第一篇 施工控制測(cè)量

1、第一篇 施工控制測(cè)量第一章 平面控制測(cè)量第一節(jié) 平面控制測(cè)量概述施工控制網(wǎng)是指為工程建設(shè)項(xiàng)目布設(shè)的測(cè)量控制網(wǎng)。施工控制網(wǎng)以施工放樣為目的，限制測(cè)量誤差傳播和積累，保證各項(xiàng)建筑物能以規(guī)定的精度，按設(shè)計(jì)位置修建。施工控制測(cè)量分平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。一、平面控制測(cè)量的基本方法 圖1-1導(dǎo)線（）線路附和導(dǎo)線圖1-2三角網(wǎng)（）隧道洞外閉合導(dǎo)線XY（）單三角鎖 （）大地四邊形 橋軸線平面控制測(cè)量的任務(wù)：是針對(duì)工程對(duì)象布設(shè)一系列平面控制點(diǎn)，用精密儀器和采用精密方法測(cè)量控制點(diǎn)間的角度、距離要素，根據(jù)起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)、起算邊方位角，從而計(jì)算出各控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)。由控制點(diǎn)組成的幾何圖形，稱為平面控制網(wǎng)。平面

2、控制網(wǎng)的建立，可采用導(dǎo)線測(cè)量、三角測(cè)量、三邊測(cè)量、全球定位系統(tǒng)（GPS）。隨著電磁波測(cè)距技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)線測(cè)量已是建立工程控制網(wǎng)的主要方法。（一）導(dǎo)線測(cè)量導(dǎo)線測(cè)量將各控制點(diǎn)組成連續(xù)的折線或多邊形，如圖1-1,（）、（）所示。這種圖形構(gòu)成的控制網(wǎng)稱導(dǎo)線網(wǎng)，也稱導(dǎo)線，相鄰邊的轉(zhuǎn)折點(diǎn)稱為導(dǎo)線控制點(diǎn)。測(cè)量相鄰導(dǎo)線邊之間的水平角，測(cè)量各導(dǎo)線邊長，根據(jù)起算點(diǎn)的平面坐標(biāo)和起算邊方位角，計(jì)算各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)，這項(xiàng)工作稱為導(dǎo)線測(cè)量。（二）三角測(cè)量三角測(cè)量將各控制點(diǎn)組成互相連接的一系列三角形，如圖1-2，（）、（）所示，這種圖形構(gòu)成的控制網(wǎng)稱三角網(wǎng)。所有三角形的頂點(diǎn)稱為三角點(diǎn)。測(cè)量三角形的一條邊和全部三角形內(nèi)角，根據(jù)起

3、算點(diǎn)的坐標(biāo)與起算邊的方位角，按正弦定律推算全部邊長與方位角，既而計(jì)算出各點(diǎn)的坐標(biāo)，這項(xiàng)工作稱為三角測(cè)量。（三）三邊測(cè)量三邊測(cè)量三邊測(cè)量是建立工程控制網(wǎng)的方法之一，指使用全站型電子速測(cè)儀或光電測(cè)距儀，采取只測(cè)量邊長方式來測(cè)定各三角形頂點(diǎn)水平位置的方法。，其優(yōu)點(diǎn)是較好的控制了邊長方面的誤差，工作效率高等。對(duì)于測(cè)邊單三角，無校核條件。（四）GPS測(cè)量圖1-3 GPS控制網(wǎng)網(wǎng)形 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）是具有在海上、陸地、空中進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS測(cè)量以全天候作業(yè)、定位精度高、測(cè)站間無需通視、觀測(cè)時(shí)間短等顯著特點(diǎn)，成功地應(yīng)用于工程控制測(cè)量，例南京長江第三橋

4、、西康公路、鐵路秦嶺終南山隧道及線路等控制測(cè)量。如圖1-3所示，為線路控制網(wǎng)網(wǎng)形，GPS控制測(cè)量是在一組控制點(diǎn)上安置GPS衛(wèi)星地面接收機(jī)，接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，運(yùn)用幾何與物理的一些基本原理，利用空間分布的衛(wèi)星以及衛(wèi)星與地面兩點(diǎn)間的距離，通過一系列數(shù)據(jù)處理，獲取控制點(diǎn)的坐標(biāo)。二、國家平面控制網(wǎng)概念為各種測(cè)繪工作在全國范圍內(nèi)建立的基本控制網(wǎng)，稱為國家控制網(wǎng)。國家平面控制網(wǎng)的布設(shè)原則是分級(jí)布網(wǎng)，逐級(jí)控制。按其精度由高級(jí)到低級(jí)分一、二、三、四，四個(gè)等級(jí)。如圖1-4粗實(shí)線部分，為一等三角網(wǎng)，也稱為一等三角鎖，是在全國范圍內(nèi)沿經(jīng)線和緯線方向布設(shè)的，是全國平面控制網(wǎng)的骨干，是作為低級(jí)三角網(wǎng)的堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ)，也是為研

