【正文】 用于變形預(yù)報(bào)。　　變形監(jiān)測(cè)工作的意義主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先是掌握水利工程建筑物的穩(wěn)定性，為安全運(yùn)行診斷提供必要的信息，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并采取措施；其次是科學(xué)上的意義，包括根本的理解變形的機(jī)理，提高工程設(shè)計(jì)的理論，進(jìn)行反饋設(shè)計(jì)以及建立有效的變形預(yù)報(bào)模型。變形監(jiān)測(cè)的首要目的是要掌握水工建筑物的實(shí)際性狀，科學(xué)、準(zhǔn)確、及時(shí)的分析和預(yù)報(bào)水利工程建筑物的變形狀況，對(duì)水利工程建筑物的施工和運(yùn)營(yíng)管理極為重要。對(duì)水利工程建筑物主要觀測(cè)水平位移、垂直位移、滲透及裂縫觀測(cè)，這些內(nèi)容稱為外部觀測(cè)。在精密工程測(cè)量中，最具代表性的變形體有大壩、橋梁、高層建筑物、邊坡、隧道和地鐵等。 工程變形監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)知識(shí)變形監(jiān)測(cè)就是利用專用的儀器和方法對(duì)變形體的變形現(xiàn)象進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)、對(duì)變形體變形性態(tài)進(jìn)行分析和變形體變形的發(fā)展態(tài)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)等的各項(xiàng)工作。垂直度測(cè)量是指利用儀器在一個(gè)測(cè)站上完成向上向下作垂直投影或提供一條垂直線，將平面上的坐標(biāo)，經(jīng)過(guò)豎向傳遞，標(biāo)定在要求的位置上，保證建筑物的垂直度。同樣的程序，同樣的算法，直到塔尺立的不是轉(zhuǎn)點(diǎn)，而是待測(cè)點(diǎn)的時(shí)候，工作就完成了。假設(shè)已知點(diǎn)高程為X，那么待測(cè)點(diǎn)高程Y=X+a1b1。對(duì)于任何一個(gè)待測(cè)點(diǎn)，需找到一個(gè)已知點(diǎn)才可以測(cè)量。 建筑標(biāo)高測(cè)量標(biāo)高是建筑物豎向定位的依據(jù)。對(duì)外業(yè)實(shí)測(cè)記錄，應(yīng)換另外一名測(cè)量員進(jìn)行全面復(fù)核。測(cè)設(shè)177。建筑物定位后，要根據(jù)定位控制樁或龍門(mén)樁，復(fù)測(cè)建筑物角點(diǎn)坐標(biāo)、平面幾何尺寸、標(biāo)高與設(shè)計(jì)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(wú)顛倒現(xiàn)象，有沒(méi)有因現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)輸車(chē)輛將樁碰動(dòng)，造成位置偏移等現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題要及時(shí)糾正。施工測(cè)量人員要對(duì)設(shè)計(jì)圖紙上的尺寸進(jìn)行全面的校核，校對(duì)總平面上的建筑物坐標(biāo)和相關(guān)數(shù)據(jù)，檢查平面圖和基礎(chǔ)圖的軸線位置、標(biāo)高尺寸和符號(hào)等是否相符，分段長(zhǎng)度是否等于各段長(zhǎng)度的總和。復(fù)測(cè)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(jì)要求。第三，在施工過(guò)程中，所有軸線的測(cè)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。即不論控制網(wǎng)布設(shè)的精度如何，一旦利用其測(cè)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(duì)嚴(yán)密性。它和一般平差任務(wù)不同之處是：誤差并未消除，不過(guò)是將其擠放于一個(gè)對(duì)工程質(zhì)量不產(chǎn)生影響的區(qū)段，而將其“吸收”罷了。這類工程部位，雖在設(shè)計(jì)圖紙上有三維尺寸的規(guī)定，但在施工時(shí)，可予以不同程度的伸縮，因其放樣后果對(duì)工程建設(shè)的影響遠(yuǎn)比嚴(yán)密性的部位要寬松得多。嚴(yán)密性指工程建筑物必須保持其構(gòu)件嚴(yán)密的相互關(guān)系，即在放樣中具有較大誤差時(shí)，則會(huì)有損于工程質(zhì)量。如在測(cè)放一個(gè)方向線時(shí)，采用正、倒鏡定點(diǎn)，而后在現(xiàn)場(chǎng)取兩方向線的中點(diǎn)作為最后方向值等方法。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(shí)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，及時(shí)糾正。填寫(xiě)測(cè)量放樣交樣單。