【文章內(nèi)容簡介】 準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)標(biāo)尺和尺墊腳架組成。 一、水準(zhǔn)儀 水準(zhǔn)儀是根據(jù)提供的一條水平視線來測定地面上兩點間高差的儀器。它主要由望遠(yuǎn)鏡、水準(zhǔn)器、基座這三部分。 1 望遠(yuǎn)鏡 望遠(yuǎn)鏡主要有物鏡、目鏡、十字絲組成。 根據(jù)幾何光學(xué)原理：（關(guān)于透鏡、符合棱鏡、光的直線傳播和獨(dú)立傳播，及光的反射和折射、會聚、發(fā)散、放大、成像等基本定律，就不展開講），望遠(yuǎn)鏡就是通過光的會聚、發(fā)散、放大、成像、折射等基本功能，當(dāng)觀測時物鏡對向觀測目標(biāo)，其作用在鏡筒內(nèi) 造成倒立的實象。而目鏡對向觀測者的眼睛，其作用是將物鏡構(gòu)成的像放大，因此目鏡又稱放大鏡。十字絲的作用是便于精確照準(zhǔn)目標(biāo)。 由于觀測目標(biāo)的距離不同，影象的位置也有所改變，為了使影象位于十字絲平面上，因此必須通過物鏡對光螺絲在望遠(yuǎn)鏡筒內(nèi)前后移動調(diào)焦透鏡，使目標(biāo)成象與十字絲平面相重合。由于人的視力不一致，可以調(diào)節(jié)目鏡對光螺絲，使十字絲線清晰。 十字絲是刻在玻璃片上相互垂直的兩條細(xì)線。垂直的一根稱為縱絲。中間一根橫的稱為橫絲（又稱中絲）。橫絲上、下還有兩根對稱的用來測定視距的絲，稱為視距絲。（這里順便提示一下，水準(zhǔn) 儀也好，經(jīng)緯儀也好，兩根視距絲它與讀距之比的常數(shù)為 100），十字絲的中心（或交點）和物鏡的光心的連線（抽象）稱為望遠(yuǎn)鏡的照準(zhǔn)軸（或視準(zhǔn)軸）。 望遠(yuǎn)鏡的正確使用包括兩個步驟： 第一步：是目鏡對光。物鏡對向天空或白墻，調(diào)節(jié)目鏡對光螺絲（即目鏡外罩）使十字絲清晰。 第二步：物鏡對光。照準(zhǔn)目標(biāo)，調(diào)節(jié)物鏡對光螺絲，使目鏡的物象落到十字絲的平面上。這時我們從目鏡中就可以清晰地看到了十字絲和目標(biāo)。 2 水準(zhǔn)器 水準(zhǔn)器是用來標(biāo)志視線是否水平或儀器垂直軸是否垂直的裝置。水準(zhǔn)器分圓水準(zhǔn)器和管水準(zhǔn)器兩種： a、圓水準(zhǔn)器：圓水 準(zhǔn)器是一個玻璃的圓盒。玻璃的內(nèi)表面是球面，其半徑一般為 — 2M，盒內(nèi)裝以酒精或乙醚。玻璃蓋的中央刻有一小圓圈，其圓心即為水準(zhǔn)的中心點。連接中心點與地球球心點的直線，稱為水準(zhǔn)軸。當(dāng)圓水準(zhǔn)器泡的中心與水準(zhǔn)器蓋上的圓圈的圓心重合時，則圓水準(zhǔn)軸即成垂直位置。此時圓水準(zhǔn)的外殼底面 MN 是水平的，如圖 23所示。由于圓水準(zhǔn)器的曲率半徑短，整平精度較低，在測量儀器上一般只作概略整平用。（粗平） 10 b、管水準(zhǔn)器：管水準(zhǔn)器是把一玻璃管的縱向內(nèi)壁磨成圓弧。圓弧的半徑一般為 2— 200 米之間，管內(nèi)裝有酒精和 乙醚的混合液，加熱后排去空氣密封做成的。如圖 24 所示。 水準(zhǔn)器圓弧的中心 o 稱為水準(zhǔn)器的零點，在零點與圓弧相切的切線 HH稱為水準(zhǔn)軸。當(dāng)氣泡位于水準(zhǔn)器的中心（稱為氣泡居中）時，則水準(zhǔn)軸成水平位置。水準(zhǔn)管上一般每隔 2mm 有一條分劃線，每 2mm 弧長所對的圓心角稱為水準(zhǔn)管的分劃值。