一定要计算好砂浆的用量。

(2)砂浆配合比：砂浆的配合比也很关键。当管道长度小于150m时，用1∶2的水泥砂浆；当管道长度大于150m时，用1∶1的水泥砂浆，水泥用量太少也会造成堵管。

7 结束语

通过以上对泵送混凝土施工预防堵管(泵)常见的几种现象及原因分析，提出了相应的预防措施。尽管引起泵送混凝土堵管的因素或环节很多，既有施工组织、施工管理方面的因素，也有施工人员、混凝土材料及泵机的因素，还有施工环境等方面的因素，相信只要施工人员认真对待并重视每一个因素/环节，预防泵送混凝土堵管，并不是一件很难做到的事情。

[1]JGJ/T10-2011 混凝土泵送施工技术规程[S]

[2]GB50164-2011 混凝土质量控制标准[S]

[3]GB50666-2011混凝土结构工程施工规范[S]

[4] 叶宏志.泵送混凝土堵管原因分析及控制措施[J].山西建筑，2010，(7)