（三）电磁波测距仪分类及作用

 电磁波测距仪按其所采用的载波可分为：用微波段的无线电波作为载波的微波测距仪；用激光作为载波的激光测距仪；用红外光作为载波的红外测距仪，后两者又统称为光电测距仪。

 电磁波测距仪是用电磁波（光波或微波）作为载波传输测距信号，以测量两点间距离的。一般用于小地区控制测量、地形测量、地籍测量和工程测量等。

 （四）全站仪及其作用

 全站仪是一种集自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能于一体的自动化、数字化及智能化的三维坐标测量与定位系统。

 全站仪的功能是测量水平角、天顶距（竖直角）和斜距，借助于机内固化的软件，可以组成多种测量功能，如可以计算并显示平距、高差以及镜站点的三维坐标，进行偏心测量、悬高测量、对边测量、面积计算等。

 （五）全球定位系统（GPS）

 全球定位系统（Global Positioning System，GPS）是拥有在海、陆、空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点。在大地测量、城市和矿山控制测量、建筑物变形测量、水下地形测量等方面得到广泛的应用。

 二、常用测量仪器的使用

 （一）水准仪的使用

 1．微倾水准仪的使用步骤包括安置仪器和粗略整平（简称粗平）、调焦和照准、精确整平（简称精平）和读数。

 （1）安置水准仪和粗平。先选好平坦、坚固的地面作为水准仪的安置点，然后张开三脚架使之高度适中，架头大致水平，再用连接螺旋将水准仪固定在三脚架头上，将架腿的脚尖踩实。调整三个脚螺旋，使圆水准气泡居中称为粗平。

  （2）调焦和照准。水准仪整平后，将望远镜对着明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰；用望远镜的准星和照门瞄准水准尺，然后旋紧制动螺旋固定望远镜；转动物镜调焦螺旋，待水准尺成像清晰后，再转动水平微动螺旋，使十字丝竖丝照准水准尺；瞄准目标后，眼睛可在目镜处作上下移动，如发现十字丝与目标影像有相对移动，读数随眼睛的移动而改变，说明有视差；产生视差的原因是目标影像与十字丝分划板不重合，它将影响读数的正确性；必须消除视差，办法是先调目镜调焦螺旋看清十字丝，再继续仔细地转动物镜调焦螺旋，直至尺像与十字丝平面重合。

  （3）精平。转动微倾螺旋，同时察看水准管气泡观察窗，当符合水准泡成像吻合时，表明已精确整平。

  （4）读数。当符合水准气泡居中时，立即根据十字丝中丝在水准尺上读数。不论使用的水准仪是正像或是倒像，读数总是由注记小的一端向大的一端读出。通常读数保留四位数。

  2．精密水准仪的操作程序。与一般DS3水准仪基本相同，不同之处是精密水准仪是采用光学测微器测出不足一个分格的数值。作业时，先转动微倾螺旋，使望远镜视场左侧的符合水准管气泡两端的影像符合，保证视线水平。再转动测微轮，使十字丝上楔形丝精确地夹住整分划，读取该分划线读数。

  3．自动安平水准仪操作程序：粗平一照准一读数。

  4．数字水准仪操作程序，与自动安平水准仪基本一样，但数字式水准仪能自动观测和记录，并将测量结果以数字的形式显示出来。

  （二）经纬仪的使用

  经纬仪的使用包括对中、整平、照准和读数四个操作步骤。           ′

  1．对中和整平

  有用垂球对中及经纬仪整平的方法和用光学对中器对中及经纬仪整平的方法。

  （1）用垂球对中及经纬仪整平的方法

  ● 垂球对中。先打开三脚架放在测站上，脚架长度要适当，以便于观测；三脚架架头应大致水平。把脚架上的连接螺旋放在架头中心位置，挂上垂球，移动脚架使垂球尖概略对准测站点，同时保持脚架头大致水平。从箱中取出仪器放到三脚架上，旋紧连接螺旋使仪器与脚架连接。此时再细心观察垂球是否偏离标志中心，如偏离可略放松连接螺旋，在架头上平移仪器，使垂球尖准确对准测站点，再旋紧连接螺旋。

