跨河水準測量新方法的

跨河水準測量新方法的探索福建鐵路建設(shè)有限公司測量QC小組執(zhí)筆：洪淮斌發(fā)布人：洪淮斌發(fā)布順序一、課題介紹二、選擇課題三、設(shè)定目標四、提出并確定最佳方案五、制定對策六、對策實施七、效果檢查八、鞏固措施和標準化九、總結(jié)及今后的打算名詞解釋（一）跨河水準測量——

視線長度超過規(guī)范規(guī)定，跨越江河（或湖塘、寬溝、洼地、山谷等）的水準測量。名詞解釋（二）全站儀對邊測量

——根據(jù)三角高程測量原理和余弦定理，用全站儀間接地測定遠處兩測點間的斜距、平距、高差。名詞解釋（二）制圖：洪淮斌

日期：2004年12月24日平距D高差h課題介紹福州市灣邊大橋起于福州市灣邊，終于閩侯縣南嶼，是福廈高速公路復(fù)線工程的配套控制工程，福建省和福州市雙重點工程。灣邊大橋跨越福州市兩大河流之一的烏龍江，大橋全長1874m，其中跨江部分約1500m，主航道寬約500m。課題介紹福州市灣邊大橋效果圖課題介紹該橋的主橋和引橋均為大跨度連續(xù)梁，為保證施工放樣精度和大橋順利合龍，從測量角度考慮，跨500m主航道的高程測量是難點、同時也是重點之一。課題介紹我們QC小組探索出的“應(yīng)用全站儀對邊測量技術(shù)實現(xiàn)跨河水準”的方法，充分利用全站儀的功能，操作簡單快捷、結(jié)果準確，較好地克服了三角高程受外界因素影響大的弊病，可以說是目前較好的替代傳統(tǒng)跨河水準測量的方法之一。小組概況小組名稱福建鐵路建設(shè)有限公司測量QC小組成立日期2004年10月1日小組人數(shù)5人課題名稱跨河水準測量新方法的探索注冊日期2004年12月22日注冊號FTJS:2004-010-012＃重新登記2005年1月10日新注冊號FTJS:2005-010-012＃課題類型創(chuàng)新型QC教育間平均48小時以上活動時間2004.12.20～2005.3.10活動次數(shù)6次制表：洪淮斌

日期：2004年12月20日小組主要成員序姓名年齡職稱文化程度組內(nèi)職務(wù)及分工1洪淮斌32工程師測量專業(yè)本科組長2王澄28助理工程師測量專業(yè)本科副組長3林凡29助理工程師鐵道工程中專對策實施／記錄整理4戴天榮34工程師路橋?qū)I(yè)大專對策實施／資料收集5劉傳標63高級工程師測量專業(yè)本科技術(shù)顧問制表：洪淮斌

日期：2004年12月20日選擇課題——提出問題面臨現(xiàn)狀福州市灣邊大橋跨越寬度500m的烏龍江主航道，且主橋和引橋均為連續(xù)梁，根據(jù)規(guī)范要求，跨河兩水準點間高差的中誤差不得超過2mm。因此，高程控制尤其是跨主航道水準測量是施工控制的關(guān)鍵和難點之一。目前，跨河水準測量大多采用高精度水準儀實現(xiàn)。我們單位沒有這種方法所需的高精度水準儀，但擁有全站儀、GPS等先進測量儀器。引出課題探索出一種新的實現(xiàn)跨河水準測量的方法，要求使用施工單位的常規(guī)儀器，操作簡便、快捷選擇課題——調(diào)查分析我國的橋梁建設(shè)已經(jīng)進入飛速發(fā)展的時期，跨越大江、大河的橋梁越來越多。此外，承擔跨江、河大橋施工的單位也不再局限于幾個大型的專業(yè)單位，這就使得跨河水準測量的應(yīng)用越來越普遍。選擇課題——調(diào)查分析高精度水準儀實現(xiàn)跨河水準測量操作繁瑣，而且儀器較貴（配齊一套國產(chǎn)儀器最少也得一萬多元，如果是性能和穩(wěn)定性較好的進口儀器則更貴），使用率極低，因此施工單位很少配備這樣的儀器。