全站儀在倒虹基坑開挖中的應(yīng)用

陳 帥，張春海，張維麗

（1.河南理工大學(xué) 測繪學(xué)院，河南 焦作 454000；2.山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 運城 044004；3.山西運城市普林工程設(shè)計有限公司，山西 運城 044004；4.山西省華晉巖土工程勘察有限公司，山西 太原 030021）

20世紀(jì)90年代以來，全站儀的出現(xiàn)，即全站型電子速測儀（Electronic Total Station）。它是一種集光、機、電為一體的高技術(shù)測量儀器，集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測量功能于一體的測繪儀器系統(tǒng)。大大提高了工作效率。工程測量上坡度測設(shè)當(dāng)坡度較小時一般采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行，當(dāng)測設(shè)坡度較大時，采用經(jīng)緯儀來進(jìn)行。在工程上，尤其在倒虹基坑開挖時，既涉及到坡度水平坡度的測設(shè)，又涉及到較大的傾斜坡度，既需要水準(zhǔn)儀，又需要經(jīng)緯儀，這樣觀測起來十分不便。為了解決這一問題，利用全站儀測設(shè)，既方便，又快捷。

1.常規(guī)測量方法

1.1 水平視線法

圖1 水平視線法測設(shè)坡度

如圖1所示，在A、B兩點間測設(shè)坡度i。步驟如下：

1）按照下列公式：H設(shè)＝H起＋id

計算各樁點的設(shè)計高程。

第1點的設(shè)計高程H1＝HA＋i×d

第2點的設(shè)計高程H2＝H1＋i×d

B點的設(shè)計高程HB＝Hn＋i×d

或（用于計算檢核）HB＝HA＋i×DAB

2）沿AB方向，按規(guī)定間距d標(biāo)定出中間123…n、各點；

3）安置水準(zhǔn)儀于水準(zhǔn)點 5附近，讀后視讀數(shù) a，并計算視線高程Hi；

4）根據(jù)各樁的設(shè)計高程，計算各樁點上水準(zhǔn)尺的應(yīng)讀間視讀數(shù)；

5）在各樁處立水準(zhǔn)尺，上下移動水準(zhǔn)尺，當(dāng)水準(zhǔn)儀對準(zhǔn)應(yīng)讀前視數(shù)時，水準(zhǔn)尺零端對應(yīng)位置即為測設(shè)出的高程標(biāo)志線。

1.2 傾斜視線法

圖2 傾斜視線法測設(shè)坡度

經(jīng)緯儀傾斜視線法是根據(jù)視線與設(shè)計坡度相同時，其豎直距離相等的原理，確定設(shè)計坡度線上各點高程位置的一種方法。當(dāng)?shù)孛嫫露容^大，且設(shè)計坡度與地面自然坡度較一致時，適宜采用這種方法。

1）如圖2所示，先用高程放樣的方法，將坡度線兩端點A、B的設(shè)計高程標(biāo)志標(biāo)定在地面木樁上；

2）將經(jīng)緯儀安置在A點上，并量取儀器高i；

3）旋轉(zhuǎn)照準(zhǔn)部，使照準(zhǔn)部傾角和坡度傾角一致，讀取B尺上的讀數(shù)為儀器高i；

4）指揮測設(shè)中間123…n，各樁的高程標(biāo)志線。當(dāng)中間各樁讀數(shù)均為i時，各樁頂連線就是設(shè)計坡度線。

2.全站儀配合塔尺進(jìn)行倒虹基坑開挖

全站儀配合塔尺進(jìn)行倒虹開挖，其傾斜坡度測設(shè)類似經(jīng)緯儀傾斜坡度測設(shè)，水平坡度測設(shè)利用全站儀對中桿測設(shè)已知高程。

如圖3為全站儀倒虹開挖示意圖。

圖3 全站儀倒虹開挖示意圖

2.1 全站儀測設(shè)傾斜坡度

當(dāng)利用全站儀進(jìn)行倒虹開挖時，由于倒虹口需要空出一部分做進(jìn)水池，出水口要做出水池，所以全站儀不能架設(shè)在倒虹起點和倒虹終點，需要后退一部分距離，才能不影響其開挖。如圖3所示，B點為倒虹進(jìn)口地面起點（高程為HB），C為倒虹進(jìn)口設(shè)計起點（高程為HC），倒虹的設(shè)計坡度為i，此時全站儀后退架設(shè)到A點（地面高程為HA），要測設(shè)已知坡度i，只需將全站儀架設(shè)在A點，儀器高為 a，設(shè)置成傾角為 i，讀取塔尺讀數(shù)為 b，就可以將倒虹的傾斜坡度測設(shè)出來。塔尺讀數(shù) b＝HA－HC＋（a－D×i），當(dāng)水平距離為D1時，倒虹進(jìn)口傾斜坡度就測設(shè)完成了。出口處坡度測設(shè)和進(jìn)口處類似，全站儀需架設(shè)子在出口一側(cè)。

2.2 全站儀測設(shè)水平坡度

全站儀測設(shè)倒虹傾斜坡度完成以后，進(jìn)行水平坡度測設(shè)，如圖3所示，倒虹底部設(shè)計高程已知，只需將全站儀架設(shè)在A點，輸入A點的地面高程，儀器高a，棱鏡高v，直接利用反射棱鏡測設(shè)已知倒虹底部設(shè)計高程就可以了，一直測至倒虹出口底部水平段。

3.總結(jié)

全站儀作為20世紀(jì)90年代新型的儀器，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工程測量中。利用全站儀進(jìn)行倒虹基坑開挖，既方便又快捷，大大節(jié)省了時間，而且節(jié)約勞動力，提高了工作效率。

[1]王金玲，彭峰，等.工程測量[M].北京：中國水利水電出版社，2007.

[2]單瑞，等.坡度測設(shè)的兩種方法[J].測繪工程，2009，（06）.

[3]藍(lán)善勇，王萬喜，等.工程測量[J].北京：中國水利水電出版社，2009.