张邵贺 周卫军 石成岗
(中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司 陕西西安 710054)
工程测量是国家工程建设领域最基础、最核心的内容之一,也是建立测绘地理信息基础框架的主要技术手段之一。《工程测量标准》基于测绘学和工程测量学的理论基础、实践经验及研究成果总结编写而成,是我国工程建设领域的强制性国家标准,是工程测量技术人员的核心技术准则,同时也体现了工程测量体系的传承与发展。
GB 50026—2007《工程测量规范》发布执行至今,它所规定的各项技术要求和精度指标在工程实践过程中得到了不同程度的验证和检验,且在工程测量行业得到了广泛认可和迅速普及,在工程建设领域中发挥了至关重要的作用。受当时技术理论限制和实践不足等诸多因素的影响,在操作要求和技术指标等方面局限于当时的测量技术水平。随着测绘科学技术、人工智能和国民经济的飞速发展,以及新技术新理论新方法的日臻完善,GB 50026—2007《工程测量规范》在很多方面已难以满足当前工程测量的需求,同时,为了与其他已修订的、涉及工程测量的相关标准保持协调,对《工程测量规范》进行修订。此次依据目前的技术水平和研究成果,对原标准条文中存在的不足进行补充和修订。
2020版《工程测量标准》在修订过程中总结了当前国内外工程测量的最新研究成果和实践经验,体现了工程测量仪器设备和技术方法的应用特点,同时与其他相关国家标准保持了良好的协调性,具有较强的先进性、适用性、指导性和可操作性。
修订的《工程测量标准》更加注重工程测量本身所具有的特色,内容全面,层次清晰,方法规范,技术指标科学合理。对规范工程测量作业、保障工程测量成果质量和促进工程测量发展具有重要意义。
2020年11月10日,住房和城乡建设部和国家市场监督管理总局联合发布了修订后的标准,名称更改为GB 50026—2020《工程测量标准》,于2021年6月1日起正式实施。为了更好地理解和使用该标准,本文对GB 50026—2020《工程测量标准》的修订原则及修订内容进行说明,在后续的文章中还会对技术指标的修订等内容进行说明。
GB 50026—2020《工程测量标准》是工程建设领域的一部通用性国家标准,也是一部经典的基础技术规范,属强制性国家标准。《工程测量标准》在修订过程中主要体现了原则性、通用性、协调性和指导性的技术要求,其与其他相关国家标准、行业标准和地方标准的关系如图1所示。
图1 《工程测量标准》与相关标准的关系Fig.1 Relationship between Standard for Engineering Surveying and Related Standards
GB 50026—2020《工程测量标准》是在GB 50026—2007《工程测量规范》总体框架的基础上进行修订的,修订原则为:
1.2.1 先进性
标准修订过程中,在收集和总结、分析国内外工程测量资料的基础上,借鉴相关国家标准和高校研究成果,在关注现代测绘科学技术发展动向的同时,更加注重工程测量本身所具有的特色,积极吸纳成熟的工程测量新技术、新理论和新方法,充分体现工程测量的发展水平和发展方向。
1.2.2 适用性和协调性
《工程测量标准》此次修订以体现原则性规定为主,保证标准条文内容详略得当,强调标准整体结构和框架编排,确保条文用词准确、层次清晰、内容全面、指标严谨及表述恰当,同时结合专家意见进一步增强条文的可靠性和可操作性。所规定的主要技术要求和精度指标既要满足工程测量的需要,又要与测绘法律法规、其他有关部门规章和现行国家标准保持良好的衔接。
1.2.3 指导性和前瞻性
为适应工程测量发展的需要,此次修订进行了广泛的意见征求,认真汲取了工程测量单位和其他行业的有益经验,对新兴但有待完善的测绘技术应用只作定性要求不作定量要求,为后续标准的更新奠定基础,对工程测量的发展起到规范和指导作用。
本次修订的主要内容包括:
1)首次将卫星定位动态控制测量作为平面控制测量的方法用于一二级控制网的建立;将自由设站测量用于各等级控制网的加密测量或变形监测网的加密测量;提出卫星定位高程测量的概念,并将其应用于五等高程控制测量中。
需要强调的是,本次修订的指标体系仍沿用GB 50026—2007《工程测量规范》,即等级控制网采用自高向低的划分方法,等次要高于级次,末等之后才是级次。这样规定的目的是为了避免工程建设领域中一些行业标准和技术文件制修订与编写中出现对等级的应用混乱,便于明确不同的作业方法所适用的平面控制网的等级范围。卫星定位测量控制网精度等级划分与传统的三角形网(三角网、三边网、边角网)精度等级划分方法相同,依次为二、三、四等和一、二级。导线及导线网精度等级的划分不变,依次为三、四等和一、二、三级。变形监测的精度等级,按变形观测点的水平位移点位中误差、垂直位移的高程中误差或相邻变形观测点的高差中误差的大小划分为4个等级,一等适用于高精度变形监测项目,二、三等适用于中等精度变形监测项目,四等适用于低精度的变形监测项目。
综合考虑点位精度、相对精度和可靠性,将卫星定位动态控制测量的精度定位于“级”次,其点位间距与相对精度指标仍沿用GB 50026—2007《工程测量规范》的精度序列规定并参考导线等级的要求确定。根据边长越短相对精度越低的特点,点位间距特指最小间距,与导线平均边长的含义不同。
