論高程控制測(cè)量中存在的問題及應(yīng)對(duì)方案
摘要:筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，分別舉出兩個(gè)實(shí)例對(duì)工程水準(zhǔn)測(cè)量中存在的方法不科學(xué)以及操作不規(guī)范等問題進(jìn)行解析,并提出了相應(yīng)改進(jìn)措施。同時(shí)探討了提高三角高程測(cè)角精度的方法,以供測(cè)量人員作業(yè)時(shí)參考借鑒。
關(guān)鍵詞:高程控制測(cè)量、存在的問題、應(yīng)對(duì)方案
1問題概述
在很多大中型工程項(xiàng)目的工程測(cè)量中,常常需要測(cè)設(shè)二、三、四等水準(zhǔn),有時(shí)需用三角高程測(cè)量來代替三、四等水準(zhǔn)。但是不管采用哪種方法,滿足工程施工需要是首先需要考慮到的。在很多情況下,工程施工都有一些特殊要求,需要測(cè)量精度在規(guī)范要求的范圍內(nèi)有所提高,一般原則就是將主要限差指標(biāo)提高到滿足規(guī)范規(guī)定的1/2限差要求，實(shí)際上就是要求質(zhì)量上優(yōu)質(zhì),精度上有充分的保證。但在實(shí)際工作中,經(jīng)常存在水準(zhǔn)測(cè)量的精度不理想,困難地區(qū)接近限差甚至超限,三角高程代替不了三、四等水準(zhǔn)等等問題。由此而造成誤工,引起甲方的疑問,給工程施工造成不便�，F(xiàn)就此問題進(jìn)行討論，分析原因,并提出改進(jìn)的辦法。
2問題分析
2.1水準(zhǔn)測(cè)量
2.1.1方案問題
因水準(zhǔn)測(cè)量較簡(jiǎn)單,在施工前不需要進(jìn)行方案選擇評(píng)定、實(shí)測(cè)方法研究、精度分析等工作。但實(shí)際上,進(jìn)行方案研究不僅是工作的需要,而且是提高工程質(zhì)量、積累技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的主要途徑和必經(jīng)之道。
方案研究的主要內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):任務(wù)分析、技術(shù)要求、精度估算、儀器和作業(yè)方法選擇、質(zhì)量保證措施等。這些對(duì)于一般的工程可能不需要進(jìn)行書面的作業(yè),但對(duì)于重要的項(xiàng)目,就應(yīng)該按規(guī)范要求進(jìn)行必要的作業(yè)設(shè)計(jì)。實(shí)際上,從以往的工作中反映出的問題來看,有很多問題就出在最初的方案設(shè)計(jì)中,存在技術(shù)上和質(zhì)量上的漏洞。
2.1.2方法問題
由于方案研究不夠,造成方法選擇上不科學(xué)或是考慮方面欠缺,影響到實(shí)測(cè)質(zhì)量。比如:水準(zhǔn)視距控制、跨越障礙物方法、儀器等級(jí)選擇、圖形條件、閉合條件等選擇不當(dāng),都會(huì)帶來一系列問題,不僅僅是精度問題,很多時(shí)候是增加出現(xiàn)錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)。所以,方案優(yōu)化是很重要的技術(shù)措施。
例1:某工程由兩個(gè)項(xiàng)目組成,施工中存在一些時(shí)間上的差別,A,B項(xiàng)目的水準(zhǔn)控制點(diǎn)是各自獨(dú)立做的,布置和實(shí)測(cè)路線分別如圖1,圖2所示。
這兩種實(shí)測(cè)方法均存在一些技術(shù)漏洞。說明如下:
1)A方法沒有在施工控制點(diǎn)之間構(gòu)成閉合線路,容易將施工區(qū)域外的測(cè)量誤差引入到區(qū)域控制點(diǎn)上,引起相鄰的點(diǎn)位如A1,A4點(diǎn)之間產(chǎn)生較大誤差,當(dāng)控制起算點(diǎn)到工地的距離較遠(yuǎn)時(shí),誤差會(huì)大到不允許的地步。