5、究地球形狀和大小提供資料。如圖1-4細(xì)實(shí)線部分是二等三角網(wǎng)，是布設(shè)在一等三角鎖環(huán)內(nèi)，形成國家平面控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)。三、四等三角網(wǎng)是以二等三角網(wǎng)為基礎(chǔ)進(jìn)一步加密網(wǎng)，用插點(diǎn)或插網(wǎng)形式布設(shè)，如圖1-5所示，為二等三角點(diǎn)，其余為加密三、四等三角點(diǎn)。圖1-4國家一、二等三角網(wǎng)圖1-5三、四等三角網(wǎng)二等三角網(wǎng)ABCDE一等三角鎖三、工程施工控制網(wǎng)施工測(cè)量的目的：是將建筑物按照設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)確地把建筑物的位置測(cè)設(shè)于地面上及對(duì)建筑物本身各個(gè)部分的測(cè)設(shè)，且必須達(dá)到規(guī)定精度。為達(dá)到上述要求施工測(cè)量同樣遵循測(cè)量的基本原則：先整體后局部，先控制后碎部。 例如：對(duì)于長大隧道施工可能存在橫向貫通誤差超過規(guī)定的限制而導(dǎo)致襯砌

6、、中線不能正確銜接；對(duì)橋梁施工可能存在橋軸線丈量精度不足，使得影響橋梁墩臺(tái)中心之間的跨距精度。因此施工控制測(cè)量的任務(wù)：是為保證各項(xiàng)建筑物修建時(shí)平面位置和高程放樣的精度達(dá)到規(guī)定要求提供控制；在施工過程中或竣工后為了監(jiān)測(cè)建筑物的變形，需要建立專門變形監(jiān)測(cè)控制網(wǎng)。工程建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)施目前分為三個(gè)階段；勘測(cè)設(shè)計(jì)階段、工程施工階段、運(yùn)營管理階段，不同的階段有著不同的測(cè)量任務(wù)，因此布設(shè)控制網(wǎng)的目的，技術(shù)等級(jí)、布設(shè)要求與形式、測(cè)量方法不完全相同。在勘測(cè)設(shè)計(jì)階段布設(shè)的控制網(wǎng)；其主要目的是為測(cè)繪大比例尺地形圖，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。其控制網(wǎng)為圖根控制；工程施工階段布設(shè)的控制網(wǎng)；其目的是保證施工放樣點(diǎn)的精度為施工放樣提供

7、控制點(diǎn)。因此控制點(diǎn)要有足夠的密度，足夠的精度。在運(yùn)營管理和施工階段；必要時(shí)布設(shè)變形觀測(cè)控制網(wǎng)，其目的是對(duì)工程建筑物進(jìn)行變形觀測(cè)，為建筑物的安全性提供資料。施工控制網(wǎng)是施工放樣的基礎(chǔ)，相對(duì)于測(cè)圖控制網(wǎng)，施工控制網(wǎng)有如下特點(diǎn)：1、施工控制網(wǎng)控制范圍較小，控制網(wǎng)精度要求高，這是因?yàn)槭┕し艠訒r(shí)對(duì)于建筑物主軸線及點(diǎn)位的限差要求較小。例如：4km以下的山嶺隧道從兩端相向開挖，在貫通面的中線橫向貫通誤差不大于10cm?？刂泣c(diǎn)密度應(yīng)滿足施工放樣的要求、便于放樣點(diǎn)的位置。2、施工控制網(wǎng)是根據(jù)工程建筑精度及施工程序確定控制網(wǎng)的精度。3、控制點(diǎn)直接用于放樣，使用頻繁。例如：橋梁墩臺(tái)施工中從基礎(chǔ)放樣到臺(tái)帽放樣要經(jīng)多次

