电子水准仪在沉降观测中的应用.doc

电子水准仪在沉降观测中的应用康红星 , 高志超(长沙勘察设计研究院 深圳公司 , 深圳 518003)摘 要 : 通过工程实例 ,介绍了高精密电子水准仪在沉降观测项目中的应用及其观测效果 。关键词 : 电子水准仪 ; 沉降观测 ; 水准测量中图分类号 : TU 433文献标识码 : BAppl icat ion of electron ic level in settlement observat ionKA NG Hong2xing , Gao Zhi2chaoAbstract : The applicatio n of high p recisio n elect ro nic level in set tlement o b2servatio n and t he o bservatio n effect were int ro duced t hro ugh p roject examples1Key words : elect ro nic level ; set tlement o bservatio n ; level survey近年来 , 随着计算机技术 、微电子技术 、激光技术等新技术的发展 , 传统的测绘技术体系 正在发生根本性的变化 。90 年代以来出现了许 多先进的光电子测量仪器 ,如电子水准仪等 , 以 自动安平水准仪为基础 , 在望远镜光路中增加 了分光镜和探测器 ( CCD) , 并采用条码标尺和 图像处理的电子系统 , 是光机电测一体化的高 科技产品 。它操作简便 , 采用条码标尺自动读 数 ,不需要人工记录 , 避免了人为的误差 , 由于 采用多次读数并取平均值 ,因此精度高 ,测完后 可马上传输至计算机进行数据处理 , 得出沉降 观测的结果 , 大大的提高了沉降观测的精度和 效益 。为实现沉降观测内外业一体化提供了条 件 。下面介绍蔡司 Dini 12 电子水准仪的特性和工程应用实例 。1蔡司 Di ni 12 电子水准仪特性蔡司 Dini 12 电子水准仪是德国蔡司厂生产的第三代电子水准仪 , 它精度高 、操作简便 、数据安全 , 测量时需与铟瓦条形码标尺配套使 用 。其每公里测量偶然中误差为 013 mm ,可用 于国家一 、二等水准测量 。蔡司 Dini 12 电子水 准仪与传统仪器相比有以下不同特点 :(1) 读数客观 。蔡司 Dini 12 电子水准仪具有自动采集数 据功能 ,不存在粗差 、漏记问题 , 避免人为读数 误差 。(2) 读度高 。 视线高和视距读数都是采用大量条码分划图像经处理后取平均值得出来的 , 因此消弱了 标尺分划误差的影响 。(3) 速度快 。由于省去了报数 、听记 、现场计算的时间以收稿日期 : 2004 - 05 - 06作者简介 : 康红星 (1970 - ) ,男 ,湖南新化人 ,长沙勘察 设计研究院工程师 ,学士 ,主要从事勘察设相比可以节省 1/ 3 左右 。(4) 效率高 。 只需调焦和按键就可以自动读数 , 减轻了劳动强度 。视距还能自动记录 、检核 、处理 , 并 能输入计算机进行后处理 , 可实现内外业一体 化 。(5) 仪器有 i 角检验程序 。 在野外可方便地进行 i 角检验 。蔡司 Dini 12 电子水准仪机重为 315 kg ,比 较轻便 。键盘有 22 个功能键 ,4 行显示 ,在需要 输入字母或数字的地方 , 电子水准仪对其他键 有屏蔽功能 , 可避免误操作 。当水准仪倾斜至 补偿器补偿范围外时 , 或测量出来的数据大于 任何一项已设定的限差时 , 仪器会发出蜂鸣警 报 。蔡司 Dini 12 电子水准仪的测量数据存储 在水准仪自带的 PC 卡中 ,该水准仪可支持 256K 到 8 MB 的 PC 卡 , 1 MB 的 PC 卡 可 存 储10 000个数 据 行 , 水 准 仪 内 部 存 储 器 可 存 储 2200 个数据行 。内部存储器及 PC 卡 内 的 数 据 可安全储存 1 a 。数据可通过数据传输线传输至 计算机中 ,进行后续处理 。同 ;(2) 采 用 “后 、前 、前 、后 ” 的 观 测 顺序 。每次观测从一个基准点出发 , 经过全部沉 降观测点 , 再闭合到同一基准点 , 形成一个闭 合环 , 多栋建筑物同时观测时也可分成多个闭 合环进行观测 , 但起算基准点必须相同 ;(3) 为了确保观测质量 , 争取最佳观测条 件 , 在第一次观测前用皮尺选量好仪器观测位 和标尺定位 , 做好标志 。以后观测按固定的位 置 、秩序进行 , 为确保首次观测的准确可 靠 , 必须同精度观测两次 ;(4) 每次观测前必须先检测基准点和进行 仪器 i 角检查 。212 点位布设在稳定的地方布设了三个水准基准点 , 编 号为 G1 、G2 、G3 。水准基准点采用螺纹钢打入稳定的房角再加固 。在其周边建筑物上及鸿业苑三期工程基坑周围布设 60 个沉降观测点 ,编号为 S1 S38 和 W1 W22 ,点位布设详见图 1 。