水利工程測(cè)量1

水利工程測(cè)量水準(zhǔn)測(cè)量22、水準(zhǔn)測(cè)量目的和要求：1、了解水準(zhǔn)測(cè)量原理和水準(zhǔn)儀基本構(gòu)造；2、掌握DS3水準(zhǔn)儀的使用方法；3、掌握水準(zhǔn)測(cè)量的施測(cè)方法和內(nèi)業(yè)計(jì)算；4、掌握水準(zhǔn)測(cè)量的基本檢驗(yàn)和校正；5、了解水準(zhǔn)測(cè)量的誤差影響及消減方法。

2.1水準(zhǔn)測(cè)量原理1.水準(zhǔn)測(cè)量概念水準(zhǔn)測(cè)量是運(yùn)用水準(zhǔn)儀所提供的水平視線來(lái)測(cè)定兩點(diǎn)間的高差，根據(jù)某一已知點(diǎn)的高程和兩點(diǎn)間的高差，計(jì)算另一待定點(diǎn)的高程。2．水準(zhǔn)測(cè)量的原理a———后視讀數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)后視），通常是已知高程點(diǎn)A的水平視線截尺讀數(shù)；b———前視讀數(shù)（前視），是未知高程點(diǎn)B的水平視線截尺讀數(shù)。測(cè)得A點(diǎn)至B點(diǎn)的高差后，可求得B點(diǎn)的高程：高差法：視線高法：當(dāng)A、B兩點(diǎn)間距離較遠(yuǎn)或高差較大時(shí)，必須設(shè)置多個(gè)測(cè)站才能測(cè)定出高差。由圖2-2可知圖中的立尺點(diǎn)稱(chēng)為轉(zhuǎn)點(diǎn)TP1、TP2、、、TPn-1，是測(cè)量過(guò)程中臨時(shí)選定的，在確定B點(diǎn)的高程工作中，轉(zhuǎn)點(diǎn)起到傳遞高程的作用。此時(shí)圖2—2分段水準(zhǔn)測(cè)量2.2水準(zhǔn)測(cè)量的儀器和工具進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量的儀器是水準(zhǔn)儀，所用的測(cè)量工具是水準(zhǔn)尺和尺墊。7水準(zhǔn)儀按測(cè)量精度分為DS0.5、DS1、DS3

。“D”，“S”分別是“大地測(cè)量”、“水準(zhǔn)儀”的漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)字母。下標(biāo)數(shù)字表示這些型號(hào)的儀器每公里往返測(cè)高差中數(shù)的中誤差，以毫米為單位。DS3型為普通水準(zhǔn)儀，可用于一般工程建設(shè)測(cè)量、國(guó)家三四等水準(zhǔn)測(cè)量，是目前工程上使用最普遍的一種。1．水準(zhǔn)儀系列及功能2.水準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu)及各部件功能1、物鏡；2、物鏡對(duì)光螺旋；3、水平微動(dòng)螺旋；4、水平制動(dòng)螺旋；5、微傾螺旋；6、腳螺旋；7、水準(zhǔn)管觀測(cè)窗；8、水準(zhǔn)管；9、圓心準(zhǔn)器；10、圓心準(zhǔn)器校正螺旋；11、目鏡及目鏡對(duì)光螺旋；12、三腳架圖2—3DS3水準(zhǔn)儀水準(zhǔn)儀主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座和三腳架組成。儀器主要部件的名稱(chēng)如圖2-3所示。1）望遠(yuǎn)鏡

望遠(yuǎn)鏡是用來(lái)精確瞄準(zhǔn)遠(yuǎn)處目標(biāo)的。望遠(yuǎn)鏡由物鏡、目鏡、十字絲和對(duì)光鏡筒構(gòu)成（圖2-4）。1、