選擇課題——調(diào)查分析全站儀等先進儀器已經(jīng)在施工單位中廣泛應(yīng)用，但目前仍只局限于測角、測距、放樣等基本功能的應(yīng)用上，能否用這些先進測量儀器來代替水準儀實現(xiàn)遠距離高程測量一直是廣大技術(shù)人員探索、研究的問題。選擇課題——研究原因傳統(tǒng)跨河水準測量所使用的儀器太專業(yè)，施工過程中一般不需要這么高精度的水準儀，極低的使用率使得極少施工單位會配備這種水準儀；此外，還要自制觀測用的照準覘牌。選擇課題——研究原因測量的程序、操作要么太繁瑣，要么專業(yè)性太強（太復(fù)雜），不易掌握?，F(xiàn)場很多技術(shù)人員要么忙于施工測量放樣，要么安于現(xiàn)狀，不愿冒險，被“按規(guī)范要求測量總是沒錯”的思想所左右。選擇課題——確定課題通過以上的調(diào)查分析，我們確定了本次活動的課題——跨河水準測量新方法的探索設(shè)定目標目標論證規(guī)范規(guī)定橋梁施工高程控制網(wǎng)中，跨河兩水準點間高差的中誤差不應(yīng)大于2mm，如果我們的方法無法滿足這個精度要求，就不能應(yīng)用于跨河水準測量中，也就失去了它的意義。目帶標下論狠證（續(xù)一郊）工期要求——根據(jù)儀業(yè)主的總色體部署，其大橋的平箏面、高程絮控制測量礎(chǔ)等測量工永作必須在屬短時間內(nèi)演完成，為丸1月2慕8日舉行縫開工典禮都創(chuàng)造條件叢。按時完彈成測量任頁務(wù)對項目稍的后續(xù)工枕作安排起告著重要作張用，這也協(xié)是項目部飲對業(yè)主的究承諾，事關(guān)企業(yè)往的信譽。目標雷論娛證（續(xù)二活）從我們小組的組井成結(jié)構(gòu)看，測量吧專業(yè)本科砍畢業(yè)的貼3人，8遭年以上大鑒型工程施松工測量經(jīng)酸驗的4人填，小組成倡員具有扎序?qū)嵉睦碚摎埢A(chǔ)、豐忘富的工程羅施工測量豆經(jīng)驗。此節(jié)外，我們滔具有多年既的全站儀情、GPS短等儀器的優(yōu)應(yīng)用經(jīng)驗蛛，對其性躺能、測量佩的精度有受相當?shù)陌延椅?。?jīng)過論堅證，小暗組成員宵一致認指為——設(shè)定的剖目標充頌分必要帖、合理慘可行。提敘出仁各運種絲式方倚案編號測量方案1GPS測量技術(shù)實現(xiàn)跨河水準測量2全站儀三角高程實現(xiàn)跨河水準測量3全站儀對邊測量技術(shù)實現(xiàn)跨河水準測量制蓋表：王馳澄日獅期：200榆4年癥12地月搬24碌日方續(xù)案供比老選為了保證需測量方案蓬能順利實猜施，并且塊達到預(yù)期別的目標，冰我們運用加“頭腦風省暴法”對般三個方案的優(yōu)忙、缺點進行全導(dǎo)面的討論、分僅析，為下填一步方讓案評估妻以及確港保方案裙順利實扶施打下色堅實的決基礎(chǔ)。方案優(yōu)采、缺點渾對照表優(yōu)點缺點方案一——GPS測量與平面控制網(wǎng)同步觀測；數(shù)據(jù)處理可結(jié)合專業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件進行；結(jié)果準確性較高；需測量橋位的高程異常值；需推導(dǎo)或驗證適用、易掌握的高程擬合模型；專業(yè)性強，尤其是內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜；使用的儀器不具普遍性；制遙表：洪淮斌日磚期：200耍4年鐘12駕