浅谈对边测量在施工测量中的应用

摘要：针对传统施工测量方法劳动强度大、作业效率低、测量精度低的缺点，介绍全站仪对边测量功能，通过实例介绍其在施工测量中的应用，证明高效、灵活的施工测量是现代测绘技术工程应用的新方法，为对边测量技术在施工测量中的推广应用提供依据。

关键词：全站仪对边测量功能介绍应用

中图分类号： [TU198+.2] 文献标识码： A 文章编号：

一、前言

随着现代高新技术的发展与运用，促使测绘工作正从传统的测绘技术手段向现代数字测绘过渡，全站仪在现代测绘工作中的应用比例也越来越大,越来越普及，其内部功能也越发的多了起来，从原来的单一电子测距功能，逐渐的增加了如对边测量.悬高测量等内置功能。在这里根据我这几年在高速公路、铁路及高铁等工地中对全站仪使用情况了解，结合实际谈谈全站仪中对边测量功能在施工测量当中的一些运用。

二、功能介绍

1、特点

对边测量的特点是不受地形限制，待测点间不需通视就可以测出待测点间的距离和高差，该方法设站灵活，操作简单，而且不需要测站对中，没有测站对中误差，在一定的观测条件下，测量精度高，结果可靠。其精度也得到了各方论证，这里就不做介绍了。这种测量方法对隧道洞口的边仰坡放样，路基断面测量及边坡放样，一般高程传递等都能起到方便、快捷、准确，加快施工进度的作用，而且不再有繁琐的计算，跟以前老一套测量的方法相比，又节约了时间，又增加了准确性。

2、测量方式

对边测量分射线式测量和折线式测量两种测量方式，其功能就是全站仪利用其三维坐标原理实时计算两点间的平距、高差及斜距以及两点间的相关几何参数。

如在A、B两测点，安置反光镜，为了测定其间的水平距离D和高差h，可在与A、B两点均通视的任意点O上安置全站仪，观测至A、B两点的斜距S1、S2和竖直角α1、α2以及水平夹角β，然后由EDM三角高程测量原理和三角余弦定理得出此两点的水平距离和高差的计算公式如下：

余弦定理(1)

三角高程测量(2)

全站仪屏幕显示的水平距离和高差，就是利用全站仪自身具有的内存及计算功能按公式（1）、（2）计算出来的，测量时只需要按一下“对边测量”功能键即可。

下面介绍一下这两种测量方式。

（1）射线式测量就是依据任意一点为基点，用全站仪在此功能模式中测存后，然后可以测出在全站仪通视范围内任意一点与基点的几何关系(如：依据A点为基点，可以测出B、C、D、……与它的几何关系),如图一所示。

（2）折线式测量即在此模式中，你所测的每一个点所得的数据都是相对于上一个点的几何关系（如：A与B、B与C、C与D……）的几何关系，如图二所示。

3、应用中注意事项

在对边测量中我们都是靠对中杆辅助完成工作，特别要注意的是要定期检校对中杆，对中杆上的水准气泡在测量时一定要让它居中，对中杆在每个测点中的高度一定要保持一样，对中杆上有高度刻度也很好控制。如果不满足这些条件测出的数据就不准确了。

三、实际应用

1、测绘横断面图

绘制横断面图所需的量为两个: 水平距离和高差,也就是在横断面方向上, 中桩点到最近变坡点之间、 相邻变坡点之间的水平距离和高差, 或者, 中桩点到各个变坡点的水平距离和高差。而全站仪对边测量刚好可以很方便地获得这两个量。首先在任意合适位置摆设全站仪, 选择对边测量连续式, 输入中桩上棱镜高并照准棱镜进行测量。然后, 再按离中桩由近到远的顺序测量横断面左部分的各个变坡点, 则可获得横断面左部分的中桩点到最近变坡点之间、 相邻变坡点之间的水平距离和高差。同样操作, 可以获得横断面右部分的中桩点到最近变坡点之间、 相邻变坡点之间的水平距离和高差。最后,根据获得的数据,选择合适的比例尺后就可以绘制横断面图, 绘图既可以在现场边测边绘, 也可以在室内绘制, 既可以手工绘制, 也可以计算机绘制。如果刚才设站的位置合适, 还可以测制其它位置的横断面图。 当然,也可以选择对边测量放射式测制横断面图, 操作方法大同小异。

