建筑工程各類導(dǎo)線測量精度控制的方法探索

張懂 靳喜剛

摘要：要確定測區(qū)范圍內(nèi)點(diǎn)的平面位置，首先要建立測量控制網(wǎng)，也就是根據(jù)測量原則，在測區(qū)范圍內(nèi)選擇若干個(gè)起控制作用的點(diǎn)，構(gòu)成一定的幾何圖形，用精密的測量儀器、工具以及嚴(yán)密的測量方法，精確測定這些控制點(diǎn)的平面位置。在施工過程中，首先要在施工現(xiàn)場統(tǒng)一建立高精度的平面施工控制網(wǎng)，然后再根據(jù)高精度施工控制網(wǎng)來測設(shè)放樣各導(dǎo)線點(diǎn)的位置并推算各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)。所以，在建筑工程施工過程中，要保證工程施工質(zhì)量，放樣測設(shè)的每個(gè)點(diǎn)空間位置都必須要滿足測量數(shù)據(jù)結(jié)果的精度要求。

關(guān)鍵詞：導(dǎo)線測量;空間點(diǎn);測定測設(shè);精度控制

中圖分類號：TG806? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在測區(qū)范圍內(nèi)，根據(jù)場地施工要求要進(jìn)行平面測量，也就是要確定測區(qū)范圍內(nèi)點(diǎn)的平面位置。由控制點(diǎn)組成的平面幾何圖形稱為平面控制網(wǎng)，在面積小于15 km2范圍內(nèi)建立的控制網(wǎng)為小地區(qū)控制網(wǎng)。在小地區(qū)范圍內(nèi)，根據(jù)面積大小和精度要求，可分級建立控制網(wǎng)。在測區(qū)范圍內(nèi)建立統(tǒng)一的精度最高的控制網(wǎng)應(yīng)為首級控制網(wǎng)。由于國家等級控制點(diǎn)分布數(shù)量少，其密度不能滿足測圖需要，可建立直接為測圖服務(wù)的圖根控制網(wǎng)。組成圖根控制網(wǎng)的點(diǎn)，也就是直接用于測繪地形圖的圖根控制點(diǎn)。圖根控制點(diǎn)的作用有兩個(gè)[3]，一是直接作為測站點(diǎn)進(jìn)行碎部測量，二是作為臨時(shí)增設(shè)測站點(diǎn)的依據(jù)。所謂導(dǎo)線是指在施工地面上按作業(yè)要求選定一系列導(dǎo)線點(diǎn)并將相鄰導(dǎo)線點(diǎn)用直線連接而構(gòu)成的折線。所謂導(dǎo)線測量就是依次測定各導(dǎo)線邊的邊長和各轉(zhuǎn)折角，然后根據(jù)起始數(shù)據(jù)求出各導(dǎo)線點(diǎn)的坐標(biāo)。在國內(nèi)外，導(dǎo)線測量是建立小地區(qū)平面控制網(wǎng)最常用的一種方法，特別是在地物分布復(fù)雜的建筑區(qū)、平坦而通視條件差的隱蔽區(qū)，多采用導(dǎo)線測量的方法。用經(jīng)緯儀觀測轉(zhuǎn)折角、用鋼尺丈量導(dǎo)線邊長的導(dǎo)線為經(jīng)緯儀導(dǎo)線;若用光電測距儀測定導(dǎo)線邊長，則為電磁波測距導(dǎo)線。布設(shè)和觀測圖根導(dǎo)線控制網(wǎng)是測圖的基礎(chǔ)[1]，不能出錯(cuò)或精度不夠，否則就會(huì)給將來的工程設(shè)計(jì)和施工造成巨大的損失，因此，應(yīng)嚴(yán)格按照測量規(guī)范的要求，以認(rèn)真細(xì)致的科學(xué)精神來做好這項(xiàng)測量工作。以下是建筑工程導(dǎo)線測量精度控制的具體方法。