8、放樣工作，因此控制點(diǎn)應(yīng)具有穩(wěn)定性，埋設(shè)要穩(wěn)固。4、施工控制網(wǎng)坐標(biāo)系常使用獨(dú)立施工坐標(biāo)系，如圖1-1（）所示，所謂施工坐標(biāo)系是指以建筑物主軸線為坐標(biāo)軸建立的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，布設(shè)時(shí)盡可能將主軸線作為控制網(wǎng)的一條邊。例如橋軸線、曲線隧道位于曲線的切線，工業(yè)廠房的主軸線或車間主要設(shè)備的軸線等均可作為坐標(biāo)軸。第二節(jié) 工程精密導(dǎo)線工程精密導(dǎo)線是建立要求精度較高的工程建筑物施工平面控制的方法之一，還可以用于地形測(cè)圖控制的首級(jí)控制。精密導(dǎo)線的布設(shè)形式與一般導(dǎo)線相同，不同之處，精密導(dǎo)線的測(cè)角、測(cè)距精度要求較高，在測(cè)角、測(cè)距觀測(cè)方法上不同。隨著全站儀、電磁波測(cè)距儀的發(fā)展，使測(cè)距工作大大減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，具有效率高，精

9、度高，方便快捷等優(yōu)點(diǎn)。采用全站儀，電磁波測(cè)距儀測(cè)距的精密導(dǎo)線在工程平面控制中已成為主要方法。國家精密導(dǎo)線的等級(jí)劃分為一、二、三、四等，而且測(cè)角和測(cè)距精度相匹配。鐵路工程測(cè)量規(guī)范，根據(jù)工程項(xiàng)目，制定了相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，例如，隧道洞內(nèi)外精密導(dǎo)線主要是適應(yīng)隧道橫向貫通精度的要求。鐵路測(cè)量將精密導(dǎo)線劃分為二、三、四、五個(gè)等級(jí)，測(cè)角中誤差分別為±1.0、±1.8、±2.5、±4.0測(cè)距相對(duì)誤差洞外均為1/20000，洞內(nèi)均為1/10000。一、精密導(dǎo)線的布置工程精密導(dǎo)線的布設(shè)與所要求的導(dǎo)線精度、施工方法、建筑物的形狀，施工放樣所需要的導(dǎo)線點(diǎn)密度有著密切關(guān)系。就導(dǎo)線的

10、精度而言，一方面取決于導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角施測(cè)精度和邊長施測(cè)精度，另一方面和導(dǎo)線本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)一般有附合導(dǎo)線、閉合導(dǎo)線、導(dǎo)線網(wǎng)。從導(dǎo)線形狀來說有直伸形、曲折形和閉合環(huán)形。例如隧道洞外精密導(dǎo)線應(yīng)適應(yīng)隧道橫向貫通精度這一主要施工精度的要求，所以導(dǎo)線的主要延伸方向要盡可能與貫通面垂直，也就是說大致與相向開挖的兩洞口的連線近似平行。將導(dǎo)線布置成直伸形，避免較大的彎曲，盡量減少邊數(shù)，這樣，在相同的測(cè)角、測(cè)距條件下，這種布置形式可以在很大程度上減弱測(cè)量誤差對(duì)橫向貫通精度的影響。洞內(nèi)精密導(dǎo)線的直伸或曲折完全取決于隧道的形狀，在隧道的曲線地段，導(dǎo)線邊長必然受到通視條件的影響，洞內(nèi)導(dǎo)線點(diǎn)的密度要照顧到線路中線

11、點(diǎn)的放樣等。因此工程精密導(dǎo)線的布置，必須考慮工程特點(diǎn)所需要的特殊要求。二、導(dǎo)線水平角測(cè)量方法導(dǎo)線測(cè)角應(yīng)按測(cè)量設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)精度施測(cè)，一般采用或級(jí)經(jīng)緯儀，根據(jù)測(cè)角精度要求，參照表1-1選擇角度觀測(cè)的測(cè)回?cái)?shù)。導(dǎo)線測(cè)角的方法一般采用測(cè)回法和方向觀測(cè)法。為了減弱儀器、覘標(biāo)對(duì)中誤差，導(dǎo)線測(cè)角可以采用在測(cè)回間將儀器和覘標(biāo)多次重新置中的方法（重新置中二次或三次）。采用雙照準(zhǔn)法（兩次照準(zhǔn)、兩次讀數(shù)）觀測(cè)，即每一目標(biāo)照準(zhǔn)兩次，符合讀數(shù)兩次的方法，以提高照準(zhǔn)精度和讀數(shù)精度。每一測(cè)回最好重新安置水平讀盤位置，使方向讀數(shù)均勻分配在度盤和測(cè)微器的不同的位置上，以減弱度盤和測(cè)微器分劃誤差的影響。減弱儀器、覘標(biāo)對(duì)中誤差的另一種

