引言：公路工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，其施工质量直接关系到国家的经济发展与人民生活的便利性。在公路工程施工过程中，测量与监测工作是确保工程质量、安全及进度的关键环节。随着科技的进步，测量与监测技术不断革新，从传统的手工测量到现代的自动化、智能化监测，不仅提高了工作效率，还实现了数据的实时传输与分析，为施工决策提供了强有力的支持。
一、公路工程施工测量的基本概念与重要性
公路工程施工测量是指利用测量仪器和方法，按照设计要求，在施工现场进行地形测量、控制测量、施工放样等工作，以确保工程按照设计标准准确实施。测量工作的准确性直接影响到工程的几何尺寸、位置关系及高程控制，是确保工程质量的基础。
二、测量技术在公路工程施工中的应用
1.GPS技术
全球定位系统（GPS）以其卓越的高精度、无时无刻的全天候服务及自动化数据处理能力，在公路工程测量领域展现出广泛且深远的影响。GPS技术不仅用于构建精确的施工控制网，确保工程设计与实地的无缝对接，还广泛应用于施工放样，通过快速定位和三维坐标转换，大大提升了放样速度和准确性。此外，GPS在施工机械管理中发挥着关键作用，实时追踪设备位置，优化设备调度，提高施工效率。同时，结合现代传感器技术，GPS还能辅助监测地基沉降和边坡稳定性，预防潜在的安全风险，从而全面提升公路工程施工的安全性和效率。
2.全站仪技术
全站仪作为一种先进的测量设备，集成电子测距、电子测角与数据处理技术（如图1所示），以高速度与高精度为核心优势。在公路工程施工中，全站仪扮演着不可或缺的角色。它不仅用于高效率地进行地形测绘，精确描绘地表特征，确保设计与实地的一致性，还广泛应用于断面测量，准确评估坡度、曲线等关键参数。此外，全站仪在控制测量中发挥着关键作用，建立精准的测量控制网，保证工程各部分的定位精度。同时，其在施工放样中的应用，简化了传统放样流程，通过快速生成三维坐标，辅助施工人员准确放置构筑物，显著提升了工程的施工效率和质量。全站仪的多功能性与高效率，使其成为现代公路建设中不可或缺的测量工具。
3.激光测量技术
激光测距仪与激光扫描仪等激光测量设备，以其独特优势在公路工程测量领域扮演着至关重要的角色。这些设备凭借非接触式操作，保证了测量过程的安全性，避免了对脆弱或敏感结构的潜在损害。高精度特性确保了数据的可靠性，无论是测量复杂地形下的道路断面，还是对桥梁、隧道等关键结构的精细测绘，都能提供毫米级的精确度。同时，激光测量技术的高效性显著提高了测量速度，减少了现场作业时间，从而优化了施工进度。此外，通过实时监测结构物的微小变形，激光测量技术能及时预警潜在的安全风险，为决策者提供关键信息，有效防止事故的发生，保障公路工程的稳定与安全[1]。
图 1全站仪示意图
三、施工监测技术在公路工程中的应用
1.变形监测
通过科学布设的变形监测点，运用高精度的传感器设备，持续性地进行周期性观测，记录并分析结构物在施工过程中的微小位移、变形和应变数据。这一过程不仅涉及几何形态的变化，还涵盖了材料性能和荷载效应的综合评估，旨在全面掌握结构物的动态稳定性。变形监测犹如一双无形的眼睛，实时监控工程的“健康状况”，能预警潜在的结构失效风险，从而采取针对性的加固或调整措施，有效预防安全事故发生，保障施工过程的安全与顺利。同时，通过对比分析监测数据，可优化施工方案，提升工程的耐久性和可靠性，确保公路工程的长期稳定运行。
2.应力监测
利用高灵敏度应变计和压力盒等先进传感器，对结构物内部的应力分布进行精细化实时监测。这些监测数据深度揭示了结构在不同工况下的受力特征，为施工过程中可能出现的荷载变化提供了直观的量化指标。通过对应力监测数据的深入分析，工程师能够准确评估结构物的承载能力、疲劳状态及潜在的应力集中区域，从而及时优化设计参数，调整施工方法，确保工程的安全性和耐久性。此外，应力监测结果还为预测结构性能演变提供了重要依据，有助于预防性维护策略的制定，降低未来运营阶段的维护成本，全面提升公路工程的经济效益与社会效益。
3.环境监测
公路工程施工对环境产生的影响深远，涵盖了噪声污染、振动扰动、水质变化和空气质量恶化等多个方面。环境监测作为保障生态环境安全的重要手段，其细致入微的工作内容不容忽视。噪声监测通过设置噪声检测仪，实时记录施工活动产生的声级，以控制在允许范围内，减少对周边居民生活的干扰。振动监测通过对地面和建筑物的振动频率和振幅进行测量，评估并控制施工活动对周边建筑结构稳定性的影响，防止潜在的安全隐患。水质监测涉及对施工区域内及周边水源的持续监控，包括检测pH值、化学需氧量、悬浮固体等指标，确保施工废水得到妥善处理，防止水体污染。同时，通过雨水径流管理和污水处理设施的优化，降低施工活动对地下水及地表水环境的破坏。空气质量监测则关注施工现场的扬尘、有害气体排放等，通过设置空气质量监测站，实时监测PM2.5、PM10、二氧化硫、氮氧化物等污染物浓度，采取有效降尘措施，减少大气污染。此外，合理规划施工时间，避免在高污染天气条件下作业，以减轻对周边空气质量的影响。环境监测数据的收集和分析，为制定科学的环保措施和应急预案提供了依据，有助于施工过程中环境影响的最小化，实现绿色施工，保障人与自然和谐共生，促进可持续发展。
图 2公路测量现场图
四、实践案例与成效分析
以某高速公路建设项目为例，该项目充分展示了现代测量技术在施工过程中的巨大潜力。GPS与全站仪的集成应用，不仅在地形测绘和施工放样中展现出高效率与精确性，还通过建立精准的控制网，确保了工程设计与实际施工的无缝对接。全站仪的三维测量功能在复杂地形的断面分析中尤为突出，而GPS的实时定位功能则在设备调度与安全管理上发挥了关键作用，有效提高了施工效率。在监测体系层面，项目团队利用先进的传感器技术，对结构物的变形、应力状态进行了持续监测。通过对微小变化的敏感捕捉，及时识别并处理了潜在的安全问题，例如预防了边坡滑移和桥梁结构的应力过载。此外，环境监测系统对施工现场的噪声、振动、空气质量等指标进行实时监控，确保了工程与周边环境的和谐共存，降低了对周边社区的影响。这一系列创新技术的应用，不仅提升了工程的施工质量和安全性，也彰显了对环境保护的重视。项目因此赢得了业主的充分信任，以及公众的广泛赞誉，成为公路建设领域的一个典范，展示了科技力量在推动工程质量与可持续发展方面的强大推动力[2]。
五、结论
公路工程施工中的测量与监测技术是确保工程质量、安全及进度的关键。随着科技的不断进步，测量与监测技术也在不断创新与发展。未来，随着智能化、自动化监测系统的广泛应用，公路工程施工的测量与监测将更加精准、高效，为推动我国基础设施建设高质量发展提供有力支撑。
参考文献
[1] 公路工程施工中的测量与监测技术原因分析及监控方法研究[J].李军.施工技术,2022
[2] 基于精确大地测量技术对公路结构变形监测研究[J].刘艳杰;张红;刘旭东.公路工程,2023