  ● 整平。先转动仪器照准部，使水准管平行于任意两个脚螺旋连线，转动这两个脚螺旋使气泡居中；然后将仪器照准部旋转90°，旋转第三个脚螺旋，使气泡居中。按上述方法反复进行几次，直到仪器旋到任何位置，气泡都居中时为止。

  （2）用光学对中器对中及经纬仪整平的方法

  ● 目估初步对中，并使三脚架架头大致水平；

  ● 转动和推拉对中器目镜调焦，使地面标志点成像清晰，且分划板上中心圆圈也清晰可见；

  ● 转动仪器脚螺旋，使地面标志点影像位于圆圈中心；

  ● 伸缩调节三脚架架腿，使圆水准器气泡居中；

  ● 按用垂球安置仪器的整平方法进行精确整平；

  ● 检查光学对中器，此时若标志点位于圆圈中心则对中、整平完成，若仍有偏差，可稍松动连接螺旋，在架头上移动仪器，使其准确对中，然后重新进行精确整平，直到对中和整平均达到要求为止。

2．照准

  （1）目镜调焦：将望远镜对向明亮的背景，转动目镜调焦螺旋，使十字丝清晰。

  （2）粗瞄目标：松开望远镜水平、竖直制动螺旋，通过望远镜上的粗瞄器对准目标，然后拧紧制动螺旋。

  （3）物镜调焦：转动望远镜物镜调焦螺旋，使目标成像清晰。注意消除视差现象。

  （4）准确瞄准目标：转动水平微动及竖直微动螺旋，使十字丝竖丝与目标成像单线平分或双丝夹准，并且使十字丝交点部分对准目标的底部。

  3．读数

  打开反光镜，调整其位置，使读数窗内进光明亮均匀，然后进行读数显微镜调焦，使读数窗内分划清晰，进行读数。电子经纬仪可在屏幕上直接读数。

  （三）电磁波测距仪的使用

  1．为测量A、B两点的距离D，先在A点安置经纬仪，对中整平，然后将测距仪安置在经纬仪望远镜的上方。

  2．在B点安置反射器。

  3．瞄准反射器。

  4．设置单位、棱镜类型和比例改正开关在需要的位置。

  5．距离测量。                             

  6．运用键盘除可以实现上述测距外，还可通过输入有关数据计算平距、高差和坐标增量。

  （四）全站仪的使用

  全站仪放样模式有两个功能，即测定放样点和利用内存中的已知坐标数据设置新点，如果坐标数据未被存入内存，则也可从键盘输入坐标。放样步骤如下：

  1．选择数据采集文件，使其所采集数据存储在该文件中。

  2．选择坐标数据文件，可进行测站坐标数据及后视坐标数据的调用。

  3．设置测站点。

  4．设置后视点，确定方位角。

  5．输入所需的放样坐标，开始放样。

11411042 熟悉水利水电工程施工测量的要求

  一、施工放样的基本工作

  （一）放样数据准备

  1．放样前应根据设计图纸和有关数据及使用的控制点成果，计算放样数据，绘制放样草图，所有数据、草图均应经两人独立校核。

  2．应将施工区域内的平面、高程控制点、轴线点、测站点等测量成果，以及工程部位的设计图纸中的各种坐标（桩号）、方位、尺寸等几何数据编制成放样数据手册，供放样人员使用。

  3．现场放样所取得的测量数据，应记录在规定的放样手簿中。

    （二）平面位置放样方法的选择                       ˉ

平面位置放样应根据放样点位的精度要求、现场作业条件和拥有的仪器设备，选择适用的放样方法。平面位置放样的基本方法有：直角交会法、极坐标法、角度交会法、距离交会法等几种。