物鏡；2、目鏡；3、調(diào)焦透鏡；4、十字絲分劃板；5、物鏡對(duì)光螺旋；6、目鏡調(diào)焦螺旋；圖2-4望遠(yuǎn)鏡構(gòu)造十字絲交點(diǎn)與物鏡光心得連線稱(chēng)為視準(zhǔn)軸。視準(zhǔn)軸的延長(zhǎng)線為視線，它是瞄準(zhǔn)目標(biāo)的依據(jù)。2）水準(zhǔn)器水準(zhǔn)器是供整平儀器用的。水準(zhǔn)器分為圓水準(zhǔn)器和水準(zhǔn)管兩種。

圖2—5圓水準(zhǔn)器圓水準(zhǔn)器——粗略整平

圖2-6水準(zhǔn)管水準(zhǔn)管——精確整平3）基座及三腳架基座由軸座、腳螺旋和連接板組成。儀器上部通過(guò)豎軸插入軸座內(nèi)，由基座承托，旋緊中心螺旋，使儀器與三腳架相連接。三腳架由木質(zhì)（或金屬）制成，腳架一般可伸縮，便于攜帶及調(diào)整儀器高度。3．水準(zhǔn)尺圖2—8塔尺水準(zhǔn)尺是水準(zhǔn)測(cè)量的重要工具（圖2-8），水準(zhǔn)尺的零點(diǎn)一般在尺的底部，尺的刻劃是黑（紅）白相間，每格是1cm或0.5cm，每分米處均注數(shù)字。超過(guò)1m有的加注紅點(diǎn)，如有2個(gè)紅點(diǎn)表示整米數(shù)為2m；有的米數(shù)用數(shù)字表示，如15則表示1.5m。水準(zhǔn)尺一般分為雙面水準(zhǔn)尺和塔尺兩種。4．尺墊應(yīng)用尺墊的目的是臨時(shí)標(biāo)志點(diǎn)位，并避免土壤下沉和立尺點(diǎn)位置變動(dòng)而影響讀數(shù)。圖2—9尺墊2.3水準(zhǔn)儀的使用1．水準(zhǔn)儀的安置2．粗略整平粗略整平153．瞄準(zhǔn)水準(zhǔn)尺視差產(chǎn)生及消除4．精平與讀數(shù)讀數(shù)注：在同一測(cè)站，對(duì)準(zhǔn)另一目標(biāo)時(shí)，水準(zhǔn)管氣泡都有偏離；每對(duì)準(zhǔn)一個(gè)目標(biāo)，都必須轉(zhuǎn)動(dòng)微傾螺旋使水準(zhǔn)管氣泡居中才能讀數(shù)。5．使用水準(zhǔn)儀應(yīng)注意的事項(xiàng)搬運(yùn)儀器前，應(yīng)檢查儀器箱是否扣好或鎖好，提手或背帶是否牢固從箱內(nèi)取出儀器時(shí)，應(yīng)先記住儀器和其他附件在箱內(nèi)安放的位置，以便用完后照原樣裝箱。安置儀器時(shí)，注意擰緊腳架的架腿螺旋和架頭連接螺旋；儀器安置后應(yīng)有人守護(hù)，以免外人扳弄損壞。

操作儀器時(shí)用力要均勻輕巧；制動(dòng)螺旋不要擰得過(guò)緊，微動(dòng)螺旋不能擰到極限。當(dāng)目標(biāo)偏在一邊用微動(dòng)螺旋不能調(diào)至正中時(shí)，應(yīng)將微動(dòng)螺旋反松幾圈（目標(biāo)偏離更遠(yuǎn)），再松開(kāi)制動(dòng)螺旋重新照準(zhǔn)。遷移測(cè)站時(shí)，如果距離較近，可將儀器側(cè)立，左臂夾住腳架，右手托住儀器基座進(jìn)行搬遷；如果距離較遠(yuǎn)，應(yīng)將儀器裝箱搬運(yùn)。(6)在烈日下或雨天進(jìn)行觀測(cè)時(shí)，應(yīng)撐傘遮住儀器，以防曝曬或淋雨。(7)儀器用完后應(yīng)清去外表的灰塵和水珠，但切忌用手帕檫拭鏡頭。需要檫拭鏡頭時(shí)，應(yīng)用專(zhuān)門(mén)的檫鏡紙或脫脂棉。