1 熟練操作各種全站儀

目前國內(nèi)外多采用全站儀進(jìn)行導(dǎo)線測量，應(yīng)用全站儀進(jìn)行對中、整平、測水平角、測導(dǎo)線邊長，精度高、速度快、方便又快捷。1968年德國芬奈蔡司廠研制生產(chǎn)出第一臺(tái)全站儀——集電子測角、光電測距、微處理器于一體的全能儀器，從此測量工作的自動(dòng)化、電子化、數(shù)字化和內(nèi)、外業(yè)一體化的作業(yè)方式由理想變成了現(xiàn)實(shí)。目前國外生產(chǎn)全站儀的代表廠家有徠卡、索佳、蔡司、拓普康、尼康等，自20世紀(jì)80年代后，國內(nèi)幾大儀器廠家逐步走向自主開發(fā)全站儀的道路[3]，現(xiàn)今主流產(chǎn)品的測量精度不斷提升達(dá)到，其中，測距：2 mm+2 PPM，免棱鏡5 mm+2 PPM;測角：±1"、±2"。目前國產(chǎn)的全站儀品種、規(guī)格、型號繁多，并朝著自動(dòng)化、智能化的方向發(fā)展，可以說國產(chǎn)全站儀從質(zhì)量、技術(shù)、售后服務(wù)等方面都不遜于國外儀器，代表廠家有南方測繪儀器、北京光學(xué)儀器、蘇州第一光學(xué)儀器等。目前，全站儀進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，出現(xiàn)了帶內(nèi)存、防水型、防爆型、電腦型全站儀。應(yīng)用全站儀進(jìn)行對中、整平是測角、測距的基礎(chǔ)工作，操作方法基本同經(jīng)緯儀，目前多用激光進(jìn)行對中，操作更便捷，對中更精準(zhǔn)。對中、整平后即可進(jìn)行測水平角、測水平距離，推算坐標(biāo)方位角、推算縱橫坐標(biāo)增量，為后續(xù)確定點(diǎn)的平面位置做好準(zhǔn)備工作。

2 熟悉外業(yè)工作

用經(jīng)緯儀觀測轉(zhuǎn)折角、用鋼尺丈量導(dǎo)線邊長的導(dǎo)線稱為經(jīng)緯儀導(dǎo)線;若用光電測距儀測定導(dǎo)線邊長，則為電磁波測距導(dǎo)線。目前多采用全站儀觀測左右轉(zhuǎn)折角，即水平角，用全站儀觀測導(dǎo)線邊長。布設(shè)和觀測圖根導(dǎo)線控制網(wǎng)是測圖的基礎(chǔ)，測角、測距不能出錯(cuò)，要求精度達(dá)標(biāo)，否則就會(huì)給將來的工程設(shè)計(jì)和施工留下隱患、造成損失，所以應(yīng)嚴(yán)格按照測量規(guī)程規(guī)范的要求，以認(rèn)真踏實(shí)細(xì)致的科學(xué)精神來對待這項(xiàng)測量工作。能熟練進(jìn)行外業(yè)測量，即熟練踏勘選點(diǎn)、建立標(biāo)志、熟練應(yīng)用全站儀進(jìn)行導(dǎo)線邊長測量和導(dǎo)線轉(zhuǎn)折角測量。如果假設(shè)選點(diǎn)出現(xiàn)問題[2]，后續(xù)將無法進(jìn)行外業(yè)觀測和內(nèi)業(yè)計(jì)算，所以選點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意：（1）相鄰點(diǎn)間應(yīng)相互通視良好、地勢平坦，便于測角和量距;（2）點(diǎn)位應(yīng)選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)、便于安置儀器和保存標(biāo)志的地方;（3）導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)選在視野開闊的地方，便于碎部測量;（4）導(dǎo)線邊長應(yīng)大致相等，其平均邊長應(yīng)符合相關(guān)技術(shù)指標(biāo);（5）導(dǎo)線點(diǎn)應(yīng)有足夠的密度，數(shù)量不能太少，分布均勻，便于控制整個(gè)測區(qū)。精準(zhǔn)確定施工平面點(diǎn)位是保證工程質(zhì)量和進(jìn)行工程施工的首要工作，對進(jìn)行數(shù)據(jù)精度分析顯得尤為重要。施工過程中施工平面點(diǎn)放樣的方法是多種多樣的，可以根據(jù)具體的施工方案和不同的施工要求來選擇具體的放樣方法，在眾多的放樣方法中最常用的、計(jì)算簡單操作方便的、最精準(zhǔn)的就是利用測站坐標(biāo)和后視點(diǎn)坐標(biāo)放樣可視范圍內(nèi)各點(diǎn)點(diǎn)位。應(yīng)用極坐標(biāo)法有幾個(gè)公式，計(jì)算時(shí)應(yīng)將測量測得的數(shù)據(jù)直接代入到公式里面即可求出各放樣點(diǎn)的放樣數(shù)據(jù)，也可推算出施工場地內(nèi)各點(diǎn)的坐標(biāo)位置，并計(jì)算得到各點(diǎn)的坐標(biāo)精確值，數(shù)據(jù)計(jì)算準(zhǔn)確，方便又快捷，應(yīng)用非常廣泛。通過分析公式也可以看出容易引起誤差的數(shù)據(jù)有哪些，因此在測量的同時(shí)就會(huì)多加注意并盡量減小和避免誤差。這樣才能精心設(shè)計(jì)各施工導(dǎo)線點(diǎn)放樣方案，根據(jù)放樣的距離和方位來合理確定測角和測距之間的精確匹配值，進(jìn)行準(zhǔn)確有效地控制施工過程中的點(diǎn)位放樣精度和數(shù)據(jù)計(jì)算精度。