    （三）高程放样方法的选择

1．高程放样方法的选择，主要根据放样点高程精度要求和现场的作业条件。可分别  采用水准测量法、光电测距三角高程法、解析三角高程法和视距法等。

2．对于高程放样中误差要求不大于±10mm的部位，应采用水准测量法。

3．采用经纬仪代替水准仪进行土建工程放样时，应注意以下两点：

    （1）放样点离高程控制点不得大于50m；

    （2）必须用正倒镜置平法读数，并取正倒镜读数的平均值进行计算。

 4．采用光电测距三角高程测设高程放样控制点时，注意加入地球曲率的改正，并校核相邻点的高程。

    （四）仪器、工具的检验

 1．施工放样使用的仪器，应定期按下列项目进行检验和校正：

    （1）经纬仪的三轴误差、指标差、光学对中误差，以及水准仪的i角，应经常检验和校正。

    （2）光电测距仪的照准误差（相位不均匀误差），偏调误差（三轴平行性）及加常数、乘常数，一般每年进行一次检验。

 2．使用工具应按下列项目进行检验：

    （1）钢带尺应通过检定，建立尺长方程式。

    （2）水准标尺应测定红黑面常数差和标尺零点差。标尺标称常数差与实测常数差超过1.0mm时，应采用实测常数差；标尺的零点差超过0.5mm时，应进行尺底面的修理或在高差中改正。

    （3）塔尺应检查底面及结合处误差。

    （4）垂球应检查垂球尖与吊线是否同轴。

    二、开挖工程测量

    （－）开挖工程测量的内容

    开挖工程测量的内容包括：开挖区原始地形图和原始断面图测量；开挖轮廓点放样；开挖竣工地形、断面测量和工程量测算。

    （二）开挖工程细部放样

    1．开挖工程细部放样，需在实地放出控制开挖轮廓的坡顶点、转角点或坡脚点，并用醒目的标志加以标定。

    2．开挖工程细部放样方法有极坐标法，测角前方交会法、后方交会法等，但基本的方法主要是极坐标法和前方交会法。直接用后方交会法放样开挖轮廓点的情况很少。采用测角前方交会法，宜用三个交会方向，以“半测回”标定即可。用极坐标法放样开挖轮廓点，测站点必须靠近放样点。

    3．距离丈量可根据条件和精度要求从下列方法中选择。

  （1）用钢尺或经过比长的皮尺丈量，以不超过一尺段为宜。在高差较大地区，可丈量斜距加倾斜改正。

  （2）用视距法测定，其视距长度不应大于50m。预裂爆破放样，不宜采用视距法。

  （3）用视差法测定，端点法长度不应大于70m。

  4．细部点的高程放样，可采用支线水准，光电测距三角高程或经纬仪置平测高法。

  （三）断面测量和工程量计算

  1．开挖工程动工前，必须实测开挖区的原始断面图或地形图；开挖过程中，应定期测量收方断面图或地形图；开挖工程结束后，必须实测竣工断面图或竣工地形图，作为工程量结算的依据。

  2．断面间距可根据用途、工程部位和地形复杂程度在5～⒛m范围内选择。有特殊要求的部位按设计要求执行。

  3．断面图和地形图比例尺，可根据用途、工程部位范围大小在1：⒛0～1：1000之间选择，主要建筑物的开挖竣工地形图或断面图，应选用1：200；收方图以1：500或1：200为宜；大范围的土石覆盖层开挖收方可选用1：1000。