月帶23俯日方案優(yōu)、宵缺點對照很表（續(xù)一錘）優(yōu)點缺點方案二——三角高程測量操作簡單；人工數(shù)據(jù)計算處理，但計算方法較為簡單；可收集到相關(guān)的經(jīng)驗供參考；使用施工單位的常規(guī)儀器；需對向觀測，且要求對向觀測的大氣條件相同或相近，受天氣尤其是大氣折光的影響很大；測量時間較長；測角的精度要求很高，遠距離的高差精度很難保證；制松表：洪淮斌日燃期：2004夏年1狼2月疾23日方案優(yōu)桐、缺點乒對照表（續(xù)二芽）優(yōu)點缺點方案三——對邊測量一次置鏡即可完成觀測，受天氣和環(huán)境條件的影響小；結(jié)果直接顯示，人為誤差?。粶y量操作簡單、快捷；結(jié)果的可靠性和準確性高；使用施工單位的常規(guī)儀器；可參考的資料少；棱鏡高度的量取誤差較大；對全站儀的精度、穩(wěn)定性、可靠性要求較高；制鐵表：洪淮斌日畝期：200罪4年姓12柱月必23茅日方縫案括評始估為了保擦證測量紡結(jié)果準牢確可靠撐，并用隔最經(jīng)濟作的方案忙順利完票成跨河輸水準測根量任務(wù)惹，我們膀采用“加權(quán)平均童法”對三被個方案欲進行評估，由此逐得出最銀終的結(jié)獨論。方崖案鴿評沙估上表照(一)方案名稱評估結(jié)論方案一GPS測量技術(shù)實現(xiàn)跨河水準測量因素權(quán)洪王林戴劉得分否定可靠性53432270準確性44543376易操作性24533336推廣性1221117合計189制醫(yī)表：洪淮斌日袖期：2004飾年1黑2月搞24日方案啞評萍估幕表(幕二)方案名稱評估結(jié)論方案二全站儀三角高程實現(xiàn)跨河水準測量因素權(quán)洪王林戴劉得分否定可靠性53333375準確性43333256易操作性24333230推廣性15554423合計184制濤表：洪淮斌日班期：200蘋4年勿12濤月迷24諒日方案伸評樓估使表(叫三)方案名稱評估結(jié)論方案三全站儀對邊測量技術(shù)實現(xiàn)跨河水準測量因素權(quán)洪王林戴劉得分首選可靠性55443395準確性45544384易操作性25545344推廣性15555424合計247制探表：洪淮斌日姿期：2004憶年1忽2月鹿24日確定臘最佳渡方案經(jīng)過綜細合分析繁和評估流，全站儀對是邊測量技裕術(shù)實現(xiàn)跨刻河水準測炕量方案以較逗高的可靠菠性和準確禿性、實施絲式簡單、易聲推廣，并符可充分挖情掘全站儀董的潛力等秀優(yōu)點受到婦了小組成權(quán)員的青睞埋，大家一催致同意將盒該方案定宰為首選方案。制合定鋒對蹲策跨河水造準測量我方案確悶定后，訂我們按核“5W芬1H乖”的原威則，對抵實施該艷方案存在的問珍題和難點禍進行研究愁分析，并洲制定相應(yīng)似的對策。對邊測錘量方案膊對策表序問題對策目標措施負責人時間1測角精度對測量結(jié)果影響大提高角度測量精度測角精度控制在可接受范圍使用檢定合格的高精度全站儀；選擇合適的天氣和地形；減少儀器系統(tǒng)誤差洪淮斌林凡200412.31～20051.202棱鏡高度誤差大、棱鏡下沉提高量高精度降低下沉影響誤差控制在1mm以內(nèi)水準儀測量棱鏡高度；多次量取棱鏡高；優(yōu)化對邊測量觀測順序洪淮斌王澄200412.31～20051.20制蠅表：林受凡日幸期：200餃4年折12碼月顆31坡日對邊測量溝方案對策龜表（續(xù)一鞭）序問題對策目標措施負責人時間3大氣折光、地球曲率及環(huán)境的影響降低影響的程度將影響降低到可接受的程度通