12、方法是三聯(lián)腳架法測(cè)角，所謂三聯(lián)腳架法， 測(cè)角精度、儀器型號(hào)和測(cè)回?cái)?shù) 表1-1三角鎖 導(dǎo)線測(cè)量等級(jí)測(cè)角中誤差（）儀器型號(hào)測(cè)回?cái)?shù)二1.0DJ169DJ2912三1.8DJ14DJ26四2.5DJ12DJ24五4.0DJ22即，使用統(tǒng)一規(guī)格的經(jīng)緯儀基座，安置在前后連續(xù)三個(gè)導(dǎo)線點(diǎn)的腳架上，使儀器和覘標(biāo)在基座上輪換安置進(jìn)行測(cè)角的方法。如圖1-6所示，當(dāng)測(cè)點(diǎn)的水平角時(shí)，分別在點(diǎn)各架設(shè)一個(gè)三腳架，將基座安置三點(diǎn)的三腳架上，用基座上的光學(xué)對(duì)中器和水準(zhǔn)器進(jìn)行對(duì)中、整平。將經(jīng)緯儀安置在點(diǎn)基座上，進(jìn)行觀測(cè)。在點(diǎn)觀測(cè)完后，將照準(zhǔn)部由基座中輕輕取出，安置在點(diǎn)的基座上，點(diǎn)基座不動(dòng)安置覘標(biāo)，同時(shí)點(diǎn)基座移至點(diǎn)對(duì)中整平，即可進(jìn)

13、行點(diǎn)的觀測(cè)。以后都按這一方法進(jìn)行觀測(cè)。特別要注意的是：除了在點(diǎn)新設(shè)置的基座要對(duì)中、整平以外，原先使用過的在兩點(diǎn)的基座，在互換儀器和覘標(biāo)后只要整平，不要再重新對(duì)中。這是一種強(qiáng)制對(duì)中的方法，使儀器和覘標(biāo)的中心分別強(qiáng)制在于原先的覘標(biāo)和儀器中心在同一位置上，減少了儀器和覘標(biāo)的對(duì)中誤差。CBA圖1-6 導(dǎo)線水平角觀測(cè)方法D采用單導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線水平角的觀測(cè)，應(yīng)在觀測(cè)總測(cè)回?cái)?shù)中以奇數(shù)測(cè)回和偶數(shù)測(cè)回分別觀測(cè)導(dǎo)線前進(jìn)方向的左角和右角。當(dāng)觀測(cè)右角時(shí)，仍以左角起始方向配盤讀數(shù)為準(zhǔn)，安置度盤位置然后再觀測(cè)右角。如圖1-6所示。如果每角觀測(cè)8個(gè)測(cè)回，則1、3、5、7測(cè)回觀測(cè)左角，2、4、6、8測(cè)回觀測(cè)右角。左、右角分別取

14、中數(shù)后，按1-1式計(jì)算圓周角閉合差，其值應(yīng)符合表1-2的規(guī)定。 （1-1）測(cè)站圓周角閉合差的限差 表1-2導(dǎo)線等級(jí)二三四五（）2.03.65.08.0在限差以內(nèi)時(shí)，可將觀測(cè)所得結(jié)果統(tǒng)一歸算為左角或右角，測(cè)角結(jié)果取平均值按1-2式、1-3式計(jì)算。 （1-2） （1-3）不論是左角或右角，每一測(cè)回觀測(cè)方法如下：1、照準(zhǔn)左角時(shí)的左目標(biāo)，按計(jì)算好的度盤位置表，按測(cè)回的度盤安置好，安置時(shí)先對(duì)測(cè)微盤，后對(duì)度盤。實(shí)際安置值與規(guī)定安置值之差，應(yīng)小于相鄰兩測(cè)回測(cè)微盤位置之差的二分之一。2、順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)一、二周，精確照準(zhǔn)左目標(biāo)（測(cè)左角照準(zhǔn)左角的左目標(biāo)，測(cè)右角照準(zhǔn)右角的左目標(biāo)）重合對(duì)經(jīng)分劃線，讀取水平度盤和測(cè)微器

15、讀數(shù)；再用測(cè)微論稍稍錯(cuò)開分劃線，重新重合對(duì)經(jīng)分劃線，再一次讀取測(cè)微輪讀數(shù)。3、順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)右目標(biāo)，讀數(shù)方法同2款。以上操作為上半測(cè)回。4、縱轉(zhuǎn)望遠(yuǎn)鏡，順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)右目標(biāo)，讀數(shù)方法同2款。5、順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)照準(zhǔn)部，精確照準(zhǔn)左目標(biāo)讀數(shù)方法同2款。以上操作為下半測(cè)回。上、下半測(cè)回稱為一個(gè)全測(cè)回。在操作時(shí)，各微動(dòng)螺旋及測(cè)微螺旋的最后旋轉(zhuǎn)方向，均應(yīng)為旋進(jìn)方向。角度觀測(cè)值取位0.1水平角的各項(xiàng)限差見表1-3。導(dǎo)線水平角觀測(cè)限差 表1-3儀器型號(hào)兩次讀數(shù)之差半測(cè)回角值較差同一角度各測(cè)回間角值較差J1165J23109三、工程精密導(dǎo)線邊長測(cè)量精密導(dǎo)線的邊長測(cè)量，目前已廣泛采用全

