水利水電工程測量誤差影響因素及控制點研究

陳志洪

(廣東省水利電力勘測設計研究院有限公司,廣州 510000)

隨著社會現代化技術的發展,水利水電工程規模與工程數量都在快速的增長。因此,水利水電工程測量工作開始得到了社會各個方面的關注與重視。但是在實際工作中測量結果受到多種因素的影響而出現誤差。在這種情況下,需要針對于存在的誤差進行分析,尋找預防誤差的方式與方法。

1 水利水電工程測量工作概述

1.1 工程測量的概念

水利水電工程設計階段的測量項目,屬于工程人員在前期籌備階段完成項目方案設計工作以及在編制實施工程計劃的過程中,對于項目后期實施階段以及實際應用過程中進行的各項現場檢測的項目。施工測量屬于水利水電施工的重要部分,在整個施工當中也充分發揮出了重要的功能。通常,水利水電施工測量分為項目測繪、施工放樣、構建控網、施工測量、項目施工及變形檢測等內容。

1.2 工程測量的誤差

在當下發展的流程中,大多數水利水電建設工程都包括地下工程與地上建筑兩個方面。對地面工程項目的計量而言,通常必須采用相應的檢測裝置與計量技術,這樣才能正確的計量項目當中的所有數值及有關信息。不過在實際操作的過程中,受到某些事件的影響,水利水電工程計量工作難免產生不同的偏差及問題。比如說許多水利水電工程施工地點都處在相對荒涼的山地溝谷區域,在這種地方,出現大氣對光照折射、山地風速很大、相對濕度較高情況,這些問題都將會對水利水電工程設計檢測精度產生一定的影響,嚴重情況下甚至還會出現檢測設備進入不正確的狀況,導致檢測數據存在問題。但在地下工程測試中,其影響因子還有測試儀器的不平衡和電子輻射導測量不良。此外,有些水利水電工程項目會進行洞內爆破,不過爆破之后難免會產生氣體流量不平衡、光線分配不平衡等狀況,這些現象的產生也容易造成檢測人員的結果不正確。同時在勘測之后的建造過程中,測量工程中留在邊壁上的控制點也會因為工期而產生變化,從而產生了偏差,而且洞的位置也由于角度變化大,所以光照較小,這些因素都會對觀測工程帶來不利的影響和相應的經濟影響。

2 水利水電工程測量誤差的影響因素

2.1 測量技術的影響

在不同水利水電工程建設中,必須采用合適的檢測技術,但測量方法的差異也將會使得檢測結果存在相應的偏差和問題。所以,即使是測試經驗十分充足的專業團隊,在測試項目當中也往往會存在一定偏差。在實際檢測項目當中,檢測技術人員必須根據工程的實際需要及現場的實際狀況,選擇最合適的測量方案與測量方法。通常分為直接檢測和間接測量二種方式,兩種方法必須按照檢測要求而做出相應的結果,在特殊條件下進行間接測量的過程中,相較來說也會比較易產生偏差。此外,在檢測的過程中,采用了不同的檢測儀器也可能會造成相應的偏差。例如在水利水電項目檢測的過程中往往需要用到全站儀和坡度尺,但實際檢測的過程中,這兩個儀器的檢測準確度也會出現一定的差異。所以,即使是對同一項目進行檢測,使用儀器不同也將會出現一定的偏差,這就要在檢測的過程中按照項目的特點來選用正確的檢測儀器,減少產生偏差的機會[1]。

2.2 人為因素的影響

在水利水電工程測量的過程中,人為因素對測量工作也會產生相當大的誤差和負面影響。由于水利水電工程測量工作所用的儀器設備通常都相當精密,在測量的過程中各種形式情況都將會影響測量的實際成果。所以,在測試的過程中如果作業不標準或是使用方式發生了問題,那么都會產生測試結果的偏差。此外,許多水利水電工程測試工作都是選擇人工方法進行測試,在這樣的狀況下,整個測試結果的精確程度許多時候很低。因為測試工作人員的技術、測試經驗、專業能力,許多時候都屬于影響測試結果產生偏差的關鍵因素。