  4．断面点间距应以能正确反映断面形状，满足面积计算精度要求为原则。一般为图上l～3cm施测一点。地形变化处应加密测点。断面宽度应超出开挖边线3～10m。

  5．开挖施工过程中，应定期测算开挖完成量和工程剩余量。开挖工程量的结算应以测量收方的成果为依据。开挖工程量的计算中面积计算方法可采用解析法或图解法（求积仪）。

  6．两次独立测量同一区域的开挖工程量其差值小于5％（岩石）和7％（土方）时，可取中数（或协商确定）作为最后值。

  三、立模与填筑放样

  （一）立模和填筑放样的内容

  立模和填筑放样应包括下列内容：测设备种建筑物的立模，填筑轮廓点；对已架立的模板、预制（埋）件进行形体和位置的检查；测算填筑工程量等。

（二）建筑物的细部放样

  1．混凝土建筑物立模细部轮廓点的放样位置，以距设计线0．2～0．5m为宜。土石坝填筑点，可按设计位置测设。

  2．立模、填筑轮廓点，可直接由等级控制点测设，也可由测设的建筑物纵横轴线点（或测设点）测设。

  （1）由轴线点或测站点放样细部轮廓点时，一般采用极坐标法。

  （2）在不便于丈量距离的部位进行放样时，宜采用短边（200m以内）前方交会法。

（3）在有众多三角点作为交会方向的部位，也可采用后方交会法测定测站点坐标，然后再放样细部点。

  （4）在已经精确测定了轴线的部位进行细部放样时，也可采用轴线交会法。

  （5）在有条件的地方，细部点的精确放样，可采用边角前方交会法，边角后方交会法或测边交会法等。

  3．混凝土建筑物的高程放样，应区别情况，采用不同的方法。

  （1）对于连续垂直上升的建筑物，除了有结构物的部位（如牛腿、廊道、门洞等）外，高程放样的精度要求较低，主要应防止粗差的发生。

  （2）对于溢流面、斜坡面以及形体特殊的部位，其高程放样的精度，一般应与平面位置放样的精度相一致。

  （3）对于混凝土抹面层，有金属结构及机电设备埋件的部位，其高程放样的精度，一般高于平面位置的放样精度，应根据不同的精度要求采用水准测量方法，并注意检核。

  4．特殊部位的模板架设后，应利用测放的轮廓点进行检查。

  （三）建筑物立模放样点的检查

  1。放样工作开始前，应认真阅读设计图纸，验证设计坐标或其几何尺寸，在切实弄清设计数据之后，才能开始放样。

  2．对于放样的轮廓点，必须进行检核，检核方法可根据不同情况而异。检核结果应记入放样资料中，外业检核以自检为主，放样与检核尽量同时进行。必要时，也可另派小组进行检查。

  3．选择放样方法时，应考虑检核条件。没有检核条件的方法（如极坐标法、两点前方交会法、三方向后交法等），必须在放样后采用另外的方法进行检查。

  4．建筑物基础块（第一层）轮廓点的放样，必须全部采用相互独立的方法进行检核。放样和检核点位之差不应大于 m（m为轮廓点的测量放样中误差）。

  （四）填筑工程量测算

  1．混凝土浇筑和土石料填筑工程量，必须从实测的断面（或平面）图上计算求得。

  2．混凝土浇筑块体收方，基础部位应根据基础开挖竣工图计算；基础以上部位，可直接根据水工设计图纸的几何尺寸及实测部位的平均高程进行计算。

  3．土石料填筑量收方，应根据实测的各种填料分界线，分别计算各类填料方量。

  4．独立两次对同一工程量测算体积之较差，在小于该体积的3 ％时，可取中数作为最后值。

  四、施工期间的外部变形监测

  （一）施工期间外部变形监测的内容

  施工期间外部变形监测的内容包括：施工区的滑坡观测；高边坡开挖稳定性监测；围堰的水平位移和沉陷观测；临时性的基础沉陷（回弹）和裂缝监测等。

  变形观测的基点，应尽量利用施工控制网中的三角点。也可建立独立的、相对的控制点，其精度应不低于四等网的标准。

  （二）选点与埋设

  1．工作基点的选择与埋设，应注意以下几点：

  （1）基点必须建立在变形区以外稳固的基岩上。对于在土质和地质不稳定地区设置基点时应进行加固处理。基点应尽量靠近变形区，其位置的选择应注意使它们对测点构成有利的作业条件。

