[摘要] 随着社会经济和科学技术不断发展,测绘技术水平也相应地得到了迅速地提高。全站仪在堤防工程施工中的应用越来越广泛,全站仪测量不仅精度相对较高,用法得当,更能大大提高效率,特别是对河流和堤防呈线性的平面测量更加快捷方便,配合计算机制图工具能大大提高效率,不仅节省了时间,也节省了人力、财力。本文介绍全站仪在堤防施工中的主要应用以及在使用中应注意些什么问题,以使全站仪在堤防工程中发挥最大的功效。
[关键词]全站仪 堤防 测量 注意事项
一、概述
堤坊是主要的挡水建筑物,其中也包括桥、涵、闸、倒虹吸等一系列穿堤建筑物,堤防工程是把这些建筑物的中心线位置和特征高程按一定的标准测出来,为堤防施工提供充分依据。
全站仪是随着计算机和电子测距技术的发展,近代电子科技与光学经纬仪结合的新一代既能测角又能测距的全站仪,它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距的功能,使得全站仪不仅能够测角,而且也能测距,并且测量的距离长、时间短、精度高。
全站仪由以下两大部分组成:一是采集数据设备:主要有电子测角系统、电子测距系统、还有自动补偿设备等。二是微处理器:微处理器是全站仪的核心装置,主要由中央处理器,随机储存器和只读存储器等构成,测量时,微处理器根据键盘或程序的指令控制各分系统的测量工作,进行必要的逻辑和数值运算以及数字存储、处理、管理、传输、显示等。
二、全站仪在堤防工程的主要应用
1.准备工作
测量前的准备工作主要包括以下方面;
(1)召开测量人员,设计人员会议,明确测量工作及对堤防设计方案的意见或要求。如:堤防长度、引点高程、测多少点段面或其达到的精度要求等。
研究施工图,校算堤线控制点数据和标注尺寸,记录审图结果。
(2)确定已知控制网、拐点等,利用图纸已给点在CAD上采用内插法确定整桩号点如0+000,0+050,0+100等,
(3)选定测量放样方法并计算放样数据或编写测量放样计算程序、绘制放样草图并由第二者独立校核。
(4)准备全站仪及所需工具,测量时所使用的全站仪必须在有效的检定周期内。给全站仪充电,检查全站仪常规设置:如单位、坐标方式、棱镜类型、棱镜常数、补偿方式、温度、气压等。
(5)使用有内存的全站仪时,可以提前将控制点(包括拟用的测站点、检查点)和放样点的坐标数据输入全站仪内存并命名,记录好每个点的名称,这样可以极大的减少操作时间,提高测量效率。
2.校核控制点
在堤防施工测量前,应首先对建设单位提供的控制点进行复测。对控制点进行复测时,必须得有上级控制点的坐标,否则无法对控制点的精度进行复核。如果仅是对控制点的相对位置进行复测,而不考虑其坐标数据的精度,那么可以采用“闭合导线法”进行复测。如果要进行加密控制,则需要采用前方交汇或后方交汇的办法。
在进行复测时,首先要做的工作就是建站。对于一般的测量人员来说,建站都不是问题,但是如何快速建站却是一直困扰测量人员的主要问题,要想快速建站,可以按以下步骤进行操作,即对中――调平――再对中――再调平。
(1)将全站仪固定在大致平的脚架上;
(2)调整脚架粗略对中后,使用脚螺旋精确对中;
(3)使用脚架居中圆气泡后,使用脚螺旋精确居中长气泡;
(4)稍稍松开全站仪与脚架的固定螺栓,使用双手轻微推动全站仪基座精确对中;
(5)反复精平和对中完成建站。
3.堤线放样
堤线放样是将堤防由图纸变成现实的第一步,所以堤线放样尤为重要。堤线放线时可以确定堤防施工时会穿越哪些地形,这些地形对堤防施工有无影响,若有影响则应制定相应的技术方案,所以说堤线放样为堤防施工提供了技术依据。如果在堤防放样时出现偏差,不但会造成工期的延误,给以后的施工带来很多的相应问题,给施工单位带来很大的经济损失。
在进行堤线放样前,应先进行查坐标工作,即利用CAD工具,通过已知堤线的起始桩号,对堤线的每50米一个点进行查坐标工作,在堤线为曲线段时应进行加密每25米内插一点。在堤线放样中经常会遇到加桩的情况,一般加桩包括:堤线转弯曲线的起点、终点以及必要的曲线桩;堤线内拟新建或已建建筑物的位置;堤线的地势、地貌较为复杂的地段;地形穿越铁路、公路的高程点;堤线由平地进入山地或峡谷处;堤线设计断面变化的过渡段两端。