2.3 自然因素的影響

大多數的水利水電工程的地點,都選擇了在地理、氣象條件比較不好的山地之中,而這種地方對測量作業也會造成相當大的不良干擾,而觀測困難度也會因此增加,這也會很容易出現測量誤差。比如說,在勘測過程中由于受地形的干擾,就很容易對觀測視線產生妨礙。此外,由于山地的氣候條件以及潮濕的天氣原因都會對勘測作業產生干擾,在某些相對濕度相當大的地方,進行勘測的人媒體很可能會因為潮濕而產生錯誤。另外,由于山地的地下水氣相當豐富,在勘測的過程中很容易對光線造成折射顯現,從而使得觀測產生了錯誤和困難。所以,在進行水利水電現場檢測的過程中,必須選取恰當的檢測時間,需要盡量的減少外部影響條件,通常適宜選擇陰天、氣候舒適、無雨、微風的環境下進行操作。在檢測范圍當中的土壤松軟點,要求科研人員采取反復檢測、反復讀數,盡可能減少數據誤差,或者把尺墊放在水平尺底部,防止水平尺傾斜,減少偏差。

3 預防水利水電工程測量誤差的建議

3.1 規范使用測量設備

水準儀屬于水利水電施工檢測過程中一個常常用到的一種設備,但對此類儀器設備的準確度有著相當高的要求,就必須在實際應用的過程中嚴格使用,進行對數據的檢測,不然就很可能會產生測量誤差。因此水準尺在實際運用的過程中,首先就必須重視水準望遠鏡的實際應用,因為如果水準望遠鏡的視準軸與水平軸管間存在高度不均勻的狀況,就有可能會產生偏差。所以,必須在實際運行的過程中預先校正好水準儀,使水準尺一直保持在水平的位置,這樣才能確保視準軸上沒有發生偏斜的情形。而想要得到比較精確的測試結果,在實際使用水準尺的過程中可以通過中間法和舉例補償法進行使用。

在采用標準中間方法進行測量的工程中,立尺檢查有著十分重要的意義,因為首先就必須采用普通的真皮尺來對目標舉例進行初步的檢查,然后才能進行對測量舉例立尺詳細檢查。除此以外,由于標準尺還常會在實際使用的過程中產生偏差,一般分為:零點距離發生偏差、標尺長發生偏差、標尺身刻度發生偏差等等現象。所以,在實際檢測之前,就必須先針對不同標準尺的情況進行誤差測試,比如說通過標尺零點測量,才能對偏差進行合理的檢測。在水利或者水電施工使用標準測段的工程中,就需要同時通過兩個標準尺進行檢測,才能利用這一方法進一步減少產生偏差的機會。另外,這一目的實施,還可以購銷的減少尺身刻度偏差和尺長偏差發生的可能性。

3.2 合理進行觀測

1)水準管內的氣泡都必須達到中心位置,不過因為所觀察到的角度具有一定的特殊性,還是會使得測定的結果存在一定的偏差。但如果水準儀中千里眼的視準軸發生了偏斜,那么就會導致觀測結果產生偏差,這就必須在觀測的過程中,確保儀表始終保持在平整的狀況。

2)在利用水準儀進行水利水電工程項目檢測的過程中,由于檢測人員視差問題就會導致檢測結果產生偏差,此外由于儀器設備的十字絲和尺像之間無法有效的重合,也就有可能會產生偏差與問題。所以,檢測員在完成讀數的過程中,還必須確保尺像可以和十字絲完全重疊。另外,在檢測的過程中,還必須確保操作標準正確,在觀測前還必須使用物鏡進行對光,以防止因視覺的偏差而導致讀數不正確。

3)也就是必須防止水平標尺發生偏斜,從而造成計算出現錯誤。在進行水利水電工程計算的過程中,必須確保水平標尺永遠保持垂直的情況,一旦水平標尺發生偏斜,那將會導致計算與真實資料相比發生很大的誤差和問題[2]。此外,也必須注意,如果采用水平面作為計算的基礎,那么用來取代水準面的話產生的高程誤差將會比一般計算工程中產生的偏差更為巨大。所以,在實現精確的高程數值計算的工程中,一旦存在深度不夠的現象,就必須采用水準面來計算,不得采用水平面來替代[3]。

