工程量快速測量方法的探討及其應(yīng)用

1、工程量快速測量方法的探討及其應(yīng)用劉致云 韓雪梅(黃河水利委員會中游水文水資源局 030600)【摘 要】 各工程建設(shè)項目的勘測設(shè)計階段以及施工階段都要進行工程量測量。運用坐標(biāo)變換法，使用光電測距儀與經(jīng)緯儀(或全站儀)進行遠距離測量工程量，克服了斷面法、方格法、地形法等傳統(tǒng)方法的缺點，經(jīng)實際應(yīng)用收到了很好的效果。一、前 言 建設(shè)工程中需要測量工程量的項目很多，而且從勘測設(shè)計到施工期間由于各項工程交叉施工等原因，原始地形往往會發(fā)生較大變化。因此，不僅勘測階段要測算工程量，而且在施工前及施工過程中為控制工程進度、預(yù)算分項目經(jīng)費等也要多次測量工程量。按傳統(tǒng)的斷面法、方格法、地形法等方法測量工程量，需要

2、在施工區(qū)域建立多層次控制網(wǎng)點，然后，按工程設(shè)計資料給出的基線端點的坐標(biāo)值放樣，定出基線在地面的實際位置，測出基線端點高程，再在基線上根據(jù)地形變化情況布設(shè)施測斷面，最后在所布設(shè)斷面處逐個測量各斷面。這種作業(yè)方法不僅工作量大，而且還須對逐項工程分別作平面高程控制，且由于施工爆破、機械開挖等對控制點的破壞及補測，也常常會造成停工待測，影響施工等情況。針對以上問題，我們設(shè)想直接利用施工區(qū)高等級控制點作為測站點，使用測距儀與經(jīng)緯儀或全站儀遠距離施測工程量，在通視條件較好的控制點上，一般一站即可完成一項工程的全部斷面施測任務(wù)。這種方法不失為一種工程量快速測量方法。 二、工程量快速測量法的原理 本法建立在目

3、前已經(jīng)普遍應(yīng)用的先進測量儀器，如測距儀、經(jīng)緯儀或全站儀的基礎(chǔ)上。首先，為了計算方便，將坐標(biāo)系進行變換，即將工程上用的坐標(biāo)系變換為以測區(qū)基線為x軸，以基線的起點為原點的坐標(biāo)系，再反算各個控制點在新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。以所計算的坐標(biāo)值作為站點的坐標(biāo)值，進行工程量的斷面測量。這樣所測算出的測點坐標(biāo)就是新坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，測點坐標(biāo)值xi代表斷面到起點的間距，即里程樁號；測點坐標(biāo)值yi代表平距，即測點到基線的距離。yi為負值時，測點居于基線左邊；yi為正值時，測點居于基線右邊；yi為零時測點居于基線之上。所以測算出的值完全與斷面計算表格欄目相對應(yīng)，既直觀又實用。 三、工程量快速測量方法的運用 1. 控制點

4、的選定 運用工程量快速測量方法作業(yè)時，在建立施工區(qū)平面高程控制時，就要按工程布局，設(shè)計選定控制點，即最好是在需要挖填部位的對面通視條件好的地方設(shè)平面高程控制點。所選設(shè)的點要盡量與整個測區(qū)通視，且與測區(qū)的距離適當(dāng)，使其既便于施測，又要在施工過程中不被破壞。如果一個點不能滿足要求，可以增設(shè)幾個，保證滿足施測要求。 2. 基線放樣 基線是工程量測量的基準(zhǔn)線，在選好施測站點后就可進行基線放樣，按設(shè)計資料，用常規(guī)方法進行基準(zhǔn)點放樣，以便下一步的斷面測量。 3. 坐標(biāo)變換 在設(shè)計資料中，基線端點的坐標(biāo)值是已知的，若未直接給出也可按其他已知數(shù)據(jù)推算出來，測站點的坐標(biāo)值也是已知的，利用這些數(shù)據(jù)就可推算出以基線

5、兩個端點和測站點所構(gòu)成的三角形的其他要素。設(shè)基線端點分別為A，B，測站點為C(如圖1)。 圖1經(jīng)坐標(biāo)變換后，A點的坐標(biāo)值為A(0，0)，B點的坐標(biāo)值為B(C，0)，設(shè)C點的坐標(biāo)值為C(xC,yC)，可根據(jù)前方交會公式算得。4. 斷面施測在選定測站點和對其進行坐標(biāo)變換及測放出基線端點之后，就可按新坐標(biāo)系計算站點到基線各端點連接的方位角，然后在測點安置儀器，對準(zhǔn)后視方位角并檢查。如果用全站儀施測斷面，就可把換算后的站點坐標(biāo)及高程等數(shù)據(jù)輸入儀器，再輸入氣壓、氣溫值，就可進行斷面測量。如果用測距儀加經(jīng)緯儀配合計算機施測，可按具體情況編寫計算程序，輸入測點坐標(biāo)、高程以及其他有關(guān)數(shù)據(jù)值，然后進行斷面測量。

6、(1) 斷面選定斷面選定分為兩種情況，第一種情況是原始斷面測量。這種情況是由立尺員按地形轉(zhuǎn)折變化根據(jù)規(guī)范要求選斷面，在施測的第一個測點上插一個測釬，再在該斷面線上用試測法找出第二個點(即里程樁號與前一個相等的點)。再插上一個測釬，其余點就可按以上兩個測釬所連的線上立尺，依次再測其余斷面。第二種情況是復(fù)測斷面，這種情況由立尺員按給出的原始斷面樁號初步估出斷面位置，再用試測法找到準(zhǔn)確的斷面位置，最好也是按前一種情況插測釬定斷面，其余點就能很快找準(zhǔn)。(2) 資料整理用快速測量技術(shù)測算出的坐標(biāo)值，x值是樁號值，y值是平距。y值為正值時，測點居于基線右側(cè)；y值為零時，測點在基線之上；y值為負值時，測點在

7、基線左側(cè)。用計算機整理可直接打印斷面成果表和斷面圖并計算出工程量。如果用手工整理，可把坐標(biāo)值分別記入樁號和平距欄，把高程記入高程欄目，再按次序計算工程量，繪制斷面。四、應(yīng)當(dāng)注意的幾個問題1. 地球曲率與折光差的計算改正不論是用計算機計算還是用全站儀測算，都應(yīng)注意地球曲率與折光差問題，因為，工程量快速測量方法一般視線長度都較長。此項改正計算式為：h=(1-k)/(2R)S其中，k為折光系數(shù)；S為以km為單位的視線長。2. 后視點及方位角本快速測量方法是建立在坐標(biāo)變換的基礎(chǔ)之上，所以，不論用哪個點作后視，都必須對其進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，否則就會出錯。3. 儀器檢校與儀器精度因為本方法是用測距儀測距，經(jīng)緯儀測角，然后進行坐標(biāo)和高程計算。成果的精度主要決定于斜距和豎直角，因此，施測前要對儀器進行認真檢校，并選用相應(yīng)精度儀器施測。五、應(yīng)用情況本項工程量快速測量方法