自由设站控制测量适用于各等级控制网的同精度加密,是对卫星定位测量、导线测量和三角测量方法的补充。自由设站控制测量点位选取更加灵活方便,既克服了测角交会存在危险圆的问题,又弥补了测边交会精度的不足,在工程测量中较为实用。除控制点加密外,自由设站控制测量方法还可用于坐标传递或变形监测的基准传递。
2)增加了地面三维激光扫描、移动测量系统、低空数字摄影、机载激光雷达扫描和多波束水域测深系统等数字测图方法,以及数字正射影像和数字三维模型的技术要求。其中,地面三维激光扫描测图适用于相对开阔且地理要素较全的地形测绘,以及建筑物立面、道路纵横断面、边坡防护及隧道断面等反映三维空间信息的工程测量,不适宜密集房屋、树木区域的地形测量和小比例尺地形测绘。因此,本标准将地面三维激光扫描仪测图比例尺限定为1∶500和1∶1 000。地面三维激光扫描也可用于沉陷、挠度、倾斜、滑坡和隧道收敛等变形监测,但由于该技术不具备高精度单点测量特点,所以限定用于四等垂直位移监测和三等、四等水平位移监测,且要求测量时采用强制对中装置。
3)将原架空送电线路概念修订为架空输电线路,同时增加了输电线路的交叉跨越和平断面测量等内容;将原地下管线调查修订为地下管线探查,并增加了管线要素分类与代码的规定。
4)增加了核电厂施工测量和综合管廊施工测量的相关内容。需要说明的是,核电厂的首级控制网为初级网,是将国家或地方坐标系统和高程基准引入厂区内,作为厂区地形图测绘、总平面规划设计、工程地质勘察和次级控制网建立的基础。次级网是为满足核岛、常规岛和各子项精密工程的施工放样,设备安装、调试和竣工测量而提供统一完整的精密控制基础而布设的控制网,因此,要求其相对精度要高于初级网。微网是布设在单体厂房内部的工程测量控制网,作为厂房内部施工测量定线、放线,设备安装和校核的基准。
5)增加核电厂变形监测和变形监测信息系统的相关内容。近年来,变形监测数据获取和处理的自动化程度不断提高,一些大型的重要工程均安装了自动化监测系统。自动化监测系统虽然能够获得连续且大量的实时监测数据,但人工处理数据费时费力,需要建立具备数据处理、数据管理、数据分析、三维可视化及监测预警管理等功能的监测信息系统。变形监测信息系统的建立对实现变形监测数据的记录、处理、分析、预警和管理的一体化,以及信息资源的共享与应用具有重要作用。
6)删除了平板测图、数字地形图的编辑处理和纸质地形图的绘制等内容,以及方向观测法度盘和测微器位置变换的计算公式等,简化了度盘配置要求。
7)依据住房和城乡建设部要求及强制性条文审批管理办法,将直接涉及国家版图、公共利益、工程质量安全和人身健康等方面的条文共计7条(第5.1.10条、第5.3.51条、第5.7.5条、第7.1.8条、第7.5.14条、第8.7.15条和第10.1.10条)列为强制性条文。
在这些强制性条文中,第5.1.10条、第7.1.8条、第7.5.14条、第10.1.10条分别与GB 50026—2007《工程测量规范》中的第5.3.43条、第7.1.7条、第7.5.6条、第10.1.10条的内容表述、注意事项和制定原则基本一致,在此不再赘述。
对于第5.3.51条,随着低空无人飞行器的发展与在生产单位的配备,轻型或无人飞行器低空数字摄影已大量应用于工程测量,但在作业时却忽略了相应的安全应急预案,若发生失控或坠机等危险情况,会严重威胁地面人员的生命财产安全。因此,必须制定安全应急预案,且严格遵守国家对低空空域使用管理的规定。一旦发生危险情况,必须立即启动安全应急预案。
对于第5.7.5条,由于水上作业具有一定的不可预见性和潜在危险性,当在水下环境复杂的区域作业时,必须对潜在的危险有所把握,并做好安全应急措施,切实保障作业人员的生命财产安全。
对于第8.7.15条,由于井巷隧道存在易燃、易爆等危险因素,所以,不能使用常规的电子测量仪器,必须使用防爆型测量仪器,并采取安全可靠且有效的保护措施。必要时,须要求相关安全人员一同前往配合作业。
修订后的GB 50026—2020《工程测量标准》包括10 个章节:总则,术语、符号和缩略语,平面控制测量,高程控制测量,地形测量,线路测量,地下管线测量,施工测量,竣工总图的编绘与实测以及变形监测,还包括附录A 精度要求较高工程的中误差评定方法,附录B 平面控制点标志及标石的埋设规格,附录C 高程控制点标志及标石的埋设规格,附录D 建筑方格网点标石规格及埋设,附录E 建(构)筑物主体倾斜率和按差异沉降推算主体倾斜值计算公式,附录F 基础相对倾斜值和基础绕度计算公式。
GB 50026—2020《工程测量标准》修订过程中,结合理论基础、实践经验、研究成果以及其他有关国家标准等,对新技术、新理论和新方法进行阶段性全面总结,较好地反映了当前工程测量发展和生产实践的情况,充分考虑了工程测量现状及发展趋势的需求,既有传统工程测量技术的继承,又有工程实践经验的总结。
修订后的《工程测量标准》不仅反映了当前工程测量的技术水平,又与其他国家标准保持了协调统一,标准的先进性、适用性和协调性得到进一步增强,为工程测量的发展起到了指导作用,对工程测量技术的提高起到了规范和支撑作用。