4. 施工测量
堤防填筑时,在每填一层后应进行堤肩的高程测量,测量出高程后,根据堤防的设计顶宽、坡比和每层规定的填筑厚度来确定下层的填筑边线。这个工作应在每填筑一层后就进行一次,以确保堤防的水平位置不发生偏移,外观质量不会太差,以有利于填筑完成后的削坡工作。
例如某堤防填筑断面1+500断面图如下:
此堤防设计顶宽为10m,坡比为1:3,设计填筑厚度为40cm,堤防第3层填筑后测量的高程为163.29m,那么第4层填筑后高程应为163.69m,第4次的填筑宽度以为23.26m,计算如下。
三、全站仪使用时的注意事项
1. 全站仪日常使用时的注意事项
(1)全站仪应由专人使用、保管。开箱后提取仪器前,要看准仪器在箱内放置的方式和位置,装卸仪器时必须握住全站仪的提手,将仪器从仪器箱取出或装入仪器箱时,请握住仪器提手和底座,不可以握住显示单元的下部进行提拿。仪器用毕,先盖上物镜罩,并擦去表面的灰尘。运输全站仪时应有防震垫,以防震动和冲撞。
(2)测量时不要将望远镜正对太阳,否则会损坏全站仪内部电子元件。
(3)旋转照准部时应匀速旋转,切忌急速转动,以免对全站仪造成损坏。
(4)高温天气时全站仪必须撑伞作业,否则全站仪内部温度容易升到60℃―70℃,从而缩短了使用寿命。高精度测量时,都要给全站仪和脚架遮挡直射的阳光。
(5)全站仪在潮湿环境和尘土环境中工作时,作业结束清洁镜头时先用毛刷刷去镜头上的尘土,然后用洁净的浸有无水酒精(乙醚)的棉布擦拭镜头。
(6)任何温度的突变都会缩短全站仪的测程或者使全站仪受潮,全站仪在使用时有一个适应环境温度的缓变过程,测量时应在全站仪适应温度后再进行测量高程,以提高测量精度。
(7)长期不用全站仪时应定期通电,每季节大概1―3个月通电一次,每次通电时间约为1小时,电池应按说明书规定定期充电。
(8)清除箱中尘土时不要使用汽油或稀释剂,应用使用浸有中性洗涤剂的清洁剂进行清洗。
(9)电池剩余容量显示级别与当前的测量模式有关,在角度测量的模式下,电池剩余容量够用,并不能够保证电池在距离测量模式下也能用,因为距离测量模式耗电高于角度测量模式,当从角度模式转换为距离模式时,由于电池容量不足,不时会中止测距。
2.视线不好时不宜观测
由于堤防施工时一般都在河道附近,河道内雾气浓、空气扰动大,不宜进行测量操作。由于逆光观测雾气很浓,望远镜里根本找不到棱镜,直到阳光照到棱镜上后,才能进行观测,但目标在物镜显示仍然很抖动,这就严重影响测量精度。
3. 全站仪测量高差的注意事项
(1)首先要检查全站仪的水准管,偏差不超过半格。
(2)检查全站仪的竖盘指标差,指标差越小越好。
(3)设置全站仪时应打开双轴补偿和曲率改正。
(4)在距离测站选择距离测站比较近的水准点做三角高程的后视点,反算出全站仪的视线高度。
(5)测量的时候棱镜杆不要更换。
(6)测量时应进行正倒镜观测以提高精度。
(7)对向观测取平均值,在A点观测AB点高差,在B点又观测BA点高差,再取平均值。
4. 三角高程测量时的注意事项
(1)全站仪进行对中时,杆前后应用相同的棱镜杆高,测量中途不要动棱镜杆高。
(2)精确瞄准,盘左盘右多测几个测回以提高精度。
(3)仪器整平时应打开补偿器。
(4)改正大气压及温度可以使测距更精确
(5)测量两点高差时应把仪器架在其中一点旁边测两点之间高差,而不是直接架在其中一个点上,这样可以消除量仪器高所产生的误差。
四、结语
随着全站仪在堤防工程中的应用日益广泛,如何在堤防施工中良好的使用全站仪已成为水利工程施工企业普遍关注的问题。正确使用全站仪可以简化测量工作操作,减轻测量工作强度,使测量工作变得简单、灵活,提高测量效率,提高堤防工程质量,精确工程量,对堤防工程具有指导意义,有利于施工企业的发展。
参考文献:
[1]郭际明,丁士俊,刘宗泉.大地测量学基础实践教程[M].武汉大学出版社, 2009.12
[2]赵红.水利工程测量[M].水利水电出版社,2010.2
[3]张保成.工程测量[M]人民交通出版社,2008.6