16、站儀，光電測(cè)距儀。鐵路測(cè)量規(guī)范規(guī)定了與要求測(cè)距精度相匹配的儀器等級(jí)和測(cè)回?cái)?shù)，如表1-4規(guī)定。 測(cè)距精度、儀器和測(cè)回?cái)?shù) 表1-4測(cè)距精度測(cè)距儀精度等級(jí)測(cè) 回 數(shù)往返1/200000441/150000、441/10000022331/50000、1122四、工程精密導(dǎo)線平差計(jì)算對(duì)于導(dǎo)線環(huán)的角度閉合差的限差可按1-4式計(jì)算： (1-4)式中：設(shè)計(jì)的測(cè)角中誤差，以秒為單位。 導(dǎo)線環(huán)內(nèi)角個(gè)數(shù)。導(dǎo)線環(huán)的測(cè)角中誤差可按下式計(jì)算： （1-5）式中：導(dǎo)線環(huán)角度閉合差，以秒為單位；-導(dǎo)線環(huán)內(nèi)角個(gè)數(shù)；-導(dǎo)線環(huán)的個(gè)數(shù)。導(dǎo)線環(huán)（網(wǎng)）的平差計(jì)算，一般采用條件平差或間接平差，這種計(jì)算特別麻煩，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展的今天

17、，測(cè)量平差軟件得以推廣應(yīng)用，平差計(jì)算不再是難題了。導(dǎo)線精度要求較低時(shí)，亦可采用近似平差的方法。近似平差方法在工程中較多的應(yīng)用。第二章 高程控制測(cè)量第一節(jié) 高程控制測(cè)量概述一、國家高程控制網(wǎng)的布設(shè)由國家專業(yè)測(cè)繪部門，用精密水準(zhǔn)測(cè)量的方法，在全國范圍內(nèi)建立的高程控制網(wǎng)，稱為國家水準(zhǔn)網(wǎng)。國家水準(zhǔn)網(wǎng)是全國范圍內(nèi)施測(cè)各種比例尺地形圖和各類工程建設(shè)的高程控制基礎(chǔ)。 國家水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)原則是：從整體到局部、由高級(jí)到低級(jí)、分級(jí)布設(shè)、逐級(jí)控制。國家水準(zhǔn)網(wǎng)分為一、二、三、四、四個(gè)等級(jí)，一等水準(zhǔn)網(wǎng)是在全國范圍內(nèi)布設(shè)成環(huán)形水準(zhǔn)網(wǎng)，是精度最高的高程控制網(wǎng)，是國家高程控制網(wǎng)的骨干，同時(shí)也是研究地殼和地面垂直運(yùn)動(dòng)以及有關(guān)科學(xué)

18、的依據(jù)。二等水準(zhǔn)網(wǎng)是布設(shè)在一等水準(zhǔn)環(huán)線內(nèi)，構(gòu)成國家高程控制網(wǎng)的全面基礎(chǔ)。一、二等水準(zhǔn)測(cè)量統(tǒng)稱為精密水準(zhǔn)測(cè)量。三、四等水準(zhǔn)網(wǎng)一般是根據(jù)需要在一、二等水準(zhǔn)網(wǎng)內(nèi)加密，是直接提供地形測(cè)圖和各種工程建設(shè)所必需的高程控制點(diǎn)。 二、施工高程控制測(cè)量高程控制測(cè)量的目的：是建立與施工高程放樣精度相對(duì)應(yīng)的水準(zhǔn)點(diǎn)，以便在施工 水準(zhǔn)測(cè)量的主要技術(shù)要求 表2-1等級(jí)每公里偶然中誤 差(mm)路線長度(Km)水準(zhǔn)儀型號(hào)水準(zhǔn)尺觀測(cè)次數(shù)往返較差、附合或環(huán)線閉合差與已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)附合或環(huán)線平地(mm)山地(mm)二等±2DS1銦鋼往返各一次往返各一次三等±650DS1銦鋼往返各一次往一次DS3雙面往返

