工程测量论文

广东水利电力职业技术学院 毕业论文 测量在施工中的放样 专业与班级 ： 工程测量 10 计测一班 学生姓名 ： 郑庆敏 指导老师 ： 王庆光 论文提交日期 ： 2013 年 1 月 15 号 毕业设计成绩总评 : 指导教师评语 : 郑庆敏同学毕业设计结构 合理， 条 理比 较清 楚， 对施工测量工作有较深 入的了解，对施工测量方法及过程叙述比较清楚，阐述了施工放样的基本操作、方法选择、精度分析等，对参考线放样、 GPS 技术在实际施工测量工作中的应用都有涉及，内容比较面全。 有 较 强的 实际动 手能力和 现 场 应 用能力， 对使用 GPS 进行施工测量的方法及过程 有 较 深的了解，很好地掌握了有 关 基 础 理 论与专业 知 识 ， 并 能自如地在实际 中 应 用。 该文层 次比 较清 晰， 语 言准确，资料比 较齐 全，整体比较理想。 指导教师签名： 年 月 日 答辩教师评语 : 答辩教师成员签名： 年 月 日 摘 要 在 国家特大及大中型项目建设中，工程测量是一项极其重要的基础性工作。测量施工的任何一次失误，都可能导致工程施工出现较大偏差，从而引起工程局部返工甚至报废，并延误工期，给工程带来巨大损失。因此，在施工过程中，如何控制好工程测量的施工质量，是一项非常值得研究的管理课题本文通过对道路工程线路中线和路基边桩关系的分析，总结出一种更精确、更快捷、更方便的放样方法 极坐标法。 关键词 ： 工程 ； 测量 ； 质量 ； 控制 ； 实践 ； 分析 目 录 1 引言 . 1 2 传统阶段 . 1 3 坐标放样阶段 . 1 4 测量放样在施工中的应用 . 2 4.1 放样前准备 . 2 4.2 极坐标法放点 . 3 5 道路工程路基边桩放样方法 . 3 5.1 路基边桩放样法的改进 . 3 5.2 传统的路基边桩放样方法的局限性 . 4 5.3 施工坐标系 . 4 5.4 断面方向的方位角 . 4 5.5 路基边桩放样 . 4 6 施工放样中产生的误差这样处理 . 4 6.1 在放样工作中进行现场平差 . 5 6.2 避免误差的有效方法 . 5 7 在放样后做好复测工作 . 5 7.1 设计图纸的复核 . 5 7.2 建筑物定位的复测 . 6 7.3 水准点高程的复测 . 6 7.4 原始观测记录的复核 . 6 8 极坐标法放样的优点及应用 . 6 总结 . 7 参考文献 . 7 致 谢 . 9 附 录 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 设计图纸 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 1 1 引言 道路工程施工中 ， 尤其是深路堑 、施工，为了保证线路各部结构符合设计和规范要求，更好地掌握和控制工程施工数量，技术人员需要不断地检查、监控线路中线和开挖（填筑）边线，内、外业工作量极大。近年来，工程施工大多采用项目法管理，人员精简，每个技术人员除了本职的技术工作外，还要参与大量的管理工作。因此，如何使技术人员从繁重的测量放样工作中解脱出来，成了项目法管理实施中的一大课题。 2 传统阶段 在传统的工程放样方法中，必须求出 设计 图中的放样点或线相对于控制网或原有建筑 的相互关系，即求出其间的角度及间距和高程，这些数据称为放样数据。 工业建筑物的总图设计，是根据生产的工艺流程要求和建筑场的地形情况进行的，主要建筑物的轴线往往不能与测量坐标系的坐标轴平行，如果设计建筑物的坐标计算在测量坐标系中进行，则计算工作较为复杂。因此 ，建筑设计人员往往根据现场情况选定独立坐标系，使独立坐标系的坐标轴与主要建筑物的轴线方法相一致。这样，再通过旋转换算，把建筑坐标换算成测量坐标。 3 坐标放样阶段 随着光电测距仪的发展，出现了一种测滤头，可以直接安置到传统经纬仪的上面，这样装置曾戏称 “半站仪 ”。从而实现了同时测角和量距的任务，再结合计算器就可即时计算出所测设点的坐标，出现了坐标放样法。坐标放样法克服了传统方法中的求取放样数据的麻烦工序，直接获取放样点的坐标就可以放样出设计点。下面是结合CASIOf4800计算器的里程偏距反算程序，说明圆曲 线的放样步骤：首先将仪器置于控制点上；然后测出前视点坐标，把测出的坐标输入计算器中，反算出该点距线路中线的偏距和该点在中线上的正投影点的里程值；最后根据所要放样点对中线的偏距并结合现场情况，确定前视点需要左右移动的距离，再次安置前视点，直至精确放出前视点。 在计算机普及和发展的同时，电子经纬仪即全站仪（ Total Station）迅速发展取代了传统的光学经纬仪。