過查閱資料、現(xiàn)場調(diào)查，借鑒他人成功經(jīng)驗；優(yōu)化跨河位置；洪淮斌戴天榮200412.31～20051.104應(yīng)觀測多少測回，限差如何控制確定觀測的測回數(shù)和限差計算公式保證測量結(jié)果的準確性和可靠性從理論上分析計算所需測回數(shù)；通過查閱資料，確定觀測限差的計算公式洪淮斌200412.31～20051.20制哄表：林凡日濤期：2004調(diào)年1險2月澇31日實施午階免段提高測爭角精度保證成嗚果精度我們從繳對邊測鞏量的基猛本原理墓入手，乓運用誤婦差理論須進行分絡(luò)析。實施息一實獵施跡一根據(jù)全吸站儀對主邊測量月原理，句由誤差宅傳播定藝律可得纖：對邊之測量高件差的中勺誤差計測算公式尿——主飛要殺的誤差來睜源實兩施向一(1)使用測廳角精度蜘1″的戀全站儀；(2)禾確維保儀器塑處于合規(guī)格狀態(tài)離；(3)姐觀測時竄嚴格按要詠求操作儀童器；(4)不選擔擇合適憶的天氣拉施測；(5)選擇最佳器的地形。實賄施黨階破段制揀圖：戴天榮日灰期：200荷5年奏1狗月穴12案日全站儀顯芽示兩點間告的平距和儲高差實施一小應(yīng)結(jié)：提高了測仔角精度，亦為測量結(jié)掉果的精度饒和可靠性贏提供了有控力的保證頸。200焰5年1梳月20橫日實施辣階牢段采用水裕準儀量豎高法提高棱鏡醬量高的精略度采用鋼卷捐尺按斜量御法量取棱齒鏡高度的享精度約為王±2～3m填m，這吉對于跨伏河水準三測量顯暢然是無顧法接受敢的。為此，臭我們實彼施如下互……實施炭二實叛施形二（1）掉在距棱篩鏡2.平5～3.5m億處安置水興準儀，直徐尺對準棱沒鏡覘牌中挑心，用水膽準儀讀取痛直尺的讀蠟數(shù)(讀至0.1逐mm)；棱觸鏡移去鞠后在轉(zhuǎn)燈點上立鐘水準尺組，把直準尺對準石水準尺痰的整數(shù)搏刻劃，碧用水準磚儀讀取壯水準尺霞和直尺回的讀數(shù)頸(讀至0.1m坡m)。網(wǎng)這兩個鏟數(shù)值之灘差即為腫棱鏡高槍?！核疁蕛x浸量高法』現(xiàn)測棱鏡高2.5尤～3.蕉5m實參施第二（2）坦對邊測濱量前、菠后及觀冷測半數(shù)勝測回時叼各測量鍬一次棱放鏡高，衰取平均露值；（3）喜優(yōu)化對繪邊測量悲的觀測閑順序：耽奇數(shù)測狼回觀測桑順序為場“后－前般－前－監(jiān)后”，偶數(shù)緣瑞測回改為計“前－后－籮后－前”。實施二小蟲結(jié)：棱鏡高度大測量的精妻度達±0魄.2mm庫，提高了定十倍；并吵有效地克唱服了觀測鹿過程中棱腫鏡下沉的餡不利影響納。2005現(xiàn)年1月2芽0日實施灣階宜段減少天氣挑和環(huán)境的川影響對邊測量唉的基本原雙理是三角塵高程測量疑，大氣折錦光、地球以曲率等對搶測量結(jié)果販的影響是姻不容忽視碑的。我們緞具體實施惱如下……實施姐三實漆施劣三(1)暢采用支推薦的仆大氣折僻光系數(shù)畏0.1銹3，并輩輸入全關(guān)站儀中場實時進屑行改正你；(2)射實測栽儀器中滿心的溫殖度（讀碌至0.沙2℃）散和大氣饞壓（讀氧至1P犯a），踩輸入全筐站儀中豎實時進仍行改正射；實臥施址三(3)蒙觀測前打達開儀器箱艙半小時以賞上；(4)坐前后視邊逝長、高差炎相近，減歪少地球曲估率、大氣另折光的影領(lǐng)響；(5)許兩岸的臨態(tài)時水準點勇到水邊的緣瑞距離、距餅水面的高蟲度相近，俊保證前后沒視線通過靜的環(huán)境相矩近。實施三小振結(jié)：大大降低慕了外界因道素的影響押，保證了堂測量成果缸的精度。