19、各一次四等±1016DS3雙面往返各一次往一次五等±15DS3單面往返各一次往一次中對(duì)建筑物的高度進(jìn)行控制。高程控制測(cè)量的實(shí)施可采用水準(zhǔn)測(cè)量，電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量。電磁波測(cè)距三角高程測(cè)量可代替四、五等水準(zhǔn)測(cè)量。工程測(cè)量規(guī)范規(guī)定：高程控制測(cè)量的等級(jí)劃分為二、三、四、五等。各等級(jí)水準(zhǔn)測(cè)量技術(shù)要求見表2-1。施工高程控制測(cè)量有兩項(xiàng)任務(wù)，一是對(duì)設(shè)計(jì)部門移交水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，二是為滿足施工放樣需要，在施工標(biāo)段內(nèi)增設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)，即加密高程控制點(diǎn)。加密水準(zhǔn)點(diǎn)的精度必須滿足高程放樣精度，水準(zhǔn)路線應(yīng)起訖復(fù)測(cè)后的水準(zhǔn)點(diǎn)，采用閉合水準(zhǔn)路線或附合水準(zhǔn)路線。第二節(jié) 三、四等水準(zhǔn)測(cè)量高等級(jí)公路和鐵路工程建

20、設(shè)中的高程控制測(cè)量的等級(jí)一般為三、四等。三、四等水準(zhǔn)路線一般沿道路布設(shè)，盡量避開土質(zhì)松軟地段，水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)選在地基穩(wěn)固，能長久保存和便于觀測(cè)的地方。三、四等水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)應(yīng)在通視良好、望遠(yuǎn)鏡成像清晰穩(wěn)定的情況下進(jìn)行。水準(zhǔn)觀測(cè)的主要技術(shù)要求見表2-2，儀器等級(jí)采用水準(zhǔn)儀，水準(zhǔn)尺不同于普通水準(zhǔn)尺，它是雙面水準(zhǔn)尺，每次觀測(cè)使用兩把尺子稱為一對(duì)，每根水準(zhǔn)尺一面為紅色，另一面為黑色。一對(duì)水準(zhǔn)尺的黑面尺底刻劃均為零，而紅面尺，則一根尺底刻劃為4.687，另一根尺底刻劃為4.787。這一數(shù)值用表示，稱為同一水準(zhǔn)尺紅、黑面常數(shù)差。下面以四等水準(zhǔn)測(cè)量為例，介紹用雙面水準(zhǔn)尺在一個(gè)測(cè)站的觀測(cè)程序、記錄與計(jì)算。一、觀測(cè)方

21、法與記錄四等水準(zhǔn)測(cè)量每站的觀測(cè)順序和記錄見表2-3，括號(hào)中數(shù)字18號(hào)代表觀測(cè)記錄順序，918號(hào)為計(jì)算的順序與記錄位置。 水準(zhǔn)觀測(cè)的主要技術(shù)要求 表2-2等級(jí)水準(zhǔn)儀的型號(hào)視線長度（m）前后視較 差（m）前后視累積差（m）視線離地面最低高度（m）黑面、紅面讀數(shù)較差（mm）黑面、紅面所測(cè)高差較差（mm）三等DS1100360.31.01.5DS375360.32.03.0四等DS31005100.23.05.01、照準(zhǔn)后視水準(zhǔn)尺黑面，讀取下、上、中三絲讀數(shù)，填入編號(hào)（1）、（2）、（3）欄；2、將水準(zhǔn)尺翻轉(zhuǎn)為紅面，后視水準(zhǔn)尺紅面，讀取中絲讀數(shù)，填入編號(hào)（4）欄；3、前視水準(zhǔn)尺的黑面，讀取下、上、中三

22、絲讀數(shù)，填入（5）、（6）、（7）欄；4、將水準(zhǔn)尺翻轉(zhuǎn)為紅面，前視水準(zhǔn)尺紅面，讀取中絲讀數(shù)（8）欄；這樣的觀測(cè)順序簡稱為“后后前前”。三等水準(zhǔn)測(cè)量的順序?yàn)楹笄扒昂?，觀測(cè)順序號(hào)有所改變。二、計(jì)算與檢核（一）測(cè)站上的計(jì)算與檢核1、視距計(jì)算根據(jù)視線水平時(shí)的視距原理（下絲上絲）×100計(jì)算前、后視距離。后視距離 （9）=（1）（2）前視距離 （10）=（5）（6）前后視距差 （11）=（9）（10），前后視距離差不超過5m。前后視距累計(jì)差 （12）=上一個(gè)測(cè)站（12）+本測(cè)站（11），前后視距累計(jì)差不超過10m。2、同一水準(zhǔn)尺黑、紅面讀數(shù)差計(jì)算（、）（13）=（3）（4）（14）=（7）（8

