【文章內(nèi)容簡介】 長 km 的秦嶺隧道，洞外 GPS 網(wǎng)的平均點位精度優(yōu)于177。3 mm，一等精密水準線路長 120 多公里。目前輔助隧道已貫通，僅一個貫通面的情況下，橫向貫通誤差為 12 mm，高程方向的貫通誤差只有 3 mm。國外的大型特種精密工程更不勝枚舉。以大型粒子加速器為例，德國漢堡的粒子加速器研究中心，堪稱特種精密工程測量的歷史博物館。1959 年建的同步加速器，直徑僅 100 m，1978 年的正負電子儲存環(huán)，直徑 743 m，1990 年的電子質(zhì)子儲存環(huán)，直徑 2022 m。為了減少能量損失，改用直線加速器代替環(huán)形加速器，正在建的直線加速器長達 30 km，100～300 m 的磁件相鄰精度要求優(yōu)于177。 mm,磁件的精密定位精度僅幾個微米，并能以納米級的精度確定直線度。整個測量過程都是無接觸自動化的。用精密激光測距儀TC2022K 距離測量，其測距精度與 ME5000 相當，對平均邊長為 50m 的 3 800 條邊，改正數(shù)小于 mm 的占 95%。美國的超導(dǎo)超級對撞機，其直徑達 27 km，為保證橢圓軌道上的投影變形最小且位于一平面上，利用了一種雙重正形投影。所作的各種精密測量，均考慮了重力和潮汐的影響。主網(wǎng)和加密網(wǎng)采用 GPS 測量，精度優(yōu)于 1106 D。露天煤礦的大型挖煤機開挖量的動態(tài)測量計算系統(tǒng)(德國)。大型挖煤機長 140 m，高65 m,自重 8 000 t，其挖斗輪的直徑 m，每天挖煤量可達 10 多萬噸。為了實時動態(tài)地得到挖煤機的采煤量，在上安置了 3 臺 GPS 接收機，與參考站無線電實時數(shù)據(jù)傳輸和差分動態(tài)定位，挖煤機上兩點間距離的精度可達177。 cm。根據(jù) 3 臺接收機的坐標，按一定幾何模型可計算出挖煤機挖斗輪的位置及采煤層截曲面，可計算出采煤量，經(jīng)對比試驗，其精度達 7%～4%。這是 GPS，GIS 技術(shù)相結(jié)合在大型特種工程中應(yīng)用的一個典型例子。核電站冷卻塔的施工測量系統(tǒng)。南非某一核電站的冷卻塔高 165 m，直徑 163 m。在整個施工過程中，要求每一高程面上塔壁中心線與設(shè)計的限差小于177。50 mm，在塔高方向上每 10 m 的相鄰精度優(yōu)于 10 mm。由于在建造過程中發(fā)現(xiàn)地基地質(zhì)構(gòu)造不良，出現(xiàn)不均勻沉陷，使塔身產(chǎn)生變形。為此，要根據(jù)精密測量資料擬合出實際的塔壁中心線作為修改設(shè)計的依據(jù)。采用測量機器人用極坐標法作 3 維測量，對每一施工層，沿塔外壁設(shè)置了 1 600 多個目標點，在夜間可完成全部測量工作。對大量的測量資料通過恰當?shù)臄?shù)據(jù)處理模型使精度提高了一至數(shù)倍，所達到的相鄰精度遠遠超過了設(shè)計要求。精密測量不僅是施工的質(zhì)量保證，也為整治工程病害提供了可靠的資料，同時也能對整治效果作出精確評價。瑞士阿爾卑斯山的特長雙線鐵路隧道哥特哈德長達 57 km，為該工程特地重新作了國家大地測量(LV95)，采用 GPS 技術(shù)施測的控制網(wǎng)，平面精度達177。7 mm，高程精度約177。2 cm。以厘米級的精度確定出了整個地區(qū)的大地水準面。為加快進度和避開不良地質(zhì)段，中間設(shè)了 3 個豎井，共 4 個貫通面，橫向貫通誤差允許值為 69～92 mm(較只設(shè)一個貫通面可縮短工期 11 年)。整個隧道的工程投資預(yù)計約 15 億瑞士法朗，計劃于 2022 年全線貫通。高聳建筑物方面，有人設(shè)想，在 21 世紀將建造 2 000 m 乃至 4 000 m 的摩天大廈，這不僅是建筑師的夢想，也是對測量工程師的挑戰(zhàn)。第二章 工程建筑的測量應(yīng)用167。 控制測量控制測量是施工的基礎(chǔ)，對建筑物的控制測量一般布設(shè)成方格網(wǎng)形式，為了便于施工，其坐標系采用建筑坐標系，坐標軸平行于建筑物的主軸線。