在測(cè)站點(diǎn)上按步驟1安置全站儀，照準(zhǔn)另一立鏡測(cè)站點(diǎn)檢查坐標(biāo)和高程，記錄員根據(jù)測(cè)站點(diǎn)和擬放樣點(diǎn)坐標(biāo)反算出測(cè)站點(diǎn)至放樣點(diǎn)的距離和方位角。在各待定測(cè)站點(diǎn)上架設(shè)腳架和棱鏡，量取、記錄并輸入棱鏡高，測(cè)量、記錄待定點(diǎn)的坐標(biāo)和高程。瞄準(zhǔn)另一控制點(diǎn)，檢查方位角或坐標(biāo)；在另一已知高程點(diǎn)上豎棱鏡或尺子檢查儀器的視線高。 極坐標(biāo)法放點(diǎn)在控制點(diǎn)上架設(shè)全站儀并對(duì)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(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)，量取并輸入儀器高，輸入（調(diào)入）后視點(diǎn)坐標(biāo)，照準(zhǔn)后視點(diǎn)進(jìn)行后視。給儀器充電，檢查儀器常規(guī)設(shè)置：如單位、坐標(biāo)方式、補(bǔ)償方式、棱鏡類型、棱鏡常數(shù)、溫度、氣壓等。 準(zhǔn)備工作閱讀設(shè)計(jì)圖紙，校算建筑物輪廓控制點(diǎn)數(shù)據(jù)和標(biāo)注尺寸，記錄審圖結(jié)果。如果設(shè)計(jì)人員已經(jīng)給了各建筑物的主要角點(diǎn)坐標(biāo)，或者給定了一些特征點(diǎn)坐標(biāo)以及建筑物的形狀和大小，測(cè)量人員找到與設(shè)計(jì)同一坐標(biāo)系的控制點(diǎn)，進(jìn)行控制測(cè)量，將坐標(biāo)系統(tǒng)引到待建建筑物的場(chǎng)地附近，采用全站儀的放樣功能，很容易測(cè)出待建建筑物的實(shí)地位置。對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，面積較大的工程，只有周密、細(xì)致的進(jìn)行測(cè)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。工程測(cè)量在基礎(chǔ)施工階段的另外一個(gè)重點(diǎn)是基礎(chǔ)墻柱鋼筋的定位放線，在這一個(gè)環(huán)節(jié)里面，容不得有半點(diǎn)差錯(cuò)。從而能保證墊層及磚胎膜的施工質(zhì)量，對(duì)與采用外防水的工程意義尤為重大。嚴(yán)重的樁位偏差將會(huì)導(dǎo)致樁位作廢，需要重新補(bǔ)樁等處理措施，一方面影響了施工的進(jìn)度，另一方面，改變了原來(lái)的受力計(jì)算，對(duì)建筑物埋下了質(zhì)量的隱患。根據(jù)施工規(guī)范的要求，承臺(tái)的樁位的允許偏差值很小。可見(jiàn)建筑物的定位測(cè)量是多么的重要。假如在這一環(huán)節(jié)里面出現(xiàn)了差錯(cuò)，那將會(huì)造成重大質(zhì)量事故，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失是無(wú)法估量。在工程開(kāi)始施工前，首先通過(guò)測(cè)量把施工圖紙上的建筑物在實(shí)地進(jìn)行放樣定位以及測(cè)定控制高程，為下一步的施工提供基準(zhǔn)。 第二章 工程建筑的測(cè)量應(yīng)用 控制測(cè)量控制測(cè)量是施工的基礎(chǔ)，對(duì)建筑物的控制測(cè)量一般布設(shè)成方格網(wǎng)形式，為了便于施工，其坐標(biāo)系采用建筑坐標(biāo)系，坐標(biāo)軸平行于建筑物的主軸線。整個(gè)隧道的工程投資預(yù)計(jì)約15億瑞士法朗，計(jì)劃于2004年全線貫通。以厘米級(jí)的精度確定出了整個(gè)地區(qū)的大地水準(zhǔn)面。7 mm，高程精度約177。精密測(cè)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(shí)也能對(duì)整治效果作出精確評(píng)價(jià)。采用測(cè)量機(jī)器人用極坐標(biāo)法作3維測(cè)量，對(duì)每一施工層，沿塔外壁設(shè)置了1 600多個(gè)目標(biāo)點(diǎn)，在夜間可完成全部測(cè)量工作。由于在建造過(guò)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。在整個(gè)施工過(guò)程中，要求每一高程面上塔壁中心線與設(shè)計(jì)的限差小于177。 　　核電站冷卻塔的施工測(cè)量系統(tǒng)。根據(jù)3臺(tái)接收機(jī)的坐標(biāo)，按一定幾何模型可計(jì)算出挖煤機(jī)挖斗輪的位置及采煤層截曲面，可計(jì)算出采煤量，經(jīng)對(duì)比試驗(yàn)，其精度達(dá)7%～4%。為了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地得到挖煤機(jī)的采煤量，在上安置了3臺(tái)GPS接收機(jī)，與參考站無(wú)線電實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和差分動(dòng)態(tài)定位，挖煤機(jī)上兩點(diǎn)間距離的精度可達(dá)177。 　　露天煤礦的大型挖煤機(jī)開(kāi)挖量的動(dòng)態(tài)測(cè)量計(jì)算系統(tǒng)(德國(guó))。所作的各種精密測(cè)量，均考慮了重力和潮汐的影響。