水準(zhǔn)器的半徑愈大，水準(zhǔn)管的分劃值就越小，水準(zhǔn)器就越靈敏，用來整平儀器的精度就越高。 c、符合水準(zhǔn)器： 符合水準(zhǔn)器，為了提高目估管水準(zhǔn)氣泡居中的精度，在管水準(zhǔn)器的上方裝置一組棱鏡組，借棱鏡組折光作用，把管水準(zhǔn)器氣泡兩端的影象折射到望遠(yuǎn)鏡目 鏡旁的觀察鏡內(nèi)，如氣泡兩個半影不符合，如圖 2— 5，則可轉(zhuǎn)動水準(zhǔn)儀上的傾斜螺絲，使氣泡兩個半影符合，即說明氣泡居中，水準(zhǔn)軸水平。這種帶有棱鏡組裝置的水準(zhǔn)儀器稱為符合水準(zhǔn)器。 (3) 基座（略） 167。 23 水準(zhǔn)測量 一、復(fù)合水準(zhǔn)測量 1 測量方法 按照水準(zhǔn)測量基本原理，完成一個測站工作，只能測得兩點之間，距離較近（ 100— 150M）或高差較?。ㄐ∮谒疁?zhǔn)標(biāo)尺）的情況下的兩點高差；在實際工作中經(jīng)常遇到兩點相距比較遠(yuǎn)或高差比較大，安置一次儀器無法完成任務(wù)；因此，就須用復(fù)合水準(zhǔn)測量來完成；即我們把兩點間分成若 干段，設(shè)若干測站，分別測得若干站高差，根據(jù)起點 A的高程依次推算出 B 點高程，這種連續(xù)多上水準(zhǔn)測量，我們稱之為復(fù)合水準(zhǔn)測量如圖 2— 6。 11 2 測量記錄 水準(zhǔn)測量記錄計算表 測區(qū)或部位： 儀器： 觀測： 日期： 年 月 日，天氣 記錄： 表 21 測站 點號 后距 M 后視讀數(shù) 高差 高差 改正數(shù) 改正后 高差 高程 備注 前距 M 前視讀數(shù) 1 A 28 00 A 已知高程 N1 80.5 N1 2 N1 42.6 73 00 N2 40.1 N2 3 N2 53.4 11 00 N3 56.7 N3 4 N3 39.3 42 00 B B 已知高程 閉 :50.385 起 :49.053 ∑ + + + + 12 實測高程差 =∑ h=+ 已知高程差 =閉 H起 H==+ 閉合差 fn 測 =∑ h(閉 h起 h)=(+)(+)= 允許誤差 fn 允 =177。 20mm√ 1km=20mm 或 5√ n （ n 為測站點） 每站改正數(shù) =fn 測 /∑ h= 二、水準(zhǔn)測量精度要求 在測量工作中，根據(jù)工程要求的精度，在研究誤差產(chǎn)生的規(guī)律和總結(jié)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，規(guī)定了誤差允許范圍，叫允許誤差，用 fn允表示。測量誤差小于允許誤差時，認(rèn)為精度合格，成果可以用；如測量誤差大于允許誤差的成果就不能使用，應(yīng)查明原因，否則應(yīng)重新測量。允許誤差也叫精度要求。見表 22 水準(zhǔn)測量誤差規(guī)定表 表 22 工程名稱 允 許誤差 混凝土路、無壓管道工程 fn 允 =177。 10mm k 或177。 n 普通建筑工程、一般道路和河道工程 fn 允 =177。 20m k 或177。 5mm n 山區(qū)道路和小型農(nóng)用水利工程 fn 允 =177。 40mm k 或177。 10mm n 附注：表中 K 是水準(zhǔn)路線長度的公里數(shù)； n 是測站數(shù)。當(dāng)每公里測站數(shù)少于 15 站時用前面的公式，當(dāng)每公里測站數(shù)多于 15 站時用后面的公式。 三、水準(zhǔn)路線選擇與測量 水準(zhǔn)測量進(jìn)行的路線稱為水準(zhǔn)路線，在實施測量前應(yīng)根據(jù)地形和施工的要求在室內(nèi)擬定走向，樁位等工作。