工程測量畢業(yè)論文1

1、第一章 水利工程測量技術(shù)第一節(jié) 控制測量技術(shù)控制測量則是一切水利水電工程測量工作的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，水利水電控制測量由傳統(tǒng)控制測量過渡到現(xiàn)代控制測量模式，即以GPS等空間定位技術(shù)為主、傳統(tǒng)測繪方法為輔，快速高效、高精度確定空間點(diǎn)位的三維坐標(biāo)。水利水電工程控制測量按水利水電工程階段和服務(wù)內(nèi)容劃分為測圖控制網(wǎng)和專用控制網(wǎng)兩種類型，包含平面控制和高程控制兩方面測量技術(shù)。水利水電工程平面控制網(wǎng)測量技術(shù)由傳統(tǒng)的三角（鎖）網(wǎng)發(fā)展為三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、GPS網(wǎng)、混合網(wǎng)等現(xiàn)代控制網(wǎng)測量技術(shù)，近年來GPS衛(wèi)星定位技術(shù)得到廣泛應(yīng)用：大區(qū)域測圖控制網(wǎng)基本采用GPS控制網(wǎng)技術(shù)，中小區(qū)域測圖平面控制網(wǎng)采用G

2、PS控制網(wǎng)作為首級網(wǎng)或采用多種設(shè)備觀測的混合網(wǎng)；專用平面控制網(wǎng)主要采用邊角同測網(wǎng)，部分工程采用GPS布設(shè)首級網(wǎng)或直接布設(shè)為GPS混合網(wǎng)。水利水電工程高程控制網(wǎng)測量儀器從光學(xué)水準(zhǔn)儀發(fā)展到自動安平水準(zhǔn)儀再到數(shù)字水準(zhǔn)儀、液體靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)。觀測方法從人工讀數(shù)發(fā)展到自動讀數(shù)紀(jì)錄、自動觀測，作業(yè)方式從單一的幾何水準(zhǔn)發(fā)展到測距三角高程、靜力水準(zhǔn)、GPS擬合水準(zhǔn)等多元作業(yè)方式。數(shù)字水準(zhǔn)儀具有測量速度快、精度高、使用方便、勞動強(qiáng)度輕、可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。布置了數(shù)量足夠分布均勻的高程控制點(diǎn)的小型GPS網(wǎng)，GPS高程可達(dá)到四等水準(zhǔn)側(cè)量的精度；高差不大的平原、丘陵地區(qū)可采用GPS高程開展三、四跨河

3、水準(zhǔn)測量；若測區(qū)建立了高精度的精化大地水準(zhǔn)面，長距離的GPS高程可達(dá)到二等水準(zhǔn)測量的精度。第二節(jié) 控制測量在水電站控制網(wǎng)布設(shè)中的應(yīng)用由于溪洛渡水電站控制網(wǎng)布設(shè)層次很好，已基本覆蓋整個施工區(qū)域，故控制測量采用業(yè)主測量中心提供的溪洛渡施工控制網(wǎng)中的一方石、水連天、衛(wèi)星城、觀景臺、日月亭五點(diǎn)為起算點(diǎn)。根據(jù)右岸導(dǎo)流洞平面布設(shè)位置及施工方案洞內(nèi)控制測量分別在1施工支洞以衛(wèi)星城日月亭為起算數(shù)據(jù)；2施工支洞以一方石水連天為起算數(shù)據(jù)，3施工支洞以一方石觀景臺為起算數(shù)據(jù)作四等直伸導(dǎo)線進(jìn)入主洞，作為導(dǎo)流洞開挖階段的首級控制。上導(dǎo)洞貫通后聯(lián)測成附和導(dǎo)線網(wǎng)，平差成果作為導(dǎo)流洞襯砌施工測量的首級控制。高程控制測量采用四

4、等三角高程，在布設(shè)四等直伸導(dǎo)線的同時布設(shè)。第三節(jié) 高程測量EDM導(dǎo)線的施測要求 高程測量：水電工程的高程測量一般在施測EDM導(dǎo)線時同時完成。施測時按照四等或五等的三角高程要求進(jìn)行，要特別注意各項(xiàng)限差要求，確保精度要求（特別是往返高差），以防返工。也可在條件較好時用水準(zhǔn)測量的方法觀測高差。3 EDM三維導(dǎo)線的長度及精度估算地面導(dǎo)線的建立除了測圖外，主要是為了指導(dǎo)隧洞的開挖并使之貫通，以及放樣攔水壩、廠房及壓力管等，其中最主要的是用于前者。根據(jù)貫通誤差的來源與分配的原則3，對于雙向開挖的隧洞，地面控制對橫向貫通的影響值為M為貫通誤差，以M10cm代入，M58cm，即得地面導(dǎo)線最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差。對