(8)儀器應(yīng)存放在陰涼、干燥、通風(fēng)和安全的地方，注意防潮、防霉，防止碰撞或摔跌損壞。172.4水準(zhǔn)測(cè)量的方法目的和要求1、了解水準(zhǔn)測(cè)量的誤差影響；2、了解水準(zhǔn)路線的布設(shè)形式；3、掌握水準(zhǔn)測(cè)量的觀測(cè)、記錄、計(jì)算、校核的方法。181、水準(zhǔn)點(diǎn)有永久性水準(zhǔn)點(diǎn)和臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)兩種。永久性水準(zhǔn)點(diǎn)：用砼預(yù)制而成，頂面嵌入半球的金屬標(biāo)志表示該水準(zhǔn)點(diǎn)的點(diǎn)位。用水準(zhǔn)測(cè)量的方法測(cè)定的高程控制點(diǎn)稱(chēng)為水準(zhǔn)點(diǎn)，記為BM。埋設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)后，須繪制說(shuō)明點(diǎn)位的平面圖，在圖上注明水準(zhǔn)點(diǎn)的編號(hào)和高程。臨時(shí)性水準(zhǔn)點(diǎn)：選在地面突出的堅(jiān)硬巖石或房屋勒腳、臺(tái)階上，用紅漆做標(biāo)記，或用木樁打入地下，樁頂上釘上一半球形釘子作為標(biāo)志。192、水準(zhǔn)測(cè)量的方法當(dāng)待測(cè)高程點(diǎn)距B已知水準(zhǔn)點(diǎn)A較遠(yuǎn)或坡度較大時(shí)，需在兩點(diǎn)間加設(shè)若干個(gè)立尺點(diǎn)，作為傳遞高程的過(guò)渡點(diǎn)，稱(chēng)轉(zhuǎn)點(diǎn)（TP）。這些轉(zhuǎn)點(diǎn)將測(cè)量路線分成若干段，然后依次安置儀器測(cè)出各段高差，求出hAB，計(jì)算出HB。如下圖中，已知水準(zhǔn)點(diǎn)BMA的高程，求待測(cè)B的高程。201、安置儀器于與后視（A）、前視（TP1）兩點(diǎn)間的等距離處。2、粗平儀器。3、照準(zhǔn)后視A，精平儀器，讀取后視讀數(shù)a1。4、照準(zhǔn)前視TP1，精平，讀取后視讀數(shù)b1，則第1站高差h1=a1-b1。5、同法觀測(cè)各站，求出各站高差。計(jì)算檢核測(cè)站測(cè)點(diǎn)水準(zhǔn)尺讀數(shù)(m)高差（m）高程(m)備注后視(a)前視（b)+-I1.6471.230

0.8240.417

II1.9311.107

III2.3450.412

1.933

IV2.4031.893

V0.724

1.291

VI0.816

0.933

9．8666．740

∑a-∑b=9.866-6.740=+3.126∑b=5.350-2.224=+3.126∑計(jì)算校核32.4320.510

2.015

1.749

5.3502.22435.558

BMATP1TP5TP6TP2TP3TP3TP4TP1TP2TP6BMB223、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核1）計(jì)算檢核：對(duì)記錄表中每一頁(yè)高差和高程計(jì)算進(jìn)行的檢核。每安置一次儀器，就測(cè)得一個(gè)高差。即：233、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核兩次儀器高法：在同一測(cè)站上，通過(guò)改變儀器高（＞10㎝）的方法測(cè)出兩次高差，兩次高差在容許范圍之內(nèi)（等外為±6㎜；四等為±5㎜），取其平均值作為該站的高差。雙面尺法：在同一測(cè)站上，儀器高度不變，用黑面、紅面尺分別測(cè)出兩次高差，兩次高差之差在容許范圍之內(nèi)（等外為±6㎜；四等為±5㎜），取其平均值作為該站的高差。2）測(cè)站檢核：一個(gè)測(cè)站觀測(cè)結(jié)果的檢核。243、水準(zhǔn)測(cè)量的檢核3）成果檢核：對(duì)整個(gè)水準(zhǔn)路線的成果的檢核。