计算机的普及使用为放样数据的求取精度和求取工序、速度作出了极大的贡献，全站仪则在具体的放样工作中简化了放样工作程序。现在各大厂商广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 2 生产的全站仪，如徕 卡、索佳、拓普康、南方都配备有 施工 放样模式，使用方法简单易懂，下面简述南方全站仪的放样步骤： A.放样准备 1.选择、录入放样数据文件。 2.选择、录入坐标数据文件。可进行测站坐标数据及后视坐标数据的调用。 3.置测站点。 4.置后视点、确定方位角。 5.输入所需的放样坐标，开始放样。 B.实施放样 实施放样有两种方法可供选择，都可快速进行放 样。 1.通过点号调用内存中的坐标值。 2.直接键入坐标值。 4 测量放样在施工中的应用 测量放样前，应从合法、有效途径获取施工区已有的平面和高程控制成果资料。根据现场控制点标志是否稳定完好等情况，对已有的控制点资料进行分析，确 定 是否全部或部分对控制点进行检测。已有控制点不能满足精度要求应重新布设控制，已有的控制点密度不能满足放样需要时应根据现有的控制点进行加密。必须按正式设计图纸、文件、修改通知进行测量放样，不得凭口头通知和未经批准的图纸放样。根据规范规定和设计的精度要求并结合人员及仪器设备 情况制定测量放样方案。其内容应包括：控制点的检测与加密、放样依据、放样方法及精度估算、放样程序、人员及设备配置等。 4.1 放样前准备 阅读设计图纸，校算建筑物轮廓控制点数据和标注尺寸，记录审图结果。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准备仪器和工具，使用的仪器必须在有效的检定周期内。给仪器充电，检查仪器常规设置：如单位、坐标方式、补偿方式、棱镜类型、棱镜常数、温度、气压等。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 入仪器内存并检查。 广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 3 4.2 极坐标法放点 在控制点上架设全站仪并对中整平，初始化后检查仪器设置：气温、气压、棱镜常数；输入（调入）测站点的三维坐标，量取并输入仪器高，输入（调入）后视点坐标，照准后视点进行后视。如果后视点上有棱镜，输入棱镜高，可以马上测量后视点的坐标和高程并与已知数据检核。瞄准另一控制点，检查方位角或坐标；在另一已知高程点上竖棱镜或尺子检查仪器的视线高。利用仪器自身计算功能进行计算时，记录员也应进行相应的对算以检核输入数据的正确性。在各待定测站点上架设脚架和棱镜，量取、记录并输入棱镜高，测量 、记录待定点的坐标和高程。以上步骤为测站点的测量。在测站点上按步骤 1安置全站仪，照准另一立镜测站点检查坐标和高程，记录员根据测站点和拟放样点坐标反算出测站点至放样点的距离和方位角。测量放样负责人逐一将标注数据与记录结果比对，同时检查点位间的几何尺寸关系及与有关结构边线的相对关系尺寸并记录，以验证标注数据和所放样点位无误。填写测量放样交样单。 5 道路工程路基边桩放样方法 道路工程线路平面总是由直线和曲线所组成。曲线按其半径的不同分为圆曲线和缓和曲线。在我国，道路工程大多采用螺旋线作为缓和曲线。本文通过对按 这种线型设计的线路中线与路基边桩关系的分析，寻求一种更精确、更快捷、更方便的边桩放样方法，由于测量仪器等的限制，以前放样路基边桩大多采用如下的方法：首先用切线支距法或偏角法等定出线路中线里程桩；其次是在每个里程桩上置镜拨其断面方向（即法线方向）放样出路基边桩；然后抄平、移桩。这种放样方法最大的弊病在于放样误差会不断累积，尤其是长大曲线，曲线的闭合差往往会很大，因此施工时不得不采用分段的方法进行测设。此外，工序繁琐，外业工作量大，需要人员多，而且对施工现场 干扰很大。显然，这种路基边桩放样方法不但与现代施工 “快而准 ”的要求很不相符，而且一定程度上制约了已广泛应用于施工现场的先进仪器设备，如半站型电子速测仪和全站仪等功能的发挥。 5.1 路基边桩放样法的改进 道路工程施工中，尤其是深路堑、高路堤施工，为了保证线路各部结构符合设计和规范要求，更好地掌握和控制工程施工数量，技术人员需要不断地检查、监控线路中线和开挖（填筑）边线，内、外业工作量极大。近年来，工程施工大多采用项目法广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 4 管理，人员精简，每个技术人员除了本职的技术工作外，还要参与大量的管理工作。因此，如何使技术人 员从繁重的测量放样工作中解脱出来，成了项目法管理实施中的一大课题。