用精密激光測(cè)距儀TC2002K距離測(cè)量，其測(cè)距精度與ME5000相當(dāng)，對(duì)平均邊長(zhǎng)為50m的3 800條邊， mm的占95%。 mm,磁件的精密定位精度僅幾個(gè)微米，并能以納米級(jí)的精度確定直線度。1959年建的同步加速器，直徑僅100 m，1978年的正負(fù)電子儲(chǔ)存環(huán)，直徑743 m，1990年的電子質(zhì)子儲(chǔ)存環(huán)，直徑2000 m。 　　 　　國(guó)外的大型特種精密工程更不勝枚舉。3 mm，一等精密水準(zhǔn)線路長(zhǎng)120多公里。9 mm。 mm；武漢長(zhǎng)江二橋全橋的貫通精度(跨距和墩中心偏差)達(dá)毫米級(jí)。 　　上海楊浦大橋控制網(wǎng)的最弱點(diǎn)精度達(dá)177。2 mm，秦山核電站的環(huán)型安裝測(cè)量控制網(wǎng)精度達(dá)177。 mm。設(shè)備定位精度優(yōu)于177。 　　北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的精密控制網(wǎng)，精度達(dá)177。該工程 用地面方法建立的變形監(jiān)測(cè)網(wǎng)，其最弱點(diǎn)精度優(yōu)于177。不僅采用目前國(guó)內(nèi)外最成熟最先進(jìn)的儀器、技術(shù)，在實(shí)踐中也在不斷發(fā)展新的技術(shù)和方法，如對(duì)滑坡體變形與失穩(wěn)研究的計(jì)算機(jī)智能仿真系統(tǒng)；擬進(jìn)行研究的三峽庫(kù)區(qū)滑坡泥石流預(yù)報(bào)的3S工程等，都涉及到精密工程測(cè)量。這里僅簡(jiǎn)單介紹國(guó)內(nèi)外有關(guān)情況。 　　綜上所述，工程測(cè)量專用儀器具有高精度(亞毫米、微米乃至納米)、快速、遙測(cè)、無(wú)接觸、可移動(dòng)、連續(xù)、自動(dòng)記錄、微機(jī)控制等特點(diǎn)，可作精密定位和準(zhǔn)直測(cè)量，可測(cè)量?jī)A斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，還可測(cè)振動(dòng)頻率以及物體的動(dòng)態(tài)行為。 　　具有多種功能的混合測(cè)量系統(tǒng)是工程測(cè)量專用儀器發(fā)展的顯著特點(diǎn)，采用多傳感器的高速鐵路軌道測(cè)量系統(tǒng)，用測(cè)量機(jī)器人自動(dòng)跟蹤沿鐵路軌道前進(jìn)的測(cè)量車(chē)，測(cè)量車(chē)上裝有棱鏡、斜傾傳感器、長(zhǎng)度傳感器和微機(jī)，可用于測(cè)量軌道的3維坐標(biāo)、軌道的寬度和傾角。 　　與高程測(cè)量有關(guān)的是傾斜測(cè)量(又稱撓度曲線測(cè)量)，即確定被測(cè)對(duì)象(如橋、塔)在豎直平面內(nèi)相對(duì)于水平或鉛直基準(zhǔn)線的撓度曲線。這種系統(tǒng)通過(guò)各種類型的傳感器測(cè)量容器的液面高度，可同時(shí)獲取數(shù)十乃至數(shù)百個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的高程，具有高精度、遙測(cè)、自動(dòng)化、可移動(dòng)和持續(xù)測(cè)量等特點(diǎn)。采用多譜勒效應(yīng)的雙頻激光干涉儀，成為重要的長(zhǎng)度檢校和精密測(cè)量設(shè)備；采用CCD線列傳感器測(cè)量微距離可達(dá)到百分之幾微米的精度，它們使距離測(cè)量精度從毫米、微米級(jí)進(jìn)入到納米級(jí)世界。在距離測(cè)量方面，包括中長(zhǎng)距離(數(shù)十米至數(shù)公里)、短距離(數(shù)米至數(shù)十米)和微距離(毫米至數(shù)米)及其變化量的精密測(cè)量。 　　用于建立水平的或豎直的基準(zhǔn)線或基準(zhǔn)面，測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)線(或基準(zhǔn)面)的偏距(垂距)，稱為基準(zhǔn)線測(cè)量或準(zhǔn)直測(cè)量。其中，包括機(jī)械式、光電式及光機(jī)電(子)結(jié)合式的儀器或測(cè)量系統(tǒng)。它將GPS的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)與全站儀靈活的3維極坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)完美結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)無(wú)控制網(wǎng)的各種工程測(cè)量。GPS接收機(jī)已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測(cè)量中得到廣泛應(yīng)用。帶電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)和程序控制的全站儀結(jié)合激光、通訊及CCD技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)測(cè)量的全自動(dòng)化，被稱作測(cè)量機(jī)器人。通用儀器中常規(guī)的光學(xué)經(jīng)緯儀、光學(xué)水準(zhǔn)儀和電磁波測(cè)距儀將逐漸