23、）同一水準(zhǔn)尺黑、紅面讀數(shù)差不超過3mm。3、高差計(jì)算與檢核黑面尺讀數(shù)之高差 （15）=（3）（7）紅面尺讀數(shù)之高差 （16）=（4）（8）黑、紅面所得高差之差檢核計(jì)算（17）=（15）（16）±0.100=（13）（14）式中 ±0.100為兩水準(zhǔn)尺常數(shù)K之差。黑、紅面所得高差之差不超過5mm。4、計(jì)算平均高差（二）每頁的計(jì)算和檢核1、總視距計(jì)算與檢核本頁末站（12）=本頁總視距=2、總高差的計(jì)算和檢核 當(dāng)測(cè)站數(shù)為偶數(shù)時(shí)：總高差=當(dāng)測(cè)站為奇數(shù)時(shí)：四等水準(zhǔn)測(cè)量記錄計(jì)算表 表2-3 測(cè)站編號(hào)測(cè)點(diǎn)編號(hào)后尺下絲前尺下絲方 向及尺號(hào)水準(zhǔn)尺讀數(shù)（m）黑減紅（mm）高程中數(shù)（m）上絲上絲

24、后視距前視距黑面紅面視距差（1）（2）（9）（11）（5）（6）（10）（12）后前后前（3）（7）（15）（4）（8）（16）（13）（14）（17）（18）11.8911.52536.60.20.7580.39036.80.2后7前8后前1.7080.5741.1346.3955.3611.0340001.134022.7462.31343.30.90.8670.42544.21.1后8前7后前2.5300.6461.8847.3195.3331.9862 021.885032.0431.50254.11.00.8490.31853.10.1后7前8后前1.7730.5841.1896.4

25、595.3721.0871121.188041.1670.65551.21.01.6771.15552.21.1后8前7后前0.9111.4160.5055.6966.1020.4062110.5055本頁檢核 總高差=1.1 總高差= 末站（12）=1.1 =（32.79125.388）=+3.7015 總視距=371.5 總高差=第三節(jié) 跨河水準(zhǔn)測(cè)量當(dāng)水準(zhǔn)路線跨越寬河流、寬溝谷等障礙物時(shí)，且視線太長，前后視線長度不等時(shí)，水準(zhǔn)儀角誤差對(duì)高差有較大影響。由于視線增長，大氣折光和地球曲率誤差都會(huì)增大。由于視線增長，望遠(yuǎn)鏡內(nèi)水準(zhǔn)尺的分劃較小，且讀尺困難，讀數(shù)誤差較大。因此跨河時(shí)，視線長度超過規(guī)定視

26、線長度的2倍以上時(shí)，各等級(jí)的水準(zhǔn)測(cè)量應(yīng)采用跨河水準(zhǔn)測(cè)量。本節(jié)主要介紹用水準(zhǔn)儀進(jìn)行跨河水準(zhǔn)測(cè)量的方法。一、 跨河水準(zhǔn)測(cè)量的場(chǎng)地布設(shè) 跨河地點(diǎn)要選在兩岸高差不大、土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、河流最窄的河段處。視線避開草叢、沙灘和蘆葦?shù)纳戏?，視線距水面要有一定的高度，視線小于300m時(shí)，視線高度應(yīng)大于2m，視線大于300m時(shí)，視線高度應(yīng)大于3m以上，且兩岸視線離水面的高度應(yīng)相等。水準(zhǔn)儀的安置位置和置尺點(diǎn)布置形式如圖2-1所示，圖（）為平行四邊形，圖（）等腰梯形，圖（）“”形。圖中和分別為兩岸置鏡點(diǎn)和置尺點(diǎn)。視線應(yīng)接近等距，岸上視線不應(yīng)短于10m，且應(yīng)彼此等長，兩置鏡點(diǎn)亦應(yīng)接近等高。置尺點(diǎn)應(yīng)設(shè)置木樁，樁頂面釘上園帽釘。

27、當(dāng)使用一臺(tái)儀器進(jìn)行觀測(cè)時(shí)應(yīng)盡量布成圖2-1（c）的形式，此時(shí)圖中既是置鏡點(diǎn)又是置尺點(diǎn)，而仍為置尺點(diǎn)。二、跨河水準(zhǔn)測(cè)量觀測(cè)方法圖2-1跨河水準(zhǔn)測(cè)量布設(shè)圖形“”形布設(shè)等腰三角形布設(shè)平行四邊形布設(shè) （一）觀測(cè)方法進(jìn)行跨河水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)，尚能直接照準(zhǔn)標(biāo)尺讀數(shù)時(shí)，可采用水準(zhǔn)儀直接讀數(shù)法，下面以使用一臺(tái)儀器，采用“”字形布置，說明一測(cè)回觀測(cè)方法。1、置鏡于點(diǎn)，照準(zhǔn)本岸點(diǎn)的水準(zhǔn)尺，按中絲法進(jìn)行黑、紅面讀數(shù)各一次（兩讀數(shù)取平均值）。2、照準(zhǔn)對(duì)岸水準(zhǔn)尺，按中絲法進(jìn)行黑、紅面讀數(shù)各二次（四次讀數(shù)取平均值）。以上1、2兩項(xiàng)操作為上半測(cè)回。3、將水準(zhǔn)儀搬至對(duì)岸，置鏡于點(diǎn)，先照準(zhǔn)點(diǎn)水準(zhǔn)尺，按中絲法進(jìn)行黑、紅面讀數(shù)各二次（四