工程控制網(wǎng)的布設(shè)，一般遵循從整體到局部、分級布網(wǎng)、逐級控制的原則。在工程開始施工前，首先通過測量把施工圖紙上的建筑物在實地進行放樣定位以及測定控制高程，為下一步的施工提供基準。這一步工作非常重要，測量精度要求非常高，關(guān)系整個工程質(zhì)量的成敗。假如在這一環(huán)節(jié)里面出現(xiàn)了差錯，那將會造成重大質(zhì)量事故，帶來的經(jīng)濟損失是無法估量。在施工行業(yè)里也發(fā)生過類似工程質(zhì)量事故：圖紙上建筑物的正北方向變成了正南方向，事故的處理結(jié)果是：把已經(jīng)建好的房子重新砸掉，再從零開始?？梢娊ㄖ锏亩ㄎ粶y量是多么的重要。在基礎(chǔ)施工階段，基礎(chǔ)樁位的施工更加需要準確的工程測量技術(shù)保證。根據(jù)施工規(guī)范的要求，承臺的樁位的允許偏差值很小。一旦樁位偏差超過規(guī)范要求，將會引起原承臺設(shè)計的變化，從而增加了工程成本。嚴重的樁位偏差將會導(dǎo)致樁位作廢，需要重新補樁等處理措施，一方面影響了施工的進度，另一方面，改變了原來的受力計算，對建筑物埋下了質(zhì)量的隱患。在土方開挖及底板基礎(chǔ)施工過程中，由于設(shè)計要求，底板、承臺、底梁的土方開挖是要盡量避免撓動工作面以下的土層，因此周密、細致的測量工作能控制土方開挖的深度及部位，避免超挖及亂挖。從而能保證墊層及磚胎膜的施工質(zhì)量，對與采用外防水的工程意義尤為重大。另外墊層及樁頭標高控制測量的精度，是保證底板鋼筋綁扎是否超高，底板混凝土施工平整度的最有效措施。工程測量在基礎(chǔ)施工階段的另外一個重點是基礎(chǔ)墻柱鋼筋的定位放線，在這一個環(huán)節(jié)里面，容不得有半點差錯。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，面積較大的工程，只有周密、細致的進行測量放線方能保證墻柱插筋質(zhì)量，避免偏位、移位等情況的發(fā)生。167。 工程放樣放樣是測量工作者把設(shè)計的待建建筑物的位置和形狀在實地標定出來，在建筑工程測量中也叫定位。如果設(shè)計人員已經(jīng)給了各建筑物的主要角點坐標，或者給定了一些特征點坐標以及建筑物的形狀和大小，測量人員找到與設(shè)計同一坐標系的控制點，進行控制測量，將坐標系統(tǒng)引到待建建筑物的場地附近，采用全站儀的放樣功能，很容易測出待建建筑物的實地位置。測量放樣負責人逐一將標注數(shù)據(jù)與記錄結(jié)果對比，驗證標注數(shù)據(jù)和所放樣點位無誤。 準備工作閱讀設(shè)計圖紙，校算建筑物輪廓控制點數(shù)據(jù)和標注尺寸，記錄審圖結(jié)果。選定測量放樣方法并計算放樣數(shù)據(jù)或編寫測量放樣計算程序、繪制放樣草圖并由第二者獨立校核準備儀器和工具，使用的儀器必須在有效的檢定周期內(nèi)。給儀器充電，檢查儀器常規(guī)設(shè)置：如單位、坐標方式、補償方式、棱鏡類型、棱鏡常數(shù)、溫度、氣壓等。使用有內(nèi)存的全站儀時，可以提前將控制點（包括擬用的測站點、檢查點）和放樣點的坐標數(shù)據(jù)輸入儀器內(nèi)存并檢查。 極坐標法放點在控制點上架設(shè)全站儀并對中整平，初始化后檢查儀器設(shè)置：氣溫、氣壓、棱鏡常數(shù)；輸入（調(diào)入）測站點的三維坐標，量取并輸入儀器高，輸入（調(diào)入）后視點坐標，照準后視點進行后視。如果后視點上有棱鏡，輸入棱鏡高，可以馬上測量后視點的坐標和高程并與已知數(shù)據(jù)檢核。瞄準另一控制點，檢查方位角或坐標；在另一已知高程點上豎棱鏡或尺子檢查儀器的視線高。利用儀器自身計算功能進行計算時，記錄員也應(yīng)進行相應(yīng)的對算以檢核輸入數(shù)據(jù)的正確性。在各待定測站點上架設(shè)腳架和棱鏡，量取、記錄并輸入棱鏡高，測量、記錄待定點的坐標和高程。以上步驟為測站點的測量。在測站點上按步驟1安置全站儀，照準另一立鏡測站點檢查坐標和高程，記錄員根據(jù)測站點和擬放樣點坐標反算出測站點至放樣點的距離和方位角。