水準(zhǔn)路線：水準(zhǔn)測(cè)量所經(jīng)過(guò)的路線。布設(shè)形式：閉合水準(zhǔn)路線、附合水準(zhǔn)路線、支水準(zhǔn)路線。

水準(zhǔn)路線的成果檢核：水準(zhǔn)測(cè)量成果的精度是用高差閉合差來(lái)衡量的。高差閉合差fh：觀測(cè)高差值與理論高差值之差。25閉合水準(zhǔn)路線：從一水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，沿各待定高程點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后又回到原水準(zhǔn)點(diǎn)，所形成的環(huán)形路線。26附合水準(zhǔn)路線：從一水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，沿各待定高程點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，最后附合到另一水準(zhǔn)點(diǎn)上，所形成的路線。即在兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)間布設(shè)的水準(zhǔn)路線。27支水準(zhǔn)路線：從一水準(zhǔn)點(diǎn)出發(fā)，沿各待定高程點(diǎn)進(jìn)行水準(zhǔn)測(cè)量，末端仍為一未知點(diǎn)的水準(zhǔn)路線。28水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求:差閉合差在容許范圍時(shí)，閉合差可按測(cè)站數(shù)或距離成正比例進(jìn)行改正，改正數(shù)的符號(hào)應(yīng)與閉合差的符號(hào)相反。改正后的高差總和應(yīng)等于零。根據(jù)已知點(diǎn)的高程和改正后的高差，依次計(jì)算各點(diǎn)的高程。

292.5水準(zhǔn)測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)計(jì)算目的及要求：掌握水準(zhǔn)測(cè)量的高程計(jì)算的方法。內(nèi)業(yè)計(jì)算的主要內(nèi)容：

調(diào)整高差閉合差，最后計(jì)算出各待定點(diǎn)的高程。

301、閉合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算首先檢查外業(yè)成果，并繪出水準(zhǔn)路線外業(yè)圖，再按以下步驟計(jì)算：1）將高差、測(cè)站數(shù)、點(diǎn)號(hào)等數(shù)據(jù)填入計(jì)算表上；2）計(jì)算高差閉合差：；3）計(jì)算高差閉合差容許值：

4）調(diào)整高差閉合差1、調(diào)整原則：將閉合差fh以相反的符號(hào)，根據(jù)各測(cè)段路線的長(zhǎng)度或測(cè)站數(shù)按比例分配到各測(cè)段的高差上，得改正后高差。2、高差調(diào)整數(shù)：3、檢核：5）計(jì)算改正后高差：

檢核：點(diǎn)號(hào)測(cè)站數(shù)實(shí)測(cè)高h(yuǎn)(m)改正V(mm)改正后高差h′（m）高程H(m)

26.2623+0.255-5+0.250126.5123-1.632-5-1.637224.8754+1.823-6+1.817326.6921+0.302-2+0.300426.9925-0.722-8-0.73026.262

總和16+0.026-260

輔助計(jì)算322、附合水準(zhǔn)路線成果計(jì)算首先檢查外業(yè)成果，并繪出水準(zhǔn)路線外業(yè)圖，再按以下步驟計(jì)算：（一）將高差、測(cè)站數(shù)、點(diǎn)號(hào)等數(shù)據(jù)填入計(jì)算表上；（二）計(jì)算高差閉合差：；（三）計(jì)算高差閉合差容許值：（四）調(diào)整高差閉合差1、調(diào)整原則：將閉合差fh以相反的符號(hào)，根據(jù)各測(cè)段路線的長(zhǎng)度或測(cè)站數(shù)按比例分配到各測(cè)段的高差上，得改正后高差。2、高差調(diào)整數(shù)：3、檢核：（五）計(jì)算改正后高差：

檢核：點(diǎn)號(hào)距離L(km)實(shí)測(cè)高差h(m)改正數(shù)(m)改正后高差h′（m）高程H(m)A1.2+2.432-0.0132.41910.72311.0+1.987-0.011+1.97613.14220.8-1.503-0.008-1.51115.11831.0-1.866-0.011-1.87713.730B