2、 放样路基边桩点

路基边桩的放样就是对路基坡顶点或坡脚点的测设, 可根据路基设计横断面图或路基中心填挖高度或深度进行放样。下面以路基中心填挖高度或深度放样路基边桩为例, 介绍利用全站仪对边测量放射式放样路基边桩的原理与过程。3.1 对边测量放样路基边桩原理由路基中心填挖高度或深度放样边桩需要首先解决的问题是计算出中桩到边桩点的水平距离。如果实测中桩到边桩的高差和水平距离, 用高差代入上式可计算出路基中桩到边桩的水平距离,计算的水平距离与实测的水平距离应该是相等的。反之, 若实测的水平距离与计算的水平距离差值较大 (超出精度允许范围) ,说明在横断面方向上所测位置不是边桩, 其差值就是所测点沿横断面方向到设计边桩位置的大概水平距离。若在实地按差值进行改正后, 再实测水平距离和高差, 并计算水平距离, 然后再比较实测水平距离与计算水平距离的差。反复操作会发现差值越来越小, 最后趋于零, 此时, 所测点就是边桩点。这种反复的操作, 正好是全站仪对边测量的放射式所具有, 对边测量放样路基边桩的过程对边测量放射式放样路基边桩, 下面就通过实例对这些功能在实际应用中的情况作一下简单的介绍。

我所实践的工地，去年船坞1号隧道刷洞门的测量工作中就充分利用了对边测量，起到了很大的作用。

首先是对洞口所在段的地形进行断面测量，先放出三米一个的中线桩及每个中线桩法线上左右5米.10米.15米.20米……桩，测出各点高程，然后以各个里程的中线桩为起点沿法线方向，利用对边测量的折线式测量测出每个里程的横断面，在沿所放桩位对应点垂直于法线方向测出纵断面，这样洞口段地形测量外业工作就做完了，做内业资料不用计算，只要在现场记录好测量的每个断面每个变化点的高差和平距就行了，然后根据资料很快就能画出纵横断面图，在根据设计图纸确定洞门边仰坡坡脚位置及高程，指导我们下一步的施工工作。

有了依据，我们就开始刷坡了，由上往下刷，先放出洞门边仰坡的坡脚桩（看地形定几米放一个），然后用射线式测量依据一个高程控制点，测出所放的桩与它的几何关系，算出各坡脚桩高程，在用射线式测量利用每一个坡脚桩垂直于法线方向按坡度放出坡顶桩及其高程，然后开始刷坡，每下刷3-5米进行支护时检查一次坡面对不对，在刷坡过程中，现场的计算也比较简单，就依据所测高差及设计坡度算出距离坡脚桩或坡顶桩的平距，利用对中杆测量直至测到现高程处的坡脚桩，就这样一步一步的控制施工，如果设计坡脚桩被毁后而且不能放出来时，可以依据坡顶桩来测，直到刷到洞顶高程处，左右的边坡也是同样的方法，直至整个洞门刷出来。在以上的刷坡过程中我们都是依据坡脚或坡顶桩用射线式测量在控制施工。

由此可以看出全站仪对边测量功能在施工测量中起到了很大的作用，能又快又准确的反映实际地形，有效的指导施工，而且又没有繁琐的计算工作，很大程度的提高了测量工作的效率，为下一步施工的进行争取了时间，打好了基础。高铁对工程内外质量的要求都非常严格，我们的洞门边仰坡成型后，受到了业主及监理单位的高度表扬，而且许多兄弟单位都来参观学习，为公司取得了荣誉，在其中对边测量是功不可没。

四、结束语

在工程建设中，施工测量发挥的作用是其它岗位无法相比的，而施工测量工具全站仪的普及使用,大大提高了施工测量的工作效率，特别是它具有的一些特殊专项功能，使过去繁琐的测量变得异常简便，对边测量就是一个很好的例子。当然，对边测量还可以运用到许多测量工作中，我这里只是把我的体会做一总结，在文字表达上不够明白的，请各位提出宝贵意见，以期是对边测量与全站仪其他功能在施工和教学中被广泛重视。

五、参考文献

参考文献：

[1] 铁路测量[第二版] . 中国铁道出版社.2000.北京

[2]，徐忠阳. 全站仪原理及应用[M]. 北京：出版社.2003