1、工程量快速测量方法的探讨及其应用刘致云 韩雪梅(黄河水利委员会中游水文水资源局 030600)【摘 要】 各工程建设项目的勘测设计阶段以及施工阶段都要进行工程量测量。运用坐标变换法，使用光电测距仪与经纬仪(或全站仪)进行远距离测量工程量，克服了断面法、方格法、地形法等传统方法的缺点，经实际应用收到了很好的效果。一、前 言 建设工程中需要测量工程量的项目很多，而且从勘测设计到施工期间由于各项工程交叉施工等原因，原始地形往往会发生较大变化。因此，不仅勘测阶段要测算工程量，而且在施工前及施工过程中为控制工程进度、预算分项目经费等也要多次测量工程量。按传统的断面法、方格法、地形法等方法测量工程量，需要
2、在施工区域建立多层次控制网点，然后，按工程设计资料给出的基线端点的坐标值放样，定出基线在地面的实际位置，测出基线端点高程，再在基线上根据地形变化情况布设施测断面，最后在所布设断面处逐个测量各断面。这种作业方法不仅工作量大，而且还须对逐项工程分别作平面高程控制，且由于施工爆破、机械开挖等对控制点的破坏及补测，也常常会造成停工待测，影响施工等情况。针对以上问题，我们设想直接利用施工区高等级控制点作为测站点，使用测距仪与经纬仪或全站仪远距离施测工程量，在通视条件较好的控制点上，一般一站即可完成一项工程的全部断面施测任务。这种方法不失为一种工程量快速测量方法。 二、工程量快速测量法的原理 本法建立在目
3、前已经普遍应用的先进测量仪器，如测距仪、经纬仪或全站仪的基础上。首先，为了计算方便，将坐标系进行变换，即将工程上用的坐标系变换为以测区基线为 x 轴，以基线的起点为原点的坐标系，再反算各个控制点在新坐标系中的坐标值。以所计算的坐标值作为站点的坐标值，进行工程量的断面测量。这样所测算出的测点坐标就是新坐标系中的坐标值，测点坐标值 xi代表断面到起点的间距，即里程桩号；测点坐标值 yi代表平距，即测点到基线的距离。y i为负值时，测点居于基线左边；y i为正值时，测点居于基线右边；y i为零时测点居于基线之上。所以测算出的值完全与断面计算表格栏目相对应，既直观又实用。 三、工程量快速测量方法的运用
4、 1. 控制点的选定 运用工程量快速测量方法作业时，在建立施工区平面高程控制时，就要按工程布局，设计选定控制点，即最好是在需要挖填部位的对面通视条件好的地方设平面高程控制点。所选设的点要尽量与整个测区通视，且与测区的距离适当，使其既便于施测，又要在施工过程中不被破坏。如果一个点不能满足要求，可以增设几个，保证满足施测要求。 2. 基线放样 基线是工程量测量的基准线，在选好施测站点后就可进行基线放样，按设计资料，用常规方法进行基准点放样，以便下一步的断面测量。 3. 坐标变换 在设计资料中，基线端点的坐标值是已知的，若未直接给出也可按其他已知数据推算出来，测站点的坐标值也是已知的，利用这些数据就
5、可推算出以基线两个端点和测站点所构成的三角形的其他要素。设基线端点分别为 A，B，测站点为 C(如图 1)。图 1 经坐标变换后，A 点的坐标值为 A(0，0)，B 点的坐标值为 B(C，0)，设 C点的坐标值为 C(xC,yC)，可根据前方交会公式算得。4. 断面施测在选定测站点和对其进行坐标变换及测放出基线端点之后，就可按新坐标系计算站点到基线各端点连接的方位角，然后在测点安置仪器，对准后视方位角并检查。如果用全站仪施测断面，就可把换算后的站点坐标及高程等数据输入仪器，再输入气压、气温值，就可进行断面测量。如果用测距仪加经纬仪配合计算机施测，可按具体情况编写计算程序，输入测点坐标、高程以及
6、其他有关数据值，然后进行断面测量。(1) 断面选定断面选定分为两种情况，第一种情况是原始断面测量。这种情况是由立尺员按地形转折变化根据规范要求选断面，在施测的第一个测点上插一个测钎，再在该断面线上用试测法找出第二个点(即里程桩号与前一个相等的点)。再插上一个测钎，其余点就可按以上两个测钎所连的线上立尺，依次再测其余断面。第二种情况是复测断面，这种情况由立尺员按给出的原始断面桩号初步估出断面位置，再用试测法找到准确的断面位置，最好也是按前一种情况插测钎定断面，其余点就能很快找准。(2) 资料整理用快速测量技术测算出的坐标值，x 值是桩号值，y 值是平距。y 值为正值时，测点居于基线右侧；y 值为
7、零时，测点在基线之上；y 值为负值时，测点在基线左侧。用计算机整理可直接打印断面成果表和断面图并计算出工程量。如果用手工整理，可把坐标值分别记入桩号和平距栏，把高程记入高程栏目，再按次序计算工程量，绘制断面。四、应当注意的几个问题1. 地球曲率与折光差的计算改正不论是用计算机计算还是用全站仪测算，都应注意地球曲率与折光差问题，因为，工程量快速测量方法一般视线长度都较长。此项改正计算式为：h=(1-k)/(2R)S其中，k 为折光系数；S 为以 km 为单位的视线长。2. 后视点及方位角本快速测量方法是建立在坐标变换的基础之上，所以，不论用哪个点作后视，都必须对其进行坐标转换，否则就会出错。3. 仪器检校与仪器精度因为本方法是用测距仪测距，经纬仪测角，然后进行坐标和高程计算。成果的精度主要决定于斜距和竖直角，因此，施测前要对仪器进行认真检校，并选用相应精度仪器施测。五、应用情况本项工程量快速测量方法于 1993 年至 1994 年在黄河万家寨水利枢纽工程中试测，分别对右岸拌料场、左岸生活小区开挖工程量进行了测量。与断面法对比工效提高 10 倍以上，测量精度完全达到相应的技术标准，而且可以省去大量的平面高程控制测量，具有可观的经济效益。