水準(zhǔn)路線形式 有四種。 1 附合水準(zhǔn)路線 從一個已知水準(zhǔn)點出發(fā)（起始點），沿計劃好的路線經(jīng)過所要求測的點進(jìn)行測量，最后附合到另一個已知水準(zhǔn)點（閉合點），如圖 27，即為附合水準(zhǔn)。（測量方法略） 為了提高測量精度，一般可采用往返測或單程雙測法，如允許閉合差均在限差以內(nèi)的話，把各段兩次測得的高差取中數(shù)，再求出一次閉合差，同樣求得各段（站）改正數(shù)和改正后高差，求出各所求點高程，作為最后成果。（注：計算時取往測高差正、負(fù)號進(jìn)行計算）。 2 閉合水準(zhǔn)路線 閉合水準(zhǔn)從已知高程點出發(fā)（起始點），沿著計劃路線經(jīng)過計劃所要求測的 點進(jìn)行測量，又閉合到出發(fā)點（起 13 始點），如圖 28。即為閉合水準(zhǔn)。由于閉合水準(zhǔn)測量起閉于同一個已知高程點，所以全線高差代數(shù)和從理論上講應(yīng)等于零。如果不等于零，其值也叫閉合差，同附合水準(zhǔn)測量，閉合差小于允許誤差時，視為測量精度合格，然后同附合水準(zhǔn)測量計算方法，進(jìn)行誤差配賦計算出各點所測點高程，作為成果應(yīng)用。 建筑工地上骨干水準(zhǔn)測量（提供各施工隊使用的統(tǒng)一系統(tǒng)高程點），基本上閉合水準(zhǔn)測量使用比較多（由于測繪部門提供的水準(zhǔn)點少），但必須注意到測繪部門提供的（原始點）本身高程的正確性，因為它缺少第二個原始點或以上已知 點的檢查條件來驗證。所以，第一：點位一定要照準(zhǔn)；第二：確認(rèn)點位是否碰動過。 3 支水準(zhǔn)法 從一個已知點出發(fā)，沿著一個方向測量至所求測的高程點（一般距離不長，求測點不多，一般為 1— 2點，如圖 29（ a）圖 29（ b）） 圖 29（ a）這種單程單測，缺少檢查條件，無法確定測量是否正確，國家測量隊是不準(zhǔn)用單程單測法的。 圖 29（ b）采用往返測，這就增加了檢查條件，正確的使用方法應(yīng)采用 29（ b）法。也可采用單程雙測法：（略）。 4 引點水準(zhǔn)法（直讀法或者叫儀高法） 從已知點到所求點之間距離不超過 200 米， 天氣晴朗、標(biāo)尺成象清晰的情況下，最大距離可放寬到不超過 300米，但必須水準(zhǔn)儀一站觀測到達(dá)，前后視距差一般不超過 10米，（最大不超過 20米），并必須架設(shè)兩次儀器，測得兩個高差，兩次高差之差不超過 20毫米時，取其平均數(shù)，推算出的高程作為成果。如圖 210。 其次是直讀法：（即視線高程 =后視點高程 +后視讀數(shù)）工地上常采用一木條劃出后視讀數(shù)高度記號作為前視讀數(shù)固定標(biāo)記；前視讀數(shù)時，上下移動木條使木條上記號與水準(zhǔn)儀中絲重合，即為直讀法。此法速度快，掌握容易，適合求取密集點時采用（但必須注意水準(zhǔn)儀傾斜角誤差的影響及前 后視距不等差的影響）。 167。 24：建筑施工測量中常見問題與糾正 一、安置水準(zhǔn)儀 a、安置水準(zhǔn)儀（略）， b、正確使用三腳架（現(xiàn)狀示范），抽出第二節(jié)時，要留 10cm 左右固定，不要抽到頂頭，主要是保證它的穩(wěn)定性，和延長使用壽命，另外要及時檢查是否有螺絲松動，要隨時扭緊，不要勉強(qiáng)使用，甚至個別螺絲留掉后還在使用 14 二、進(jìn)行平粗 進(jìn)行平粗，如下圖 a 中儀器的氣泡中心偏離圓圈中心，沒有居中，須要調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)氣泡可分兩步進(jìn)行，先旋轉(zhuǎn)兩個腳螺旋 1 和 2，使氣泡由 a 移到 b（如下圖 2b），然后再轉(zhuǎn)動腳螺旋 3，使氣泡移至圓圈標(biāo) 志中心（如下圖 2c），圓水準(zhǔn)器氣泡即居中。 