2)B方法在施工控制點(diǎn)之間構(gòu)成了閉合線路,但是進(jìn)出區(qū)域控制網(wǎng)只有一個(gè)結(jié)點(diǎn),而且主要線路重合,也是容易出問題的。一旦B1,P點(diǎn)出現(xiàn)問題,就有可能影響到整個(gè)施工區(qū)域水準(zhǔn)網(wǎng)。從圖形強(qiáng)度來說,完全是一個(gè)柔性鏈接,沒有強(qiáng)度可言。
兩種情況應(yīng)該改為如圖3所示的方式。同時(shí)當(dāng)A,B有聯(lián)系時(shí),還應(yīng)該進(jìn)行必要的聯(lián)測(cè),保證A,B為同一個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)然,A,B區(qū)域也可以同時(shí)操作,高程基準(zhǔn)從BM1經(jīng)A1,A4,B1,B3到BM2,形成附和線路,滿足要求后,A,B區(qū)各自選一個(gè)起算點(diǎn),進(jìn)行閉合環(huán)平差,保證區(qū)域內(nèi)部環(huán)線有足夠的相對(duì)精度。
例2:某工程施工區(qū)域距控制點(diǎn)較遠(yuǎn),只有一個(gè)方向有高程控制點(diǎn)。最初的水準(zhǔn)路線如圖4所示,往測(cè)時(shí)聯(lián)測(cè)了D1,D2,D3,…,D12,返測(cè)時(shí)雖然沿原往測(cè)線路返回,但線路設(shè)計(jì)上沒有考慮到施工區(qū)域離控制點(diǎn)BM的距離，計(jì)算時(shí)從D12直接到BM點(diǎn)。
在上面的方法中存在的主要問題是權(quán)系數(shù)在D12點(diǎn)上差別極大,本來就是單線路往返測(cè),分開后表面上是閉合環(huán),實(shí)際上降低了觀測(cè)的精度。網(wǎng)圖設(shè)計(jì)和計(jì)算應(yīng)按如圖5所示。對(duì)應(yīng)的點(diǎn)應(yīng)該按往返測(cè)進(jìn)行比較,高程最好取中數(shù)。
2.1.3操作問題
水準(zhǔn)測(cè)量在選定的條件下,應(yīng)按最佳觀測(cè)方法盡量提高操作質(zhì)量和觀測(cè)精度。等級(jí)水準(zhǔn)在操作上都有相應(yīng)的技術(shù)要求,除此之外,為保證觀測(cè)質(zhì)量,操作上還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1)查驗(yàn)儀器和水準(zhǔn)標(biāo)尺是否滿足要求。
2)工程水準(zhǔn)觀測(cè)視距應(yīng)該限定,一般應(yīng)提高一個(gè)精度等級(jí)來處理。
3)手扶標(biāo)尺會(huì)有所晃動(dòng),觀測(cè)時(shí)讀數(shù)應(yīng)取較小值,以減少標(biāo)尺傾斜時(shí)的讀數(shù)誤差累積。
4)觀測(cè)前和觀測(cè)過程中,應(yīng)注意所用標(biāo)尺刻劃的情況,不同標(biāo)尺會(huì)有所不同,尤其是5cm,10cm和整米刻劃處。
5)讀數(shù)時(shí)必須對(duì)所讀數(shù)值肯定,不能含糊或憑印象估計(jì)。
2.2三角高程測(cè)量
根據(jù)現(xiàn)有儀器的精度,豎直角測(cè)量中誤差取mθ=8″,測(cè)距精度按2m+2ppm,距離按D=200m計(jì)算,理論上,三角高程應(yīng)能達(dá)到的精度為:
h=D/tgθ。
mh2=ctg2θ•mD2+D2(1+ctg2θ)/ρ2•mθ2。
設(shè)θ=80°,則mh=6.2mm,且主要是測(cè)角影響。一般情況下,θ=80°～100°,此時(shí)mh≈D/ρ•mθ。當(dāng)D=200m時(shí),誤差影響為mh≈mθ=8mm。實(shí)際上,只要提高測(cè)角精度,就能夠滿足代替三、四等水準(zhǔn)的要求。
