淺析全站儀在堤防工程中的應用

[摘要] 隨著社會經濟和科學技術不斷發展，測繪技術水平也相應地得到了迅速地提高。全站儀在堤防工程施工中的應用越來越廣泛，全站儀測量不僅精度相對較高，用法得當，更能大大提高效率，特別是對河流和堤防呈線性的平面測量更加快捷方便，配合計算機制圖工具能大大提高效率，不僅節省了時間，也節省了人力、財力。本文介紹全站儀在堤防施工中的主要應用以及在使用中應注意些什么問題，以使全站儀在堤防工程中發揮最大的功效。

[關鍵詞]全站儀 堤防 測量 注意事項

一、概述

堤坊是主要的擋水建筑物，其中也包括橋、涵、閘、倒虹吸等一系列穿堤建筑物，堤防工程是把這些建筑物的中心線位置和特征高程按一定的標準測出來，為堤防施工提供充分依據。

全站儀是隨著計算機和電子測距技術的發展，近代電子科技與光學經緯儀結合的新一代既能測角又能測距的全站儀，它是在電子經緯儀的基礎上增加了電子測距的功能，使得全站儀不僅能夠測角，而且也能測距，并且測量的距離長、時間短、精度高。

全站儀由以下兩大部分組成:一是采集數據設備:主要有電子測角系統、電子測距系統、還有自動補償設備等。二是微處理器:微處理器是全站儀的核心裝置，主要由中央處理器，隨機儲存器和只讀存儲器等構成，測量時，微處理器根據鍵盤或程序的指令控制各分系統的測量工作，進行必要的邏輯和數值運算以及數字存儲、處理、管理、傳輸、顯示等。

二、全站儀在堤防工程的主要應用

1.準備工作

測量前的準備工作主要包括以下方面;

(1)召開測量人員，設計人員會議，明確測量工作及對堤防設計方案的意見或要求。如:堤防長度、引點高程、測多少點段面或其達到的精度要求等。

研究施工圖，校算堤線控制點數據和標注尺寸，記錄審圖結果。

(2)確定已知控制網、拐點等，利用圖紙已給點在CAD上采用內插法確定整樁號點如0+000，0+050，0+100等，

(3)選定測量放樣方法并計算放樣數據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。

(4)準備全站儀及所需工具，測量時所使用的全站儀必須在有效的檢定周期內。給全站儀充電，檢查全站儀常規設置:如單位、坐標方式、棱鏡類型、棱鏡常數、補償方式、溫度、氣壓等。

(5)使用有內存的全站儀時，可以提前將控制點(包括擬用的測站點、檢查點)和放樣點的坐標數據輸入全站儀內存并命名，記錄好每個點的名稱，這樣可以極大的減少操作時間，提高測量效率。

2.校核控制點

在堤防施工測量前，應首先對建設單位提供的控制點進行復測。對控制點進行復測時，必須得有上級控制點的坐標，否則無法對控制點的精度進行復核。如果僅是對控制點的相對位置進行復測，而不考慮其坐標數據的精度，那么可以采用“閉合導線法”進行復測。如果要進行加密控制，則需要采用前方交匯或后方交匯的辦法。

在進行復測時，首先要做的工作就是建站。對于一般的測量人員來說，建站都不是問題，但是如何快速建站卻是一直困擾測量人員的主要問題，要想快速建站，可以按以下步驟進行操作，即對中——調平——再對中——再調平。

(1)將全站儀固定在大致平的腳架上;

(2)調整腳架粗略對中后，使用腳螺旋精確對中;

(3)使用腳架居中圓氣泡后，使用腳螺旋精確居中長氣泡;

(4)稍稍松開全站儀與腳架的固定螺栓，使用雙手輕微推動全站儀基座精確對中;

(5)反復精平和對中完成建站。

3.堤線放樣

堤線放樣是將堤防由圖紙變成現實的第一步，所以堤線放樣尤為重要。堤線放線時可以確定堤防施工時會穿越哪些地形，這些地形對堤防施工有無影響，若有影響則應制定相應的技術方案，所以說堤線放樣為堤防施工提供了技術依據。如果在堤防放樣時出現偏差，不但會造成工期的延誤，給以后的施工帶來很多的相應問題，給施工單位帶來很大的經濟損失。

在進行堤線放樣前，應先進行查坐標工作，即利用CAD工具，通過已知堤線的起始樁號，對堤線的每50米一個點進行查坐標工作，在堤線為曲線段時應進行加密每25米內插一點。在堤線放樣中經常會遇到加樁的情況，一般加樁包括:堤線轉彎曲線的起點、終點以及必要的曲線樁;堤線內擬新建或已建建筑物的位置;堤線的地勢、地貌較為復雜的地段;地形穿越鐵路、公路的高程點;堤線由平地進入山地或峽谷處;堤線設計斷面變化的過渡段兩端。