5、于上述的三種形式導(dǎo)線，都可用直伸支導(dǎo)線終點(diǎn)精度的估算方法來估算導(dǎo)線最弱點(diǎn)的精度。在任意平面直角坐標(biāo)系中，支導(dǎo)線由于沒有起算數(shù)據(jù)誤差和因起算數(shù)據(jù)誤差引起的誤差4，其最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差的計算如下式：根據(jù)大量的EDM一級導(dǎo)線測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計，測距精度等于或高于55PPM的2全站儀的測距中誤差±5MM，測角中誤差約為±35，據(jù)此并依（1）式計算不同長度和邊數(shù)的支導(dǎo)線最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差M（如表1）。從上表可以看出，當(dāng)導(dǎo)線的長度達(dá)到或超過2000M時，最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差達(dá)到或超過了58cm，也即在地面導(dǎo)線長度在2000M以內(nèi)時，可用單支導(dǎo)線（一級導(dǎo)線的觀測要求）控制；當(dāng)長度在2000M以上

6、時，應(yīng)用閉合或雙支導(dǎo)線作控制，它們的最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差為單支導(dǎo)線 1）GPS與EDM導(dǎo)線相結(jié)合用于小水電工程的地面控制測量，是一種效率高、平面精度高，并省力的好方法，但該法投入大，外業(yè)儀器多，高程精度欠佳。在高程精度要求稍低時（±10cm），可直接用其成果，不需再進(jìn)行四等EDM三角高程測量。2）EDM三維導(dǎo)線是水電工程測量中常用的方法，但布點(diǎn)時要盡量使導(dǎo)線成直伸狀，以提高精度減少橫向貫通誤差。3）對于地面控制導(dǎo)線長度小于1500M的短隧洞，單支導(dǎo)線作為它的地面控制測量方法，是個很好的選擇，不但省時省力，而且效益好。該法在近幾年省內(nèi)外的小水電工程的隧洞施工中被作者多次應(yīng)用，效果非常好，

7、貫通誤差均在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)。單支導(dǎo)線的測量要注意自身的校核，如測左右角，雙儀高法重測等第二章 輸水隧洞施測方法和導(dǎo)線設(shè)計要求第一節(jié) GPS與EDM在隧洞施工測量中的應(yīng)用GPS與EDM導(dǎo)線結(jié)合的方法對于高水頭的小水電工程，輸水隧洞的控制是整個工程的核心。由于小水電工程處位于山地狹谷這種特殊的位置，采用GPS測量往往受到地形條件的限制，不能直接在壩址、進(jìn)出洞口（支洞口）、廠房等關(guān)鍵位置上施測，而只能在附近山脊等開闊處選取合適的點(diǎn)，再用EDM導(dǎo)線延伸至需要的位置上。在各施工區(qū)如壩址、洞口、廠房等處布點(diǎn)時，每處至少應(yīng)布設(shè)23個點(diǎn)，并使各相鄰點(diǎn)兩兩通視，最好能組成一個三角形。GPS觀測的時間依工程對點(diǎn)

8、位的精度要求不同而不同，一般2030分鐘即可，檢驗(yàn)測量成果精度的方法，通常有3種：用全站儀（測距儀）測量兩點(diǎn)間的平距與GPS二維約束邊長進(jìn)行比較（同一投影面上）1；用全站儀測量單角，與GPS坐標(biāo)反算角度值進(jìn)行比較；用GPS對原測點(diǎn)位在不同時間進(jìn)行重測等方法進(jìn)行檢驗(yàn)。GPS測量的二維精度可靠，但高程精度偏低，其高程中誤差一般為±10cm，不能滿足施工要求而需重新布設(shè)一條具有四等精度的測距三角高程導(dǎo)線或水準(zhǔn)路線，這項(xiàng)測量工作特別是在交通不便的山區(qū)，工作量也是非常大的。第二節(jié) EDM三維導(dǎo)線的布設(shè)和精度要求測距導(dǎo)線作為小水電工程的地表控制，也是非常合適的。一方面全站儀在生產(chǎn)單位已得到全面的

9、普及，同時它又有良好的測角、測距精度，目前2秒級全站儀每公里測距精度一般都在32PPM（MM）以內(nèi)，另一方面，測距導(dǎo)線選點(diǎn)的自由度大，能在所需要的地方布點(diǎn)，并能一次性完成平面和高程控制測量。為提高隧洞的貫通精度，減少壩址與廠房間的控制點(diǎn)的數(shù)量，導(dǎo)線宜布設(shè)成直伸型。1）閉合導(dǎo)線：這種閉合導(dǎo)線的布設(shè)形式為狹長型（如圖1），為進(jìn)洞口控制點(diǎn)，D為出洞口控制點(diǎn)，1、2、6點(diǎn)為中間點(diǎn)，單號點(diǎn)與雙號點(diǎn)各構(gòu)成一條導(dǎo)線，選點(diǎn)時，應(yīng)使1與2，3與4等兩兩相鄰的點(diǎn)間距為2M以內(nèi)，并用鋼卷尺量出間距。觀測時按閉合導(dǎo)線的要求施測，從始按1、2、36順序至D。水平角、豎直角、斜距的觀測及往返平距和高差的限差要求，視隧洞的

