苏通大桥GPS-RTK技术在河床防护工程中的应用.doc

GPS-RTK技术在河床冲刷防护工程中的应用 黄文学 丁建华 熊承荣 （1.中港二航苏通大桥C1标项目部 重庆 渝中区 400010；2.苏通大桥C1标监理代表办公室 湖北 武汉 430050；3.中港二航苏通大桥C1标项目部 重庆 渝中区 400010） 摘 要：本文主要介绍GPS-RTK测量技术在苏通大桥主4墩基础冲刷防护工程中的应用，其主要应用在抛投设备定位及水下地形图测量。通过实践证明我们的测量方法与手段是科学的，能够满足水上抛投设备定位和水下地形图测量的施工要求。最终顺利、圆满的完成了苏通大桥主4墩基础冲刷防护工程的测量任务。 关键词：GPS-RTK、测量、定位、水上抛投设备、水下地形图、断面图、GPS接收机、测深仪 苏通大桥桥位区河床地质上部主要为松散的粉细砂，在水流作用下，极易启动形成冲刷。在钻孔平台钢管桩和桩基钢护筒下沉完成后，江中形成阻水结构物，加剧河床的冲刷。根据河工模型试验，桥位区一般冲刷深度2.4m～4.7m,最大冲刷深度约为17.4m～19.7m，为了确保工程的安全稳妥，对河床进行防护十分必要。 苏通大桥主4墩基础冲刷防护工程的关键工作是水上抛投设备定位及水下地形图测量。施工区远离河岸，传统测量方法已无法满足施工要求。GPS卫星定位具有全天候、精度高和远程控制的优点。目前GPS技术已广泛应用于测绘领域，GPS-RTK（Real Time Kinematic）实时动态测量技术已成功的应用在工程上，是工程测量史上的重大革命。目前国内水上抛投设备定位及水下地形图测量软件有：南方海洋施工定位、测量软件，中海达海洋施工定位、测量软件等，并且国外也有相类似的软件。其软件仅用于海洋施工定位，我们首次将这些新技术应用到河道工程上，并做了局部的改良，使其适用于河道施工。一般航道地形测图属小比例尺地形图，防护工程用的地形图需大比例尺地形图。因此精度要求高，技术难度大。在本工程中我们采取了更严格的措施来保证测图精度。 工程概述 主4＃墩基础冲刷防护范围：顺桥轴线方向总长280米，墩轴线方向总长380米；分核心区、永久保护区、护坦区三个区段（见图1）。核心区：为群桩基础及施工临时平台桩基范围，施工平台范围及周边20m。永久防护区：核心区外围桩、土共同作用所需的平面尺度，为核心区外围上下游方向40m，南北方向45m。护坦区：永久防护区外围45m的范围。防护 作者简介：黄文学 （1973- ） 男，工程师，武汉大学，本科。 丁建华 （1967- ） 男，工程师，武汉大学，本科。 熊承荣 （1976- ） 男，工程师，武汉大学，本科。 区原始河床地形为西北高（-19米）、东南低（-31米）的斜坡地形，高差为12米。 水上抛投设备定位是动态定位，要求快速准确。防护区水深、流急且受潮汐影响，抛投设备定位难度较大。水下地形图测量是反映抛投的效果，对指导施工具有重要的意义。也是抛投材料的计量资料。防护范围内河床冲刷较大且属淤泥河床，水下地形图应及时准确反映出抛投材料在河床中的变化情况。因此水上抛投设备定位及水下地形图测量是本工程的重点。 图1 冲刷防护分区平面示意图 测量设备与测量技术人员配置 2.1测量设备配置 徕佧SR530 GPS接收机（标称精度5+1ppm.D）4台； SDH-13D型精密浅水测深仪（测深精度为±0.4%.H±5cm）1台;  便携电脑2台。 2.2测量技术人员配置 测量工程师3名，测量技术员4名 2.3测量软件 中海达海洋定位、测量、成图软件1套 水上抛投设备定位 水上抛投设备定位精度要求一般达到米级精度,但防护区离岸最近点2500米，抛投设备定位是动态定位，要求灵活快速。因此常规测量方法无法满足施工要求。GPS-RTK实时动态测量技术具有实时、准确、全天候的特点。灵活运用GPS-RTK实时动态测量技术进行水上抛投设备定位是本工程的一项创举。 根据施工工艺，水上抛投设备定位分为定位船抛投模式和自由抛投模式。下面进行分别阐述。 3.1定位船抛投模式 定位船抛投模式是完成定位船定位后，抛投船只停靠定位船进行抛投。 3.1.1定位船定位原理(如图2) 图 2 定位示意图 首先建立定位船坐标系，把定位船尾边缘的中点定为坐标原点（0，0），以定位船中心线为X轴，定位船头方向为X轴正方向；X轴顺时针旋转90度为Y轴正方向。 然后在定位船甲板上选取两个GPS测量点，两个测量点的连线要平行于定位船中心线且两点要尽量的远，靠近原点的测量点为定位点，另一点为罗经点。丈量出定位点在定位船坐标系中的坐标值（x，y）。在定位船待靠抛投船只的一侧丈量一固定距离L，并做好标志，作为抛投船只的船头或船尾的停靠基准。丈量出定位船的长（A）、宽（B）和抛投船