3 熟練進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算

外業(yè)觀測結(jié)束后即可進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算，即熟練計(jì)算角度閉合差并調(diào)整[1]，熟練計(jì)算坐標(biāo)方位角并根據(jù)坐標(biāo)方位角和邊長計(jì)算坐標(biāo)增量，計(jì)算坐標(biāo)增量閉合差并調(diào)整，最后根據(jù)調(diào)整后的坐標(biāo)增量來推算各點(diǎn)的坐標(biāo)，并進(jìn)行最后校核。假設(shè)角度閉合差、坐標(biāo)增量閉合差超限，首先應(yīng)檢查外業(yè)工作是否出了問題，即檢查點(diǎn)位放樣是否準(zhǔn)確，邊長測量是否精準(zhǔn)，角度觀測值是否完全準(zhǔn)確，然后進(jìn)行內(nèi)業(yè)檢查，檢查坐標(biāo)方位角的推算過程中是否分清左右角，將坐標(biāo)方位角的推算值進(jìn)行核算看是否正確，對推算的縱橫坐標(biāo)增量進(jìn)行檢查，每一步進(jìn)行核算，哪兒出了問題一目了然，按步驟進(jìn)行檢查可快速找出問題所在。精準(zhǔn)確定施工平面點(diǎn)位或高精度推算地面點(diǎn)坐標(biāo)才能使施工順利進(jìn)行，只有這樣才能保證工程質(zhì)量。進(jìn)行數(shù)據(jù)精度分析在工程質(zhì)檢中顯得尤為重要。如果測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確[4]，對建筑工程施工的每一步都會(huì)造成很大影響，損害很大，因此在測量工作中必須要重視測量數(shù)據(jù)結(jié)果的精度。

內(nèi)業(yè)計(jì)算精度要求：全站儀坐標(biāo)放樣水平角上下半測回角值較差≤±20″;多邊形的幾何圖形角度閉合差≤±60″√n;4個(gè)角平差后的角度值與理論值限差均為≤±40″，邊長平均值與理論值誤差<1/5000;多邊形邊長為50～100 m。