道路工程线路平面总是由直线和曲线所组成。曲线按其半径的不同分为圆曲线和缓和曲线。在我国，道路工程大多采用螺旋线作为缓和曲线。下面本文主要通过对按这种线型设计的线路中线与路基边桩关系的分析，来阐述一种更精确、更快捷、更方便的边桩放样方法，使技术人员既可以有效、有力地控制施工现场，又可以更多地参与项目管理工作。 5.2 传统的路基边桩放样方法的局限性 由于测量仪器等的限制，以前放样路基边桩大多采用如下的方法：首先用切线支距法或偏角法等定出线路中线里 程桩；其次是在每个里程桩上置镜拨其断面方向（即法线方向）放样出路基边桩；然后抄平、移桩。这种放样方法最大的弊病在于放样误差往往会很大，因此施工时不得不采用分段的方法进行测设。此外，工序繁项，外业工作量在，需要人员多，而且对施工现场干扰很大。显然，这种路基边桩放样方法不但与现代施工 “快而准 ”的要求很不相符，而且一定程度上制纸了已广泛应用于施工现场的先进仪器设备，如半站型电子赖测仪等选先进仪器设备，如半让型电子速测仪和全站仪等功能的发挥 5.3 施工坐标系 为实用方便，以曲线直缓点（ ZH 点）为原点，过 ZH 点的缓和 曲线切线为 X 轴正方向， ZH 点上缓和曲经的半么为 Y 轴正方向建立施工坐标系（即曲线坐标系）。在实际应用中，可利用坐标系（平移、旋转）得到特定的施工坐标系。 5.4 断面方向的方位角 按线路的级成对其进行分段图解，根据曲线的基本性质和三角形的角度定理，可以得出断面方向的方位角 的计算公式。 5.5 路基边桩放样 利用后观点、测站占及路基边桩点的坐标反算出放样数据（极角 i 和极距 Si ），然后进行现场放样 6 施工放样中产生的误差这样处理 施工放样的成果通常是即刻 (或数小时后 )交付使用，往往不能等待再去检查成果的正确性。 这就要求放样作业人员在作业中处处要有自我校核条件，以便及时发现错广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 5 误，及时纠正。 尽量避免误差出现 6.1 在放样工作中进行现场平差 一般工程放样的平差工作都是在现场进行的，因此，常将这类在现场消除测量误差的方法统称为现场平差。如在测放一个方向线时，采用正、倒镜定点，而后在现场取两方向线的中点作为最后方向值等方法。在所有建筑领域中，对测量放样的精度要求具有严密性和松散性两个方面的特性。严密性指工程建筑物必须保持其构件严密的相互关系，即在放样中具有较大误差时，则会有损于工程质量。松散性指松散的建筑部位，彼此间联系松 驰。这类工程部位，虽在设计图纸上有三维尺寸的规定，但在施工时，可予以不同程度的伸缩，因其放样后果对工程建设的影响远比严密性的部位要宽松得多 。 6.2 避免误差的有效方法 在放样工作中采取适当的措施，使严密区段保证严密性，以满足建筑标准要求，而将由于控制测量所带来的误差平摊于工程部位松散的区段中， 使它对工程质量不产生任何影响，从而达到现场平差的目的。它和一般平差任务不同之处是：误差并未消除，不过是将其挤放于一个对工程质量不产生影响的区段，而将其 “吸收 ”罢了。可采用以下平差手段达到这一目的 ： 第一，对严密部位， 一般采用本身主轴线为基本控制去进行放样。即不论控制网布设的精度如何，一旦利用其测设主轴线后，该工程部位就以该轴线为基础了，这样就保证了建筑物的相对严密性 ； 第二，所有轴线的测设，应在主轴线的基准上进行，以避免再由控制网测设，而将控制网本身的测设误差带入严密区段 ； 第三，在施工过程中，所有轴线的测设定位，应具有一次性，切忌反复变更造成轴系的混乱。 7 在放样后做好复测工作 测量复测 (检查测量 )是保证建筑工程质量必不可少的一项工作。复测的目的是检查建筑物 (构筑物 )平面位置和高程数据是否符合设计要求。以往发生的施工 测量事故，大都是忽视复测工作所造成的。 7.1 设计图纸的复核 施工测量人员要对设计图纸上的尺寸进行全面的校核，校对总平面上的建筑物坐广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 6 标和相关数据，检查平面图和基础图的轴线位置、标高尺寸和符号等是否相符，分段长度是否等于各段长度的总和。矩形建筑物的两对边尺寸是否一致，局部尺寸变更后，是否给其他尺寸带来影响。 7.2 建筑物定位的复测 建筑物定位后，要根据定位控制桩或龙门桩，复测建筑物角点坐标、平面几何尺寸、标高与设计图纸上的数据是否吻合，是否满足工程精度要求，建筑物的方向是否正确，有无颠倒现象，有没有因现场运输 车辆将桩碰动，造成位置偏移等现象，发现问题要及时纠正。 7.3 水准点高程的复测 施工现场引进水准点后，要进行复测并应往返观测两次。