  （2）工作基点一般应建造具有强制归心的混凝土观测墩。

  （3）垂直位移的基点，至少要布设一组，每组不少于三个固定点。

  2．测点的选择与埋设，应符合下列要求：

  （1）测点应与变形体牢固结合，并选在变形幅度、变形速率大的部位，且能控制变形体的范围。

  （2）滑坡测点宜设在滑动量大，滑动速度快的轴线方向和滑坡前沿区等部位。

  （3）高边坡稳定监测点，宜呈断面形式布置在不同的高程面上，其标志应明显可见，尽量做到无人立标。

  （4）采用视准线监测的围堰变形点，其偏离视准线的距离不应大于20rnm。垂直位移测点宜与水平位移测点合用。围堰变形观测点的密度，应根据变形特征确定：险要地段20～30m布设一个测点；一般地段50～80m布设一个测点。

  （5）山体或建筑物裂缝观测点，应埋设在裂缝的两侧。标志的形式应专门设计。

  （三）观测方法的选择

  一般情况下，滑坡、高边坡稳定监测采用交会法；水平位移监测采用视准线法（活动觇牌法和小角度法）；垂直位移观测，宜采用水准观测法，也可采用满是精度要求的光电测距三角高程法；地基回弹宜采用水准仪与悬挂钢尺相配合的观测方法。

  （四）资料整理

  1．观测资料整理应包括下列内容：

  （1）外业观测资料的检查，测站平差和平均值的计算。

  （2）平差计算，求得未知数的最或是值。

  （3）位移量计算，编制累计位移量一览表。

  （4）绘制位移量与相关因素的关系曲线图。

  2．成果分析包括下列内容：

  （1）评定观测精度。

  （2）分析观测成果是否符合正常变化规律。

  （3）对异常观测值和异常变化，应认真分析原因，辨别真伪。

  （4）重点部位应与其他观测资料综合分析。

  （5）寻找影响位移的相关因素。

  五、竣工测量

  （一）竣工测量的内容和方法

  1．竣工测量包括下列主要项目：

  （1）主要水工建筑物基础开挖建基面的1：200～1：500地形图（高程平面图）或纵、横断面图。

  （2）建筑物过流部位或隐蔽部位形体测量。

  （3）外部变形监测设备埋设安装竣工图。

  （4）建筑物的各种重要孔、洞的形体测量（如电梯井、倒垂孔等）。

  （5）视需要测绘施工区竣工平面图。

  2．竣工测量作业方法

  （1）随着施工的进程，按竣工测量的要求，逐渐积累竣工资料。

  （2）待单项工程完工后，进行一次性的测量。

  对于隐蔽工程、水下工程以及垂直临空面的竣工测量，宜采用第一种作业方法。

  （二）开挖竣工测量

  主体工程开挖到建基面时，应及时实测建基面地形图，亦可测绘高程平面图，比例尺一般为1：200。图上应标有建筑物开挖设计边线或分块线。

  （三）填筑竣工测量

  单项填筑工程竣工时，应测绘建筑物的高程平面图，或纵横断面图，其比例尺不应小于施工详图。

  土、石坝在心墙、斜墙、坝壳填筑过程中，每上料二层，须进行一次边线测量并绘成图表为竣工时备用。

  （四）过流部位的形体测量

     1，需要进行形体测量的部位有：溢洪道、泄水坝段的溢流面、机组的进水口、涡壳、锥管、扩散段；闸孔的门槽附近，闸墩尾部，护坦曲线段、斜坡段、闸室底板及闸墙等。

     2．过流部位的形体测量，除断面测量外，也可采用光电测距极坐标法，测量散点的三维坐标。散点的密度，可根据建筑物的形体特征确定，水平段可以稀一些，曲线段、斜坡段宜加密。

     3．竣工测量的成果，除了整理绘制成果表外，还必须按解析法的要求计算各测点的三维坐标值。在提供成果时，除提供图纸外，还应提供坐标实测值。

   （五）资料整编

     1．竣工图的编绘，应与设计平面布置图相对应，图表应按竣工管理部门的统一规格选用，分类装订成册，并附必要的文字说明。

     2．竣工地形图应该注明图幅的坐标系统、高程系统、测图方法、比例尺、制图日期

经典习题
(12讲)