測量放樣負責人逐一將標注數(shù)據(jù)與記錄結(jié)果比對，同時檢查點位間的幾何尺寸關(guān)系及與有關(guān)結(jié)構(gòu)邊線的相對關(guān)系尺寸并記錄，以驗證標注數(shù)據(jù)和所放樣點位無誤。填寫測量放樣交樣單。 誤差處理施工放樣的成果通常是即刻(或數(shù)小時后)交付使用，往往不能等待再去檢查成果的正確性。這就要求放樣作業(yè)人員在作業(yè)中處處要有自我校核條件，以便及時發(fā)現(xiàn)錯誤，及時糾正。盡量避免誤差出現(xiàn)一般工程放樣的平差工作都是在現(xiàn)場進行的，因此，常將這類在現(xiàn)場消除測量誤差的方法統(tǒng)稱為現(xiàn)場平差。如在測放一個方向線時，采用正、倒鏡定點，而后在現(xiàn)場取兩方向線的中點作為最后方向值等方法。在所有建筑領(lǐng)域中，對測量放樣的精度要求具有嚴密性和松散性兩個方面的特性。嚴密性指工程建筑物必須保持其構(gòu)件嚴密的相互關(guān)系，即在放樣中具有較大誤差時，則會有損于工程質(zhì)量。松散性指松散的建筑部位，彼此間聯(lián)系松馳。這類工程部位，雖在設(shè)計圖紙上有三維尺寸的規(guī)定。在放樣工作中采取適當?shù)拇胧?，使嚴密區(qū)段保證嚴密性，以滿足建筑標準要求，而將由于控制測量所帶來的誤差平攤于工程部位松散的區(qū)段中， 使它對工程質(zhì)量不產(chǎn)生任何影響，從而達到現(xiàn)場平差的目的。它和一般平差任務(wù)不同之處是：誤差并未消除，不過是將其擠放于一個對工程質(zhì)量不產(chǎn)生影響的區(qū)段，而將其“吸收”罷了?？刹捎靡韵缕讲钍侄芜_到這一目的：第一，對嚴密部位，一般采用本身主軸線為基本控制去進行放樣。即不論控制網(wǎng)布設(shè)的精度如何，一旦利用其測設(shè)主軸線后，該工程部位就以該軸線為基礎(chǔ)了，這樣就保證了建筑物的相對嚴密性。第二，所有軸線的測設(shè)，應(yīng)在主軸線的基準上進行，以避免再由控制網(wǎng)測設(shè)，而將控制網(wǎng)本身的測設(shè)誤差帶入嚴密區(qū)段。第三，在施工過程中，所有軸線的測設(shè)定位，應(yīng)具有一次性，切忌反復(fù)變更造成軸系的混亂。 復(fù)測工作測量復(fù)測(檢查測量)是保證建筑工程質(zhì)量必不可少的一項工作。復(fù)測的目的是檢查建筑物(構(gòu)筑物)平面位置和高程數(shù)據(jù)是否符合設(shè)計要求。以往發(fā)生的施工測量事故，大都是忽視復(fù)測工作所造成的。施工測量人員要對設(shè)計圖紙上的尺寸進行全面的校核，校對總平面上的建筑物坐標和相關(guān)數(shù)據(jù)，檢查平面圖和基礎(chǔ)圖的軸線位置、標高尺寸和符號等是否相符，分段長度是否等于各段長度的總和。矩形建筑物的兩對邊尺寸是否一致，局部尺寸變更后，是否給其他尺寸帶來影響。建筑物定位后，要根據(jù)定位控制樁或龍門樁，復(fù)測建筑物角點坐標、平面幾何尺寸、標高與設(shè)計圖紙上的數(shù)據(jù)是否吻合，是否滿足工程精度要求，建筑物的方向是否正確，有無顛倒現(xiàn)象，有沒有因現(xiàn)場運輸車輛將樁碰動，造成位置偏移等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題要及時糾正。施工現(xiàn)場引進水準點后，要進行復(fù)測并應(yīng)往返觀測兩次。測設(shè)177。0 水準點時，一定要校核好圖紙上每個數(shù)據(jù)，防止用錯高程而造成整棟建筑物高程降低或升高的嚴重后果。對外業(yè)實測記錄，應(yīng)換另外一名測量員進行全面復(fù)核?？捎眉臃ㄟ€原檢查法，利用校對公式或采取其他方法查原始計算項目，發(fā)現(xiàn)錯誤及時解決。167。 建筑標高測量標高是建筑物豎向定位的依據(jù)。標高的測量常使用水準儀進行。對于任何一個待測點，需找到一個已知點才可以測量。對于兩點距離較近的情況，將水準儀架設(shè)兩點大概的中間，在已知點立好塔尺，水準儀進行讀數(shù)記錄 a1，再將塔尺立到待測點上讀數(shù)記錄 b1。假設(shè)已知點高程為 X，那么待測點高程 Y=X