28、次讀數(shù)取平均值）。4、照準(zhǔn)本岸尺，按中絲法進(jìn)行黑、紅面讀數(shù)各一次（兩讀數(shù)取平均值）。以上3、4兩項(xiàng)操作為下半測(cè)回。兩置尺點(diǎn)間上下半測(cè)回的高差，應(yīng)分別由兩岸所測(cè)的高差加上對(duì)岸的兩置尺點(diǎn)間聯(lián)測(cè)時(shí)所測(cè)高差求得。符合限差要求時(shí)，取兩測(cè)回平均值作為最后結(jié)果。則兩點(diǎn)的高差為：兩點(diǎn)高差的一測(cè)回值為：用兩臺(tái)儀器觀測(cè)時(shí)，每臺(tái)儀器各觀測(cè)一個(gè)測(cè)回組成一個(gè)雙測(cè)回，測(cè)回間互差的限值按下列公式計(jì)算；式中：每千米水準(zhǔn)測(cè)量的偶然中誤差（），三等水準(zhǔn)為，四等水準(zhǔn)為，五等水準(zhǔn)為。N-雙測(cè)回的測(cè)回?cái)?shù)；S-跨河視線長度。（二）觀測(cè)注意事項(xiàng)1、觀測(cè)過程中，每次讀數(shù)前，符合水準(zhǔn)氣泡兩端影像必須嚴(yán)格符合。2、上半測(cè)回完成后，立即將水準(zhǔn)儀搬

29、至對(duì)岸，不得碰動(dòng)調(diào)焦螺絲和目鏡筒，保持望遠(yuǎn)鏡對(duì)光不變。3、應(yīng)選擇最有利的觀測(cè)時(shí)間，例如：風(fēng)力不大、溫度變化小、視線清晰的天氣。4、為了更好地消除角誤差和折光影響，最好使用兩臺(tái)儀器，在兩岸同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。置鏡點(diǎn)和置尺點(diǎn)布置成圖2-1（）、（）形式。第四節(jié) 光電測(cè)距三角高程測(cè)量三角高程測(cè)量是根據(jù)測(cè)站至觀測(cè)目標(biāo)點(diǎn)的水平距離和斜距以及豎直角，運(yùn)用三角學(xué)的公式，計(jì)算獲取兩點(diǎn)間高差的方法。三角高程測(cè)量按使用儀器分為經(jīng)緯儀三角高程測(cè)量和光電測(cè)距三角高程測(cè)量。前者施測(cè)精度較低，主要用于地形測(cè)量時(shí)測(cè)圖高程控制。后者，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證明可以替代三、四等水準(zhǔn)測(cè)量。隨著光電測(cè)距儀的發(fā)展和普及，光電測(cè)距三角高程測(cè)量已廣泛用于實(shí)際生產(chǎn)。一、三角高程測(cè)量基本原理以水平面代替大地水準(zhǔn)面時(shí)，如圖2-2所示，欲測(cè)兩點(diǎn)間的高差，將光電測(cè)距儀安置在點(diǎn)上，對(duì)中、整平、用小鋼尺量取儀器中心至樁頂?shù)母叨龋c(diǎn)安置棱鏡，讀取棱鏡高度， 測(cè)得豎直角，測(cè)得間的水平距離，從圖中可得，三角高程測(cè)量計(jì)算高差的基本公式：大地水準(zhǔn)面圖2-2三角高程測(cè)量基本原理 （2-1）二、球氣差改正 在控制測(cè)量中，由于距離較長，必須考慮地球曲率和大氣折光對(duì)高差的影響。如圖2-3所示。（一）地球曲率改正圖2-3地球曲率和大氣折光的影響大地水準(zhǔn)面以水平面代替橢球面時(shí)，地球曲率對(duì)高差有較大的影響，在水準(zhǔn)測(cè)量中，采取前后視距離相等消除其影響。三角高程測(cè)量