土木工程測量學實踐教學研究

呂芳禮

(徐州工程學院土木工程學院，江蘇徐州 221008)

土木工程《測量學》是土木建筑工程專業的一門專業基礎課，本門課程主要講授三個方面的內容:1)測量學的研究對象、測量的基準面、基準線，測量工作要遵循的基本原則等測量學的基本知識;2)水準儀、經緯儀、全站儀、鋼尺等幾種常用測量工具的構造及使用方法;3)常用測量工具在工程實踐中的具體應用，主要表現在兩個方面:a.測繪地形圖;b.專業施工測量，即各工程專業如房屋建筑、道路橋梁、園林專業、給水排水專業在施工的過程中需要進行的各種測量工作。學好本門課程可以對以后學習《建筑施工》課程、《建筑施工管理》課程打下良好的基礎，也是以后進行施工放線，施工管理直接用到的知識。怎樣才能更好地學習并掌握好本門課，據我多年的工程測量實踐教學研究，就是:認真領會工程測量的實踐性強，現總結出以下幾方面的具體實踐操作。

1 全站儀的使用

全站儀又稱全站型電子速測儀(Electronic Total Station)，是一種集光、機、電為一體的技術測量設備，它是在電子經緯儀的基礎上增加了電子測距儀、數據處理功能，使得全站儀不僅能夠測角，而且能夠進行測距、放樣等操作，只需安置一次儀器就可完成該測站上全部測量工作，所以稱為全站儀［1］。近年來，全站儀的使用比較普及，而且技術性能不斷改進提高，主要表現為以下幾點:1)自動補償功能，全站儀不像經緯儀那樣需要嚴格居中，全站儀氣泡居中只要不超過補償范圍，在測量時由于氣泡不居中產生的誤差可以自動消除，這就是自動補償功能。2)無棱鏡測距，這也是全站儀的一項新技術，全站儀測距通常情況下需要棱鏡，只有通過棱鏡的反射才能被全站儀接受，這樣全站儀才能測出光纖來回所用的時間，根據光速即可測出距離。而無棱鏡測距不需要棱鏡反射光線，即可測出距離，所以這是一項新功能。3)激光照準目標，通常照準目標，先是通過粗瞄器照準目標，固定照準部，再旋轉照準部微動螺旋通過望遠鏡精確照準目標，這樣非常麻煩，有時很難照準目標。全站儀有了激光以后，照準目標時，就好像有一個無形的直桿指向目標，所以照準目標非常方便。

2 經緯儀在使用時，如何精確瞄準目標

經緯儀在使用時，望遠鏡精確瞄準目標比較困難。常用的做法是，當儀器整平后，首先利用望遠鏡上的準星照門照準遠處的目標，此時擰緊水平制螺旋和望遠鏡制動螺旋。再調節望遠鏡微動螺旋和照準部微動螺旋，通過望遠鏡內的十字絲，用十字絲的豎絲精確切準目標［2］，書上是這樣說，但實際操作不是那么容易。我的教學經驗是:1)照準前首先在目標處放置一醒目標志，通常是插一紅旗。只要望遠鏡找到紅旗，然后沿著旗桿即可找到目標;2)瞄準目標時不要先通過望遠鏡，而是通過望遠鏡上方的瞄準器瞄準目標，在看瞄準器時不是通過瞄準器中心軸看，而是緊貼瞄準器的外側看，眼睛離瞄準器的距離在一尺左右，千萬注意眼睛不要緊貼瞄準器;3)當用瞄準器瞄準目標時立即鎖死水平制動螺旋和上下制動螺旋。再調節望遠鏡調焦螺旋，通過望遠鏡看遠處的目標標志是否在望遠鏡鏡筒內，若不在，再調節水平微動螺旋和上下微動螺旋，當十字絲的豎絲精確切準目標根部時，即表明望遠鏡精確照準目標［3］。

