7.第三章 水准测量控制网的布设和施测方案.doc

第三章 水准测量控制网的布设和施测方案第三章 水准测量控制网的布设和施测方案3.1高程控制网的布设3.1.1高程网的布设原则城市和工程建设水准测量是各种大比例尺测图、城市工程测量和城市地面沉降观测的高程控制基础，又是工程建设施工放样和监测工程建筑物垂直形变的依据。 水准测量的实施，其工作程序是：水准网的图上设计、水准点的选定、水准标石的埋设、水准测量观测、平差计算和成果表的编制。水准网的布设应力求做到经济合理，因此，首先要对测区情况进行调查研究，搜集和分析测区已有的水准测量资料，从而拟定出比较合理的布设方案。如果测区的面积较大，则应先在1：25 000 1：100 000比例尺的地形图上进行图上设计。 图上设计应遵循以下各点： （1）水准路线应尽量沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。尽量避免跨越河流、湖泊、沼泽等障碍物。 （2）水准路线若与高压输电线或地下电缆平行，则应使水准路线在输电线或电缆50m以外布设，以避免电磁场对水准测量的影响。 （3）布设首级高程控制网时，应考虑到便于进一步加密。 （4）水准网应尽可能布设成环形网或结点网，个别情况下亦可布设成附合路线。水准点间的距离：一般地区为24km；城市建筑区和工业区为12km。 （5）应与国家水准点进行联测，以求得高程系统的统一。 （6）注意测区已有水准测量成果的利用。在实地选线和选点时，除了要考虑上述要求外，还应注意使水准路线避开土质松软地段，确定水准点位置时，应考虑到水准标石埋设后点位的稳固安全，并能长期保存，便于施测。为此，水准点应设置在地质上最为可靠的地点，避免设置在水滩、沼泽、沙土、滑坡和地下水位高的地区；埋设在铁路、公路近旁时，一般要求离铁路的距离应大于50m，离公路的距离应大于20m，应尽量避免埋设在交通繁忙的岔道口；墙上水准点应选在永久性的大型建筑物上。3.1.2高程网的布设方案高程网的布设必须遵照以上原则，威海金线顶地带高程控制网为了减少工程的费用并满足施工测量的要求选择与平面控制网相同的点位。在主要的控制点位基础上进行加密，在此以威海金线顶地区BM1和H1之间的加密点高程测量为例加以说明。3.2高程控制的施测3.2.1四等水准测量的原理及精度指标水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。如图3-1所示， A、B 两点间高差 hAB 为:设水准测量是由A向B进行的，则 A 点为后视点， A点尺上的读数a称为后视读数；B 点为前视点，B 点尺上的读数 b称为前视读数。因此，高差等于后视读数减去前视读数。用高差法计算未知点高程。A 、B 两点间高差 hAB 后，如果已知A点的高程 HA ，则B点的高程 HB 为： 图3-1 水准测量示意图威海金线顶控制测量使用的是普通DS3型水准仪，其精度指标见表3-1。表3-1 普通DS3型水准仪，其精度指标放大倍率有效孔径视场角乘常数最短视距圆水准器角值管状水准器角值3242mm1261002M8/2mm22/2mm三、四等水准测量观测的技术要求见表3-2。表3-2 三、四等水准测量观测的技术要求等级水准仪视线长度/m前后视距差/m前后视距累积差/m视线高度黑面、红面读数之差/mm黑面、红面所测高差之差/mm三DS110036三丝能读数1.01.5DS3752.03.0四DS3100510三丝能读数3.05.03.2.2一个测站上的观测程序和记录一个测站上的这种观测程序简称“后前前后”或“黑黑红红”。四等水准测量也可采用“后后前前”或“黑红黑红”的观测程序。3.2.3测站计算与检核（1）视距部分 视距等于下丝读数与上丝读数的差乘以100。 后视距离：100 (3-1)前视距离：100计算前、后视距差：计算前、后视距累积差：上站本站（2）水准尺读数检核 同一水准尺的红、黑面中丝读数之差，应等于该尺红、黑面的尺常数K（4.687m或4.787m）。红、黑面中丝读数差、按下式计算： K前 (3-2)K后红、黑面中丝读数差、的值，三等不得超过2mm，四等不得超过3mm。（3）高差计算与校核 根据黑面、红面读数计算黑面、红面高差、，计算平均高差。 黑面高差： (3-3)红面高差：黑、红面高差之差：0.100（校核用）。式中 0.100两根水准尺的尺常数之差（m）。黑、红面高差之差的值，三等不得超过3mm，四等不得超过5mm。 平均高差：=0.100 (3-4)K后4.687m时，式中取+0.100 m；当K后4.787m时，式中取-0.100 m。3.2.4每页计算的校核（1）视距部分 后视距离总和减前视距离总和应等于末站视距累积差。即 末站 (3-5)总视距+（2）高差部分 红、黑面后视读数总和减红、黑面前视读数总和应等于黑、红面高差总和，还应等于平均高差总和的两倍。即测站数为偶数时 2 (3-6)测站数为奇数时 20.100 (3-7)用双面水准尺进行三、四等水准测量的记录、计算与校核，见表3-3。3.3高程计算=0.2785-（4.159-3.892）=-0.0115m=-11.5mm (3-8)3.3.1检核=22mm (3-9)故其精度符合要求。3.3.2计算改正数分配原则：按与测段距离（或测站数）成正比，并反其符号改正到各相应的高差上，得改正后高差。按距离： (3-10)3.3.3计算改正后高差 (3-11)具体平差计算结果见表3-4表3-3 水准记录表格 测站编号点号后尺上丝前尺上丝方向及尺号水准尺读数K+黑红平均高差/m备注下丝下丝后视距前视距黑面红面视距差后前后-前K为水准尺尺常数表中K12=4.787K13=4.6871BM1-A11571119738.4-0.20739036337.6-0.2后12前13后-前13840551+1.83361715239+0.9320-1+1+0.83252A1- A21210174737.4-0.12196182137.5-0.3后13前12后-前19342008-0.07466216796-0.1750-1+1-0.07453A2-A31914153936.5-0.22055167837.7-0.5后12前13后-前17261866-00.0410-1+1-0.14054A3-A41965170025.5-0.22141187426.7-0.7后13前12后-前18322007-00.2740+1-1-0.17455A4-H11865160026.5-0.220