后方交會(huì)在施工測(cè)量中的應(yīng)用與分析

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前言：邊角后方交會(huì)在大頂子山航電樞紐工程的施工測(cè)量中得到了廣泛的應(yīng)用，該工程為一等工程，工程規(guī)模為大一型、設(shè)計(jì)洪水位標(biāo)冷為100年一遇，抗震烈度為6度。該工程是一座以航運(yùn)、發(fā)電和改善哈爾濱市水環(huán)境為主，同時(shí)具有交通、水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游等綜合功能的低水頭航電樞紐工程。

    問(wèn)題的提出：在大頂子山航電樞紐工程的施工控制網(wǎng)加密過(guò)程中，受到地理?xiàng)l件的限制，首級(jí)控制網(wǎng)點(diǎn)之間相互不通視或通視條件不好，為此筆者采用了后方交會(huì)的辦法解決了施測(cè)過(guò)程中遇到的困難，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中取得了很好的效果。

一、觀測(cè)方法與基本原理

    結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在首級(jí)控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，布設(shè)了加密控制網(wǎng)。根據(jù)松花江大頂子山航電樞紐廠房、泄洪閘、船閘土建工程所處的施工部位，本著便于整體控制，易于保存的原則，以首級(jí)控制網(wǎng)為基礎(chǔ)，在施工區(qū)周?chē)荚O(shè)了JK01、JK02、JK03、JK04四個(gè)加密點(diǎn)。這些加密點(diǎn)，分布均勻，通視條件好，地基穩(wěn)定且不易被破壞，對(duì)整個(gè)施工區(qū)域可以進(jìn)行全方位的觀測(cè)。加密控制網(wǎng)布設(shè)原則以首級(jí)控制點(diǎn)為基礎(chǔ)，并按二等的施測(cè)方安案做了一條閉合導(dǎo)線。

    由于首級(jí)控制點(diǎn)江南SN01、SN02、SN03、02-1之間互不通視，江北SN04、SN05互不通視。受地形、通視條件的限制，采取邊角后方交會(huì)的方法，加密了JK01點(diǎn)、JK02點(diǎn)，再由SN02-Jk01起算，復(fù)核JK02，在布網(wǎng)過(guò)程中，為了保證精度，在不同的測(cè)站使用不同儀器和由不同人員觀測(cè)，采取了增加多余觀測(cè)、增加測(cè)回?cái)?shù)、強(qiáng)制歸心等措施，后視SN01 、SN02、02-1，使用徠卡TCR1800全站儀，觀測(cè)9個(gè)測(cè)回，經(jīng)過(guò)計(jì)算JK01點(diǎn)的誤差為2.3mm，達(dá)到二等的精度要求。JK01與JK02、 JK03 、JK04、SN02構(gòu)成一條閉合導(dǎo)線。

    精度指標(biāo)嚴(yán)格執(zhí)法《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》（DL/T5173-2003）中二等控制網(wǎng)的技術(shù)要求。Mb<1.0”、Mp<（5~7）mm（注：Mb：測(cè)量角中誤差；Mp：平面控制網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差）。

    使用儀器及觀測(cè)方法。使用儀器為瑞士徠佧TCR1800系列全站儀，新建控制點(diǎn)采用具有強(qiáng)制歸心裝置的混凝土觀測(cè)墩，水平角觀測(cè)采用測(cè)回法，施測(cè)9個(gè)測(cè)回，同測(cè)回盤(pán)左、盤(pán)右所得角值較差小于4”，半測(cè)回歸零差小于6”，同方向各測(cè)回互差小6”；2C值互差小于9”，距離觀測(cè)采用電磁波測(cè)距（往返測(cè)），并進(jìn)行了溫度和氣壓修正。

二、精度計(jì)算與分析

    1、平面部分精度計(jì)算，邊角后方交會(huì)法測(cè)量測(cè)站點(diǎn)的精度估算公式為：

　　{[1+(sin²β)/(K²-sin²β)]m²s+[1+(cos²β)/(K²-sin²β)] ²(s²m²β/ρ²)}

　　=±2.3mm<±(5~7)mm

　　其中：Mp JK01為測(cè)站點(diǎn)JK01的點(diǎn)位中誤差，單位為mm

　　β=27”06”11.4722”

　　K=363.9389273/363.9341726=1.000013065

　　m_s=0.0012855m

　　S=652.166462

　　M_β=0.0392

　　ρ=206265”

 

　　由于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)主要以點(diǎn)位中誤差來(lái)稀量平面控制網(wǎng)的精度，因此，通過(guò)上式的計(jì)算結(jié)果與規(guī)范規(guī)定的相應(yīng)控制網(wǎng)等級(jí)相比照，得出計(jì)算結(jié)果的中誤差達(dá)到二等平面控制網(wǎng)的精度要求。
    2、控制網(wǎng)中導(dǎo)線點(diǎn)最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差;
　　Mp JK03=±√{m2s+[smp/ρ]2}
　　=±2.4mm<
　　其中：Mp JK03為測(cè)站點(diǎn)JK01的點(diǎn)位中誤差，單位為mm
　　ms為測(cè)距中誤差ms=0.002m
　　S測(cè)距邊邊長(zhǎng)（平距）S =652.166462
　　Mβ=2”
　　ρ=206265”
　　Mp JK01與Mp JK03的值均在二等平面控制網(wǎng)點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差限差要求；±(5~7)mm的范圍內(nèi)，所以平面控制網(wǎng)精度達(dá)到二等的精度。
    3、高程部分精度分析：
　　對(duì)向觀測(cè)高差較差： （表一）

方向

直覘高差(m)

反覘高差(m)

差值（mm）

三等限差

±35√s(mm)

SN02至JK01

-47.6403

47.632728

7.57

±28.3

JK01至JK04

-11.565461

11.558404

7.06

±23.48

JK04至JK03

-1.083775

1.080118

3.66

±12.78

JK03至JK02

12.017591

-12.01619

1.40

±20.87

JK02至SN02

48.254082

-48.271076

-16.99

±29.15

　　環(huán)線閉合差Mh=h1+h2+h3+h4=-0.923
　　環(huán)線閉合差限差：Mh容= =±18.13mm
　　則 Mh 　　上述所有對(duì)向觀測(cè)高差較差均在三等高程控制網(wǎng)（光電測(cè)距三角高程導(dǎo)線測(cè)量）對(duì)向觀測(cè)高差較差的限差要求：±35√Smm的范圍內(nèi)，環(huán)線閉合差值也在三等高程控制網(wǎng)（光電測(cè)距三角高程導(dǎo)線測(cè)量）環(huán)線閉合差的限差要求：±12√Lmm范圍內(nèi)，所以高程控制精度達(dá)到三等精度。

三、結(jié)束語(yǔ)

    通過(guò)筆者的實(shí)踐與分析，文中的邊角后方交會(huì)在袖珍計(jì)算機(jī)的廣泛普及和應(yīng)用的今天，不僅能夠解決實(shí)際工作中控制點(diǎn)相互不通視的困難，而且實(shí)踐證明這種方法效果很好，在今天的具體工作當(dāng)中會(huì)有廣泛地應(yīng)用。