测设 0 水准点时，一定要校核好图纸上每个数据，防止用错高程而造成整栋建筑物高程降低或升高的严重后果。 7.4 原始观测记录的复核 对外业实测记录，应换另外一名测量员进行全面复核。可用加法还原检查法，利用校对公式或采取其他方法查原始计算项目，发现错误及时解决。 8 极坐标法放样的优点及应用 路基边桩的传统放样方法与改进的放样方法，其工作流程如图所示。从图中可以很明显地看出改进的放样方 法在外业方面的优点。此外，改进的放样方法很大程度上减少了测量放样对现场施工的干扰。从内业精度上分析，极坐标测高曲线的测高元素（极角和极距），对于在同一个测站上所测设的各点，除后视定向误差（即导线点本身的误差、仪器安置误差、后视瞄准等综合影响的反映）外，各测点拨角和量距误差都是独立的。也就是说，同一个测站所测设各点误差不积累、不传递补，即点与点之间的误差是独立的。此外，极坐标法可以在导线点上直拉放样线路中线点和路基边桩点。较之传统的放样方法减少了测设线路主要控制桩的误差、护桩的误差、恢复桩的误差、中桩测设误差 等的影响。目前，已经通过诸多工程施工的实际应用，已经充分证实了该种方法的优越性 广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 7 总结 大力促进工程测量技术方法与手段的更新换代，积极推动新技术的推广与应用，充分利用 GPS 技术、 GIS 技术、数字化测绘技术、摄影测量技术、 RS 技术、 “3S”集成技术及地面测量先进技术设备，把传统的手工测量向电子化、数字化、自动化方向发展；同时加强相关学科的研究，不断拓宽工程测量服务新领域，开创工程测量发展新局面，为推动我国工程测量科技进步而努力奋斗。 广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 8 参考文献 【 1】 RTK-GPS在高速公路工程放样的应用，覃昌佩，广西测绘 2004.2 【 2】 HD5800一体化蓝牙 RTK-GPS在水电地质测绘的应用，李桂炎，中海达 GPS报 2004-4 【 3】 测绘学，武汉测绘学院测量学编写组 【 4】 施工测量 与放样 ， 李 佩 林 ， 山东 测绘 2005.2 【 5】 地质 测绘，李桂炎，中海达 GPS报 2004-4 【 6】 测绘学，武汉测绘学院测量学编写组 【 7】刘培文 公路是公路测量技术北京 人民交通出版社 2003 【 8】 李仕东工程测量北京 人民交通出版社 2002 【 9】 宁津生测绘科学北京 人民交通出版社 2001 广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 9 致 谢 在论文完成之际，我要特别感谢我的指导老师 的热情关怀和悉心指导。在我撰写论文的过程中， 王 老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题 、 构思和资 料的搜集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了王庆光 老师悉心细致的教诲和无私的帮助特别是他那广博的知识 、 深厚的学术素养 、 严谨的治学精神和一丝不够的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。 在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，同时还得到许多在工作过程中许多同事的支持和帮助，在此一并致以诚挚的谢意。 感谢所有关心 、 支持 、 帮助过我的良师益友。 最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位老师表示衷心地感谢。 广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 10 附 录 国电民众 3185MW 级燃气热电冷多联供工程，装机容量为 3185MW 级燃气蒸汽联合循环供热机组。 厂址位于中山市民众镇东北部约 7km 的沙仔村，地处洪奇沥水道南岸，东临珠江口，南与中山市火炬开发区隔江相望。京珠高速公路及番中公路由北向南穿越，交通便利。 试验区 广东水利电力职业技术学院水利工程系 2013 届 毕业设计 11 国电民众 3 185MW 燃气热电冷多联供工程软基处理试验区固结度推算表 沉降板 三点法推算沉降量（ m） 2-23 沉降 固结度 残余沉降 量 S1（ 2 月 4 日） s2（ 2 月 14日） s3（ 2 月 23日） S 终 CJ