10、長度分別依一或二級導(dǎo)線和四、五等EDM三角高程的要求。這種形式布設(shè)的導(dǎo)線點(diǎn)位坐標(biāo)不僅可以得到檢核和精度衡量，同時最大限度的減少了工作量。2）雙支導(dǎo)線：當(dāng)狹長的閉合導(dǎo)線中的某一點(diǎn)或幾點(diǎn)重合時，即成此類型（如圖2）。這種導(dǎo)線與閉合導(dǎo)線的觀測相同。一般地，這種導(dǎo)線可單雙站交替設(shè)置，在重合點(diǎn)上只需設(shè)置一次儀器或覘牌。計算既可按兩條支導(dǎo)線單獨(dú)進(jìn)行，也可按閉合導(dǎo)線的方法進(jìn)行計算（當(dāng)路線交叉時，只能按雙支導(dǎo)線計算），此外，還可以比較重合點(diǎn)以及終點(diǎn)的坐標(biāo)值而得到檢核。上述兩種導(dǎo)線還可通過比較兩鄰近點(diǎn)的實(shí)測距離與它們的坐標(biāo)反算距離進(jìn)行檢核2。3）單支導(dǎo)線：當(dāng)引水洞較短時（一般小于15M），可布設(shè)成單支導(dǎo)線（如圖

11、3）。觀測的內(nèi)容與各項(xiàng)精度指標(biāo)與上述兩類導(dǎo)線一致。為便于檢核，水平角觀測時應(yīng)對左右角各觀測一至二測回，圓周閉合差應(yīng)小于10秒。在進(jìn)行距離和高差觀測時，可用兩次儀高法觀測，以獲得兩組數(shù)據(jù)而得到校核。差應(yīng)±0.3m。橫斷面測量的測設(shè)要求：  1中心線與河道、溝渠、道路等交叉時，應(yīng)測出中心線與其交角。當(dāng)交角大于85°、小于95°時，可只沿中心線施測一條所交渠、路的橫斷面；當(dāng)交角小于85°或大于95°時，應(yīng)垂直于所交渠、路和沿中心線方問各測一條斷面。  2橫斷面通過居民地時，一側(cè)測至居民地邊緣，并注記村名，另一側(cè)應(yīng)適當(dāng)延長。橫斷面遇

12、到山坡時，一側(cè)可測至山坡上l-2點(diǎn)，另一側(cè)適當(dāng)延長。  3橫斷面上地形點(diǎn)密度，在平坦地區(qū)最大點(diǎn)距不得大于30m。地形變化處應(yīng)增加測點(diǎn)，提高橫斷面的精度。  4渠道沿線察看。渠道放線測量的f司時應(yīng)注意觀察沿線的地形地貌、植被情況，并以樁號為準(zhǔn)做好記錄。新建渠道應(yīng)察看是否穿越農(nóng)出或林帶、居民點(diǎn)等；老渠道應(yīng)查看已建建筑物的使用狀況，并應(yīng)做好記錄。注意查看渠道沿線是否有可供渠道施工用的道路、水源和料場。較重要的交叉建筑物還要測大比例尺地形圖。  第三章 斷面驗(yàn)收及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理第一節(jié) 斷面基本導(dǎo)線邊后方交會由于溪洛渡電站的導(dǎo)流洞開挖斷面為20m×22m，采用大型的

13、鑿巖臺車打眼，每天進(jìn)尺達(dá)10米左右，斷面的精度要求小于5mm。中心和開挖輪廓線均要求測量人員放樣。由于大型的裝載機(jī)和20噸以上的汽車出渣，測量人員根本無法按傳統(tǒng)的方法在接近掌子面附近布設(shè)控制點(diǎn)，布設(shè)在頂板太高，布設(shè)在地上汽車碾壓，不易保護(hù)。測量速度趕不上施工進(jìn)度，迫切需要采用新的測量方法進(jìn)行測量控制點(diǎn)的布設(shè)。測量人員經(jīng)過討論和試驗(yàn)采用了在洞壁上布設(shè)控制點(diǎn)，觀測時采用邊角后方交會的方法來解決這個問題。具體方法為：首先在距掌子面100m左右外布設(shè)高精度的導(dǎo)線，在高精度的導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)站，用免棱鏡全站儀在洞壁上布設(shè)控制點(diǎn)，布設(shè)洞壁控制點(diǎn)時采用一定的措施，保證點(diǎn)位的精度。在100m的范圍內(nèi)，采用邊角后方交會