共观测 13 次 。沉降观测实例在鸿业苑三期工程的施工中 , 为掌握工程 施工对周边建筑物的影响情况 , 深圳市鸿基房 地产开发有限公司于 2002 年 6 月委托我公司对 鸿业苑三期工程及周边建筑物进行沉降观测及 位移观测 。工程从 2002 年 6 月 29 日对鸿业苑 三期工程基坑及周边建筑物进行第一次沉降观2测起 , 至 2002 年 12 月 9 日止 ,沉降观测 。211沉降观测共进行了 13 次图 1点位布置213作业过程使用蔡司 Dini 12 型水准仪和线条式铟钢 水准 尺 采 用 “后 、前 、前 、后”的 观 测 顺 序 。 每次观测从基准点 G1 出发 , 经过全部沉降观测点 , 再闭合到 G1 , 形成一个闭合环 。按照 国 家 二 等 水 准 测 量 技 术 要 求 进 行 作 业 , 观测前进行仪器 i 角检查 , 各次 i 角检查 情况见表 1 。该工程沉降观测一般按二等水准测量的精度施测 , 但由于沉降观测具有视距短 ( 一般小 于 20 m) , 精度要求高 , 多次重复观测的特点 , 在实际作业中除满足国家二等水准测量的有关 要求外 , 还应做到 :(1) 三固定原则 , 即固定观测人员 , 固定 仪器 , 固 定 观 测 线 路 。这 样 每 次 观 测 的 权 相表 1i 角检测()表 3 水准环形闭合差统计mm次数日期闭合差允许值次数日期i 角允许值200210612920021071102002107121200210713020021081122002108116200210812720021091090193- 11690190- 01021128- 0145- 2112- 31133123123123123123123123121234567812200210412520021081013100151515 3 2002112102 412 15 在 i 角检测后 , 再检查了三个基准点之间的高差 , 各项高差检查见表 2 。表 2 基准点高差检查统计mm91011121320021091252002110114200211012520021111162002112110112111092150- 1170- 1175312312312312312次数日期G1 G2G2 G3G3 G1200210612920021071102002107121200210713020021081122002108116200210812720021091092002109125200211011420021101252002111116- 949127- 948193- 949146- 949123- 949167- 949122- 948150- 949127- 948139- 948178- 949110- 949145- 87148- 87142- 87145- 87185- 87129- 87145- 87148- 87197- 87174- 87163- 88147- 87132+ 861179+ 861151+ 862101+ 861138+ 861138+ 861174+ 861179+ 860153+ 860165+ 861115+ 860183+ 861113123456789101112栋主撤离 , 故没有造成意外 。其余各点沉降量均在 - 26113 3177 mm 之间 , 说明在沉降观 测期间鸿业苑三期工程基坑及周边建筑物基本 处于稳定状态 。纵观该工程各次观测成果 , 表明观测所用 仪器工具性能良好 , 基准点稳定 , 各次观测技 术指标达到国家规范要求 , 成果可靠 。 13 2002112110 - 949140 - 87197 + 861143 在使用常规仪器时 , 由于点位多 , 观测速度慢 , 容易出错且难以测合 。而使用蔡司 Dini12 型电子水准仪观测 , 自动记录 , 速度快 , 且 精度高 。外业完成后传输至计算机 , 采用我公 司编制的沉降观测专用程序 “S - CJ GC”, 输入 工程名称和起算基准点高程即可进行平差计算 和自动生成曲线图 。各次观测的水准环形闭合差见表 3 。214 结论从沉 降 点 观 测 数 据 得 知 , 发 现 异 常 的 是 S5 、S6 、S7 号 , 位于 1 栋房屋上 , 每次沉降量 最大 , 2002 年 8 月 27 日发现裂缝 , 我们及时 通知甲方 。经调查 , 由于此栋房屋建房时未进行基础加固 , 故施工时影响最大 , 因及时要求结语3经过我公司 2002 年以来 进 行 的 各 项 沉 降观测工程的实践 , 表明电子水准仪操作简单 , 精度可靠 , 同时减轻了作业员的劳动强度 , 提 高了作业效率 。因蔡司 Dini 12 电子水准仪测 量的数据存在 PC 卡中 , 避免了数据采集过程 中数据传递的错误和人工读数的误差 , 同时减 去了记簿员 , 提高了劳动生产率 。电子水准仪 将数字测量带到了水准测量的领域 , 相信在不 久的将来 , 电子