三、目鏡對光 在用望遠(yuǎn)鏡照準(zhǔn)目標(biāo)前，必須首先用目鏡對光螺絲使十字絲調(diào)至清晰。這是清除視差的第一因素。 四、照準(zhǔn)水準(zhǔn)尺 使用微動螺絲將標(biāo)尺切在縱絲附近，防止十字絲橫絲不平影響測量精度。 五、物鏡對光 充分使用物鏡對光螺絲，使水準(zhǔn)尺成像清晰。 六、消除視差 如物鏡對光不好 ,目標(biāo)的影像未落在十字絲分劃板的平面上，眼睛在目鏡處上下作小量移動 ,會產(chǎn)生十字絲與目標(biāo)有相對的晃動現(xiàn)象。這種現(xiàn)象，稱為視差，如下圖 a、 b 所示。視差的存在，直接影響讀數(shù)的精度。消除視差的方法，為 重新進(jìn)行物鏡對光，使目標(biāo)的像落在十字絲分劃板上，如下圖 c 所示。 七、讀數(shù) 15 讀數(shù)要膽大、心細(xì)、果斷、要有自信心，必須確認(rèn)符合氣泡在穩(wěn)定的情況下才讀數(shù)，（因為液體在水準(zhǔn)管內(nèi)運(yùn)動時與管壁間存在粘滯作用）；其二讀數(shù)時，先確定尾數(shù)讀數(shù)，再讀出全數(shù)；其三，如遇到微風(fēng)時，氣泡不能完全穩(wěn)定，要抓住瞬間，眼睛及時移到目鏡看十字橫絲在標(biāo)尺上的上下微動數(shù)，選擇最小的數(shù)字讀出。其三，當(dāng)觀測者讀數(shù)后，記錄者必須復(fù)讀一遍，觀測者同時要聽清記錄者復(fù)讀數(shù)是否與你讀出的數(shù)一致，這個習(xí)慣很重要，一定要堅持。 八、扶尺 a、我們尚用塔式標(biāo)尺 ，應(yīng)注意接合部是否銜接好，尺子底部是否沾有泥土。 b、扶尺者要雙手正面對儀器扶尺，應(yīng)特別注意不要前后傾斜（因為觀測不易發(fā)現(xiàn)你前后不直，左右不直是可以指揮你糾正的。 九、記錄 a、不允許記錄在零散的草稿紙上，而后再重抄在正規(guī)表格上，實際上失去了原始記錄的真實性。 b、讀數(shù)記錄不允許橡皮擦改，規(guī)定應(yīng)該劃去重寫，但尾數(shù)位不能劃改，尾數(shù)錯了要另起一行重測重記，計算部分不準(zhǔn)出現(xiàn)連環(huán)涂改。 十、水準(zhǔn)軸傾斜角誤差 這個問題在水準(zhǔn)測量方面是十分重要的，如果傾斜角誤差超限，它將直接影響到水準(zhǔn)測量的成果的準(zhǔn)確性，而且無法檢 查出來。注意以下兩點： a、定期檢查、校正，消除傾角誤差到限差以內(nèi)，確保測量成果準(zhǔn)確性 b、在測量過程中，嚴(yán)格控制每一站前后距離差，每站距離差不超過 10m，最大不超過 20m，整個一條道線前后距離累計差不超過 40m，即可以視為這條道線的測量方法符合規(guī)范要求，如果閉合差不超規(guī)范要求，經(jīng)過平差以后，求得的高程即可作為正式成果應(yīng)用。 167。 26：水準(zhǔn)儀傾角誤差的檢驗與校正 水準(zhǔn)儀傾角誤差的檢驗與校正，實際上就是檢查水準(zhǔn)管軸是否平行于視準(zhǔn)軸（照準(zhǔn)軸）這樣的幾何關(guān) 圖 232 16 系。測量隊的同志一般稱它為 I 角檢查，看示圖： 具體操 作步驟