2005刺年1月1脫0日實殲施延階藍段理論分析軍計算，確麗定對邊測好量的測僻回數(shù)和吸限差為了保證半測量成果壓的可靠性擦和準確性耕，我們從巧理論上進牽行分析計元算。實施壤四實劇施牌四測回數(shù)撒的確定我們采能用的全未站儀測趨角精度荷1″，殼測距精暗度2m芬m+2貫ppm肺，根據(jù)秀現(xiàn)場的搜情況，彎前、后謝視的豎部直角均客不大于停5°，晝距離均晌不大于戶600伶m……實既施持四根據(jù)中誤毀差計算公才式，對邊念測量觀測等一測回的適高差中誤奶差為：如果觀測5個測寬回，則高防差中誤宿差為1濃.85井mm棟——滿足規(guī)范中“……怪高差的誤斗差≯2m括m”的要求。實給施僑四觀測限差政的確定按《規(guī)范》魯中光電套測距三膊角高程訓(xùn)對向觀棟測較差書的限差屯為：按《規(guī)范?！分兴疁拾蛢x跨河水餡準各測回倚高差互差柱的限差為武：經(jīng)過分析贊比較，我麻們采用后地者作為高冒差觀測一鮮測回較差箱的限差。實施四小詢結(jié)：取得可甘靠的測蓋回數(shù)和記觀測限霧差等關(guān)肢鍵性數(shù)裝據(jù)，為瀉測量實丸施提供庭了依據(jù)枕。2005孤年1月2壁0日效箏果昏檢略查實測結(jié)果我們于2蜜005年悔1月20海日在灣邊訪大橋組織說實施全站塌儀對邊測顛量。經(jīng)過明計算和驗蓮證，測量董取得了成怠功。灣邊大磨橋?qū)呉茰y量成喘果表測回對邊測量結(jié)果棱鏡高度高差（m）dDdh高差互差高差均值LBM1LBM21402.68401.3912-10.01.3962402.6748-1.40122402.67661.3948-6.01.3978402.6672-1.40083402.68401.3900-8.61.3943402.6772-1.39864402.68141.3880-9.21.3926402.6770-1.39725402.67921.3930-9.61.3978402.6762-1.40266402.67981.3986-9.41.4033402.6802-1.4080均值402.6781±19.81.39701.42651.50921.3143制嫩表：林凡日也期：2005圓年際1月浪20日效齊果引檢責查目標驗譽證之一講—涌—頑精確實測D1＝501勇.363袍8m，α1＝-0°1沿6′3屋4″，焦D2＝45貸8.6離422胞m，α2＝-0°0歪7′3駕5″，計算肢實測的鑰高差中激誤差得甩：結(jié)果表明盡：測量結(jié)此果滿足友規(guī)范要傷求，達陶到了我閃們預(yù)期嫂的目標。效果頌檢尸查目標驗?zāi)妥C之二轉(zhuǎn)—諒—搶高效我們于映1月息21日網(wǎng)提交了靈準確可抖靠的測酬量成果捐，并通真過了監(jiān)際理的驗筆證。在滋項目部酒規(guī)定時悉間內(nèi)完懶成了測椅量任務(wù)家，實現(xiàn)及了我們陶制定的域“高效停”的目振標，為至項目部柏后續(xù)工煮作的順岡利開展昨創(chuàng)造了萌有利條非件。效禽果有檢耳查經(jīng)濟效嗓益方面一方面睛節(jié)省了六購置高慌精度水耀準儀的禾費用約避2萬元張；另一方變面，本梅方案大虎大縮短籮了水準綱路線的拜長度，桌僅用時仔一個半豬小時就豪完成了觸全橋的寇高程控罪制測量安，大大嚼提高了援工作效辣率。效么果挪檢旗查技術(shù)效益潑方面我們探索初出一種使你用常規(guī)的盼測量儀器殖、操作簡筐單的跨河堆水準測量恭新方法，蹲對全站儀漲的應(yīng)用有宴了進一步苗的認識，謊改變了一粥些多數(shù)技更術(shù)人員“罩全站儀就惡是測角、開測距和坐練標放樣的亭工具”的畜片面看法烤。效果希檢疫