14、的方法在洞壁上布設(shè)控制點(diǎn)，現(xiàn)場放樣利用洞壁上控制點(diǎn)，采用邊角后方交會的方法，進(jìn)行掌子面開挖輪廓線的放樣。超過100m左右 ，后續(xù)導(dǎo)線布設(shè)新的高級控制點(diǎn)，用新的高級控制點(diǎn)對洞壁點(diǎn)進(jìn)行重新布設(shè)。下圖洞內(nèi)為邊角后方交會示意圖，圖中P點(diǎn)為設(shè)站點(diǎn)，A、B為布設(shè)在洞壁上的控制點(diǎn)。根據(jù)測得的PA的距離以及PA、PB間的夾角可迅速計算出P點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)測得P、A間的高差可計算出P點(diǎn)的高采用該種方法，可以在施工干擾較大的環(huán)境下迅速架設(shè)好儀器并測量計算出測站坐標(biāo)，在保證測量放樣精度的同時極大的提高了測量工作效率。測成象清晰，測量結(jié)果準(zhǔn)確。第二節(jié) 施工坐標(biāo)系與洞內(nèi)相對坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換溪洛渡水電站采用的是獨(dú)立的金沙江坐標(biāo)

15、系，在導(dǎo)流洞施工時，測量人員為施工施工方便施工，采用了洞內(nèi)的相對坐標(biāo)系統(tǒng)。該坐標(biāo)系統(tǒng)具體確立方法如下：在洞內(nèi)相對坐標(biāo)系中，以遂洞起點(diǎn)為零點(diǎn)；以隧洞軸線為X軸，隧洞前進(jìn)方向?yàn)檎较?，樁號為X值，以垂直于軸線方向?yàn)閅軸組成左手坐標(biāo)系，以距軸線的垂直距離為Y值。高程仍采用原高程系統(tǒng)。在這套洞內(nèi)相對坐標(biāo)系中，某一個點(diǎn)的X、Y值直觀的反映了該點(diǎn)的樁號及距洞軸線的距離，使對隧洞的測量放樣和編寫放樣程序都非常方便。同時，該坐標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用也給以后斷面驗(yàn)收帶來極大的方便?？偨Y(jié)通過上文所述施工測量過程，溪洛渡右岸導(dǎo)流洞工程的施工測量工作完全符合測量規(guī)范要求，滿足了生產(chǎn)的需要。并且通過生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)大量洞挖施工測量的

16、性工藝和新方法。但也存在不足之處，例如對新的創(chuàng)新與方法總結(jié)不夠還需從理論與實(shí)際兩方面繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)等。隨著工程測量學(xué)的發(fā)展，越來越多的新工藝、方法運(yùn)用到實(shí)踐生產(chǎn)中，而溪洛渡導(dǎo)流洞工程由于工程浩大，測量精度要求高，工期較緊，因此在實(shí)踐中大量的運(yùn)用了新的測量工藝、方法，如以下幾種。1 隧洞控制點(diǎn)的補(bǔ)設(shè)方法以及邊角后方交會的普遍運(yùn)用傳統(tǒng)的隧洞控制測量的導(dǎo)線點(diǎn)都是布設(shè)在地面上，但是由于隧洞中環(huán)境很差，布設(shè)在地面上的控制點(diǎn)很容易會因出渣車輛碾壓，施工機(jī)械碰撞等原因損毀或被洞渣掩埋而無法使用，因此在溪洛渡水電站右岸導(dǎo)流洞施工測量中，利用地面高精度控制點(diǎn)在洞壁上補(bǔ)設(shè)低一級的控制點(diǎn)結(jié)合邊角后方交會的測量方法普遍運(yùn)用，在保證其精度完全符合要求的同時大大提高了勞動生產(chǎn)率。2 洞內(nèi)相對坐標(biāo)系的普遍應(yīng)用在溪洛渡右岸導(dǎo)流洞施工測量中，三條導(dǎo)流洞的洞內(nèi)測量全部都應(yīng)用了洞內(nèi)相對坐標(biāo)系統(tǒng)，這種坐標(biāo)系對于隧洞的現(xiàn)場放樣以斷面驗(yàn)收都非常的方便，尤其對于斷面驗(yàn)收工作，成倍的提高了工作效率。3 全站儀外業(yè)采集數(shù)據(jù)，內(nèi)業(yè)用CASS軟件成圖的作業(yè)模式在溪洛渡右岸導(dǎo)流洞施工測量中，全站儀外業(yè)采集數(shù)據(jù)，內(nèi)業(yè)用CASS軟件成圖的作業(yè)模式已經(jīng)成為常規(guī)的作業(yè)模式，使用這種全數(shù)字化的作業(yè)模式不但使測量的內(nèi)業(yè)工作大為減輕，而且由于數(shù)據(jù)從采