3.3 消除角度測量誤差

角度測試偏差中,還有對中誤差、標桿傾斜誤差、整平誤差等,想要合理控制測試偏差,并提高測試的精確度,就必須針對實際測試對象做出針對性的分析,明確測量對象的實際情況。

1)對中誤差的管理。因為一般來說在水利水電施工勘測的過程中,如果產生了對中誤差,則將會直接影響勘測角度,而不能實現勘測目標。針對這些誤差類型,在檢測流程中必須提高對中測量的重要性,進行檢測并且提高測試的精確度。

2)控制整平的誤差。由于檢測儀表的整平不到位,非常容易導致儀表豎軸與橫軸的高度不均勻,進而導致測量的過程中出現傾斜。觀測盤左、盤右運動期間,往往造成了水平角角度測定的不正確。針對這些情形,必須通過正倒鏡觀測的方法,把偏差調節得很小,當然還必須在測定前后對平衡性加以調節。

3)標桿傾斜的誤差。在水平對角的過程中,因為標桿的原因經常造成對準點不能和測量點一致,從而也很容易產生測量誤差。針對于這一情形,就必須及時對標桿位置加以校正,做好測量準備工作,在保持標準豎直的狀況下對水平角進行檢測。在實際計量的過程中,只要通過垂球線進行對水利水電的計量即可。

4)鋼尺方面的偏差。這方面偏差的控制和管理,計算的過程中必須按照一直、二平、三準的測量規定,在確定直線距離的同時,還必須準確設置好調查時的標準高度,避免測量偏斜的現象。與此同時,還必須確定鋼尺使用過程中自身的工作狀態,正確讀出實測數據,通過實測數據來確定需要的技術參數和位置。而檢測技術人員也是必須通過水利水電的使用圖紙來掌握實際狀態,科學進行相應的檢測操作。

3.4 在測量加密控制點工作中RTK技術的使用

在正式開工之前,大多數的水利工程都會開展實地測量,在實地測量的過程中基本上都會使用RTk技術來對控制點進行加密測量。之所以如此選擇,主要是由于很多水利工程都處于較為荒涼或者偏遠的地區,并不具備非常充足的高級控制點,大部分都屬于通過普通測量的方式來對三角網和對距儀導線進行測量,但是這種方式很多時候需要承擔非常多的工作量,并且數據精度也比較低。如果使用RTK技術實施加密控制點的測量,工作人員只需要將≥3個的測量控制點設置在測量區域15km左右的區域就能夠順利開展測量工作,獲得較為理想的測量效果。RTK測量技術具有較高的可操作性,可以極大的提升加密控制點測量工作的效率。

目前水利水電工程需要到現場根據高程坐標數據來進行分析明確測量位置。但是RTK技術可以進行快速的定位,提供對應的坐標優勢,在現場選址以及定線工作當中整體效果比較好,可以保證提供數據的精確性。除此之外,在使用RTK技術進行測量的過程中,能夠解決連續站積累誤差的問題,并且使用這一技術無需消耗過多的人力,這樣不僅僅可以保證碎部點定位的精度,并且可以節約資源。

4 結 語

在開展水利水電工程測量的過程中,由于受到各種方面因素的影響以及限制,可能會導致測量的數據出現誤差與問題。因此,在實際測量的過程中,需要通過有效的方式來盡量降低誤差,建議技術人員不斷地強化自身專業性水平,根據不同的測量類型來選擇最合適的測量儀器與測量方法,提升測量結果整體準確性。因此,文章主要針對于水利水電工程測量過程中存在的相關問題進行分析,討論出現誤差的各種因素以及原因,提出針對于不同誤差的處理方案,希望可以通過文章的分析來為我國水利水電工程測量工作起到參考的意見和價值。