實(shí)測案例：廣闊地面上有若干導(dǎo)線點(diǎn)，其中兩點(diǎn)的位置與坐標(biāo)已知，選擇一點(diǎn)為測站點(diǎn)，一點(diǎn)為后視點(diǎn)。根據(jù)已知坐標(biāo)數(shù)據(jù)放樣點(diǎn)位，將各點(diǎn)連接形成多邊形，若放樣四點(diǎn)則為四邊形，若放樣五點(diǎn)則為五邊形，以此類推?，F(xiàn)以放樣四點(diǎn)為例說明內(nèi)業(yè)計(jì)算。兩點(diǎn)的地面位置與坐標(biāo)已知，坐標(biāo)為（11379.48，11369.57），（11363.99，11354.89）;欲放樣點(diǎn)坐標(biāo)為（11384.77，11375.33），（11393.13，11379.28），（11392.76，11394.74），（11381.54， 11391.67）。先放樣，然后檢查外業(yè)觀測成果是否合格，若合格，再進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算。外業(yè)觀測檢查為：測四個(gè)內(nèi)角，和測四條邊長。內(nèi)業(yè)計(jì)算如下：計(jì)算角度閉合差，閉合差不超限時(shí)可推算坐標(biāo)方位角，根據(jù)坐標(biāo)方位角和邊長推算坐標(biāo)增量。內(nèi)業(yè)計(jì)算如下表1所示。

測量工作在建筑工程施工中起著承前啟后、紐帶連接的作用[5]，它是保證施工中每一步能有效、快速、順利進(jìn)行的重要依據(jù)，所以絕對不能忽視測量數(shù)據(jù)結(jié)果的精度。如果測量工作過程中、馬馬虎虎，那么低質(zhì)量的測量數(shù)據(jù)就會(huì)造成建筑施工質(zhì)量的整體下降，會(huì)使工程中的大部分或某一部分出現(xiàn)漏洞和出現(xiàn)問題，對工程將形成很大影響，造成嚴(yán)重后果。根據(jù)工程規(guī)模不同這種損失也不同，建筑規(guī)模越大就要對測量工作越加細(xì)心重視，絕對不能掉以輕心。

4 結(jié)語

在建筑工程施工過程中，所有測量工作都必須要遵循“先整體后局部;先控制后碎部，前一步工作未作檢核不進(jìn)行下一步工作”的原則，測量工作中首先要對建筑物進(jìn)行整體的測量精度驗(yàn)算，在整體精度滿足要求后才能進(jìn)行局部的精度控制。而工程測量中的所有數(shù)據(jù)結(jié)果及精度高低應(yīng)在具體施工方案中有所體現(xiàn)，具體測量工作可依據(jù)施工方案中的要求進(jìn)行實(shí)地測量或推算。如果具體施工方案中沒有作出明確規(guī)定，應(yīng)由工程設(shè)計(jì)、施工、技術(shù)人員一起共同商討確定測量工作中的測定測設(shè)精度目標(biāo)，準(zhǔn)確測定或放樣施工點(diǎn)空間位置，。因此在工程測量工作中必須要考慮建筑工程施工的整體精度，針對不同情況和不同要求而對測量實(shí)際工作制定科學(xué)合理、可操作可實(shí)施的具體放樣和計(jì)算方案，這樣才能滿足建筑施工測量中的精度要求。施工中首先在施工現(xiàn)場測量建立精度最高的統(tǒng)一的平面施工控制網(wǎng)，然后再根據(jù)高精度施工控制網(wǎng)來測設(shè)放樣各導(dǎo)線點(diǎn)的位置及推算各導(dǎo)線點(diǎn)坐標(biāo)。所以，在建筑工程施工中，要保證工程施工質(zhì)量，建筑工程中要放樣測設(shè)的每個(gè)點(diǎn)空間位置都必須要滿足測量數(shù)據(jù)結(jié)果的精度要求。

（責(zé)任編輯：武多多）

參考文獻(xiàn)：

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