11.730∑4.0+1.050-0.043+1.007(+1.007)輔助計(jì)算342.6

水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正教學(xué)內(nèi)容：1、水準(zhǔn)儀軸線及其應(yīng)滿足的條件2、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正方法圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正十字絲的檢驗(yàn)與校正水準(zhǔn)管軸的檢驗(yàn)與校正351、水準(zhǔn)儀的軸線及其應(yīng)滿足的條件2）各軸線間應(yīng)滿足的幾何條件：

⑴L′L′∥VV⑵十字絲橫絲⊥VV⑶CC∥LL（主要條件）1）水準(zhǔn)儀的軸線：望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸CC、水準(zhǔn)管軸LL、圓水準(zhǔn)器L′L′、儀器豎軸VV。362、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正（一）圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)與校正

1、目的：使L′L′∥VV。

2、檢驗(yàn)方法：⑴用腳螺旋使圓氣泡居中；⑵轉(zhuǎn)動(dòng)儀器180°，若氣泡仍然居中，說(shuō)明滿足條件否則需校正。3、校正方法：⑴用腳螺旋使氣泡居中一半；⑵用校正工具拔動(dòng)校正螺絲使氣泡居中，再轉(zhuǎn)180°，反復(fù)進(jìn)行；⑶直到滿足任何方向氣泡均居中37（二）十字絲的檢驗(yàn)與校正1、目的：十字絲橫絲⊥VV；2、檢驗(yàn)方法：用十字絲交點(diǎn)照準(zhǔn)一點(diǎn)狀目標(biāo)M，轉(zhuǎn)動(dòng)水平微動(dòng)螺旋，若M點(diǎn)不離開(kāi)橫絲，說(shuō)明橫絲⊥VV，否則需校正。3、校正方法：松開(kāi)十字絲分劃板座的固定螺絲，旋轉(zhuǎn)目鏡座使橫絲水平，左右讀數(shù)一致。2、水準(zhǔn)儀的檢驗(yàn)與校正38（三）水準(zhǔn)管的檢驗(yàn)與校正1、目的：使LL∥CC。2、檢驗(yàn)方法：選相距60m～80m兩點(diǎn)A、B，立尺。（1）儀器安置在A、B中間測(cè)出正確高差。方法：變換儀器高度，測(cè)得兩次高差h1、h2（如圖）當(dāng)LL∥CC時(shí)：h1=a1′-b1′；h2=a2′-b2′當(dāng)LL不平行于CC，設(shè)CC傾斜了i角（如圖），引起讀數(shù)誤差Δ，但hAB并不受影響。所以，當(dāng)│h1-h2│≤3mm時(shí)，取兩次高差的平均值，作為AB兩點(diǎn)間的正確高差：hAB=│(h1+h2)│/2h1=a1-b1=(a1’+△)-(b1’+△)=a1′-b1′h2=a2-b2=(a2’+△)-(b2’+△)=a2′-b2′39(2)搬儀器到前視點(diǎn)B附近約3m處進(jìn)行檢驗(yàn)。先讀B尺讀數(shù)b3，然后再讀A點(diǎn)讀數(shù)a3

由于儀器離B點(diǎn)較近，由i角引起的b尺讀數(shù)偏差可忽略，則b3≈b3′。又由hAB=a3′-b3′，可得：a3′=b3+hAB（即A尺上的應(yīng)讀數(shù)）當(dāng)視準(zhǔn)軸偏差｜a3-a3′｜≤4mm時(shí)，不需校正。校正方法⑴用微傾螺旋，使中絲對(duì)準(zhǔn)遠(yuǎn)尺（A尺）的讀數(shù)為應(yīng)讀數(shù)；⑵用校正針拔動(dòng)水準(zhǔn)管上、下校正螺絲，使水準(zhǔn)管氣泡居中。⑶此項(xiàng)工作反復(fù)進(jìn)行，直到滿足條件