4. 施工測量

堤防填筑時，在每填一層后應進行堤肩的高程測量，測量出高程后，根據堤防的設計頂寬、坡比和每層規定的填筑厚度來確定下層的填筑邊線。這個工作應在每填筑一層后就進行一次，以確保堤防的水平位置不發生偏移，外觀質量不會太差，以有利于填筑完成后的削坡工作。

例如某堤防填筑斷面1+500斷面圖如下:

此堤防設計頂寬為10m，坡比為1:3，設計填筑厚度為40cm，堤防第3層填筑后測量的高程為163.29m，那么第4層填筑后高程應為163.69m，第4次的填筑寬度以為23.26m，計算如下。

三、全站儀使用時的注意事項

1. 全站儀日常使用時的注意事項

(1)全站儀應由專人使用、保管。開箱后提取儀器前，要看準儀器在箱內放置的方式和位置，裝卸儀器時必須握住全站儀的提手，將儀器從儀器箱取出或裝入儀器箱時，請握住儀器提手和底座，不可以握住顯示單元的下部進行提拿。儀器用畢，先蓋上物鏡罩，并擦去表面的灰塵。運輸全站儀時應有防震墊，以防震動和沖撞。

(2)測量時不要將望遠鏡正對太陽，否則會損壞全站儀內部電子元件。

(3)旋轉照準部時應勻速旋轉，切忌急速轉動，以免對全站儀造成損壞。

(4)高溫天氣時全站儀必須撐傘作業，否則全站儀內部溫度容易升到60℃—70℃，從而縮短了使用壽命。高精度測量時，都要給全站儀和腳架遮擋直射的陽光。

(5)全站儀在潮濕環境和塵土環境中工作時，作業結束清潔鏡頭時先用毛刷刷去鏡頭上的塵土，然后用潔凈的浸有無水酒精(乙醚)的棉布擦拭鏡頭。

(6)任何溫度的突變都會縮短全站儀的測程或者使全站儀受潮，全站儀在使用時有一個適應環境溫度的緩變過程，測量時應在全站儀適應溫度后再進行測量高程，以提高測量精度。

(7)長期不用全站儀時應定期通電，每季節大概1—3個月通電一次，每次通電時間約為1小時，電池應按說明書規定定期充電。

(8)清除箱中塵土時不要使用汽油或稀釋劑，應用使用浸有中性洗滌劑的清潔劑進行清洗。

(9)電池剩余容量顯示級別與當前的測量模式有關，在角度測量的模式下，電池剩余容量夠用，并不能夠保證電池在距離測量模式下也能用，因為距離測量模式耗電高于角度測量模式，當從角度模式轉換為距離模式時，由于電池容量不足，不時會中止測距。

2.視線不好時不宜觀測

由于堤防施工時一般都在河道附近，河道內霧氣濃、空氣擾動大，不宜進行測量操作。由于逆光觀測霧氣很濃，望遠鏡里根本找不到棱鏡，直到陽光照到棱鏡上后，才能進行觀測，但目標在物鏡顯示仍然很抖動，這就嚴重影響測量精度。

3. 全站儀測量高差的注意事項

(1)首先要檢查全站儀的水準管，偏差不超過半格。

(2)檢查全站儀的豎盤指標差，指標差越小越好。

(3)設置全站儀時應打開雙軸補償和曲率改正。

(4)在距離測站選擇距離測站比較近的水準點做三角高程的后視點，反算出全站儀的視線高度。

(5)測量的時候棱鏡桿不要更換。

(6)測量時應進行正倒鏡觀測以提高精度。

(7)對向觀測取平均值，在A點觀測AB點高差，在B點又觀測BA點高差，再取平均值。

4. 三角高程測量時的注意事項

(1)全站儀進行對中時，桿前后應用相同的棱鏡桿高，測量中途不要動棱鏡桿高。

(2)精確瞄準，盤左盤右多測幾個測回以提高精度。

(3)儀器整平時應打開補償器。

(4)改正大氣壓及溫度可以使測距更精確

(5)測量兩點高差時應把儀器架在其中一點旁邊測兩點之間高差，而不是直接架在其中一個點上，這樣可以消除量儀器高所產生的誤差。

四、結語

隨著全站儀在堤防工程中的應用日益廣泛，如何在堤防施工中良好的使用全站儀已成為水利工程施工企業普遍關注的問題。正確使用全站儀可以簡化測量工作操作，減輕測量工作強度，使測量工作變得簡單、靈活，提高測量效率，提高堤防工程質量，精確工程量，對堤防工程具有指導意義，有利于施工企業的發展。

參考文獻:

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