3 水準儀圓水準器氣泡居中

水準儀圓水準器氣泡居中是儀器粗略整平的標志，目的是將儀器豎軸VV置于鉛垂位置，視準軸CC大致置平。書上的做法是任選兩個腳螺旋，雙手相向等速轉動這對腳螺旋，使氣泡移動至這兩個腳螺旋連線過圓水準器零點的垂線上。然后再轉動另一個腳螺旋，使氣泡位于分劃圈的零點位置。按上述步驟反復操作，直至儀器轉動至任一方向氣泡均居中為止［3］。書上這個做法比較復雜，不容易操作。實際上只要靈活掌握“氣泡移動方向始終與轉動腳螺旋的左手大拇指移動方向一致”這一句話就可以了。如圖1a)所示氣泡位置，只要用左手順時針轉動3號腳螺旋，氣泡就向大拇指的移動方向運動。再比如圖1b)所示氣泡位置，只要用左手逆時針轉動1號腳螺旋或用右手順時針轉動2號腳螺旋或同時用左手逆時針轉動1號腳螺旋，用右手順時針轉動2號腳螺旋，則氣泡就按圖示方向左手大拇指的移動方向移動，當移動到零點下方時，再用左手順時針轉動3號腳螺旋，氣泡即可居中。這樣整平非常直觀，也比較方便。

圖1 圓水準器整平

4 水準儀管水準器氣泡居中

水準儀管水準器氣泡居中是儀器精確整平的標志，目的是將管水準軸LL置于水平位置，因視準軸CC與管水準軸LL平行，即視準軸CC也處于水平位置。書上的做法是調節微傾螺旋，使符合水準器氣泡兩半弧影像符合成一光滑圓弧，這時視準軸在瞄準方向處于精平位置［4］。需要說明的是符合水準器不是第三種水準器，它只是管水準器的一個附件，它和管水準器的作用是一樣的。如果只通過符合水準器看氣泡兩半弧影像是否符合成一光滑圓弧，這是很難做到的。在我的教學中比較有經驗而且是使管水準器比較快速居中的做法是:調節微傾螺旋，先看望遠鏡側面的管水準器氣泡而不是看符合水準器，等氣泡大概在管水準器中間時，再看符合水準器，這樣能快速使管水準器氣泡居中。還有一點，管水準器比較靈敏，在轉動微傾螺旋的時候一定要非常慢。

5 導線測量時導線點的選取

依相鄰次序將地面上所選定的點連接成折線形式，測量各線段的邊長和轉折角，再根據起始數據用坐標傳遞的方法確定各導線點坐標的測量工作稱為導線測量。導線測量是平面控制的一種，導線點的選取至關重要，它直接影響導線測量的繁簡程度。在選點時可不一定全部拘泥于課本上的要求，根據我這幾年的教學經驗，在現場選點時還要注意以下問題:1)在勘測選點前應盡量搜集測區的有關資料，如地形圖、已有控制點的坐標和高程，從圖上先選出導線點的大概方位;2)在測量時從遠處看應能看到點的根部，所以當點的周圍有雜草時應清除雜草;3)點位一定不要選在道路中間，盡量遠離道路，因為道路上車的來回行駛對路面會產生振動，這對測量精度會產生很大影響;4)點位選好后要及時建立標志，可在地面上打一木樁，在木樁頂釘一小釘當作點位，也可在水泥地面上用紅漆畫一“十”字當作點位等幾種措施;5)點位一旦確定，不得隨意改動。

以上幾點即是筆者在教學實踐過程中得到的一些啟發。可見，學習測量不能局限于書本，只有認真地實踐，多去實際操作，才能更好地掌握各種測量儀器的具體使用方法，真正把握各種具體儀器操作的實用技巧。

［1］李 楠.工程測量［M］.西安:西北工業大學出版社，2012.

［2］陳久強，劉文生.土木工程測量［M］.第2版.北京:北京大學出版社，2012.

［3］胡伍生，潘慶林.土木工程測量［M］.南京:東南大學出版社，2010.

［4］周秋生，郭明建.土木工程測量［M］.北京:高等教育出版社，2009.