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1斷面法

我們?cè)O(shè)想利用施工區(qū)的平面控制點(diǎn)，使用全站儀配合測(cè)距儀遠(yuǎn)距離施測(cè)斷面，在通視較好的平面控制點(diǎn)上，一站即可完成一項(xiàng)工程的全部斷面測(cè)量任務(wù)。

原理

全站儀可以直接或間接獲取測(cè)站的三維坐標(biāo)，利用這一功能，只要將測(cè)站與基線納入統(tǒng)一坐標(biāo)系，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，建立新的施工坐標(biāo)系，在測(cè)站點(diǎn)架設(shè)儀器并輸入測(cè)站點(diǎn)相對(duì)于基線的里程樁號(hào)和規(guī)化距離(軸距)，此時(shí)所測(cè)得測(cè)點(diǎn)的縱、橫坐標(biāo)就是該點(diǎn)的樁號(hào)和該樁號(hào)上的橫斷面點(diǎn)相應(yīng)的軸距。

(1) 建立獨(dú)立的施工坐標(biāo)系統(tǒng)

建立以基線起點(diǎn)為原點(diǎn)，基線前進(jìn)方向?yàn)?/span>X坐標(biāo)軸，垂線方向?yàn)?/span>Y坐標(biāo)軸的施工坐標(biāo)系統(tǒng)。

在該坐標(biāo)系統(tǒng)中，X坐標(biāo)表示測(cè)點(diǎn)沿基線方向相對(duì)于基線起點(diǎn)的間距即里程樁號(hào) ，X為正數(shù)表示該點(diǎn)位于基線起點(diǎn)的前方，負(fù)數(shù)表示該點(diǎn)位于基線起點(diǎn)的后方 。Y坐標(biāo)表示測(cè)點(diǎn)到基線的水平距離即軸距，Y坐標(biāo)為正表示該測(cè)點(diǎn)位于基線的右方，Y坐標(biāo)為負(fù)表示該測(cè)點(diǎn)位于基線的左方，其絕對(duì)值所表示的軸距是相等的。而斷面測(cè)量所采集的數(shù)據(jù)一般都是沿基線、基線的平行線、基線的垂直線上的特征地形變化點(diǎn)相對(duì)于基線起點(diǎn)或基線的水平距離和高差，建立了上述施工坐標(biāo)系后，在該施工坐標(biāo)系測(cè)得測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，X表示該點(diǎn)的樁號(hào)，Y表示軸距，H表示該點(diǎn)高程。

(2) 施工坐標(biāo)系坐標(biāo)與大地勘測(cè)坐標(biāo)系坐標(biāo)的換算。

在施工坐標(biāo)系下進(jìn)行斷面測(cè)量，主要問(wèn)題是將測(cè)站點(diǎn)的大地坐標(biāo)通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換換算成施工坐標(biāo)系坐標(biāo)，以所計(jì)算出的坐標(biāo)作為站點(diǎn)的坐標(biāo)值，進(jìn)行斷面測(cè)量。

斷面法的應(yīng)用

使用“斷面法”進(jìn)行作業(yè)，首先要選定控制點(diǎn)，在需要挖填部位的對(duì)面，通視條件好、視野開(kāi)闊、距離適當(dāng)?shù)牡胤竭M(jìn)行布設(shè)，為了防止控制點(diǎn)丟失，便于方向檢測(cè),可以多增設(shè)幾個(gè)點(diǎn)，保證施測(cè)要求。選定測(cè)站點(diǎn)并完成坐標(biāo)值的轉(zhuǎn)換后，在測(cè)站點(diǎn)安置儀器，對(duì)準(zhǔn)后視方位配盤(pán)、檢測(cè)后視坐標(biāo)無(wú)誤(后視方位角為施工坐標(biāo)系方位角)方可進(jìn)行。測(cè)量時(shí)，一種情況是原始斷面測(cè)量，即立尺員依地形變化要求選定斷面。二種情況按給定的原始樁號(hào)、軸距進(jìn)行測(cè)量，立尺員初步估計(jì)斷面位置，再用試測(cè)法找到準(zhǔn)確的斷面位置，依次完成各個(gè)斷面的測(cè)量任務(wù)。使用全站儀可根據(jù)儀器顯示：X—樁號(hào)、Y—軸距、H—高程，進(jìn)行指揮、計(jì)算或記錄，使用經(jīng)緯儀配合測(cè)距儀可按具體條件使用可編程計(jì)算器通過(guò)輸入邊長(zhǎng)、水平角、垂直角，計(jì)算樁號(hào)、軸距。

計(jì)算工程量之前先檢查測(cè)量記錄數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確無(wú)誤后繪制斷面圖。一種方法是手工將點(diǎn)展繪在方格紙上，聯(lián)成斷面線，并將原始地面線、設(shè)計(jì)線、土石分界線等分別予以展繪，各種數(shù)據(jù)線相互疊合生成斷面圖。計(jì)算工程量時(shí)，采用常用的平均斷面法 ：即假定兩相鄰斷面間為一棱柱體，其高為兩斷面的中線長(zhǎng)度，底面積為相鄰兩斷面之平均值。

斷面面積S分別用求積儀量出，代入公式求出總工程量。

第二種方法是將各種數(shù)據(jù)(原始地面數(shù)據(jù)、土石分界線、收方線、竣工線等)分別輸入計(jì)算機(jī)，利用AutoCAD強(qiáng)大的繪圖功能完成斷面繪制、斷面面積查詢，配合電子表格(Excel)利用平均斷面法計(jì)算總工程量，斷面圖用Auto CAD輸出。

地形圖法

對(duì)于地形變化復(fù)雜、通視條件差、開(kāi)挖或回填區(qū)域不規(guī)則的地區(qū)，有時(shí)測(cè)量幾個(gè)有限的斷面很難表達(dá)出該地區(qū)實(shí)際情況，增補(bǔ)斷面，如果通視影響就不得不頻繁搬站 ，無(wú)形中加大了外業(yè)工作量，由于受視野的限制可能室外選定的斷面對(duì)于計(jì)算工程量不一定非常合理，這時(shí)使用“斷面法”就沒(méi)有太大優(yōu)勢(shì)，因此我們使用“地形圖法”。

地形圖是地表的模擬圖象。地形圖是按一定的比例尺，用規(guī)定的符號(hào)表示地物 、地貌平面位置和高程的正射投影圖?！暗匦螆D法”即野外直接測(cè)定地物、特征地貌的三維坐標(biāo)，依據(jù)計(jì)量要求確定測(cè)圖比例，近距離現(xiàn)場(chǎng)展點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)勾繪地形圖，地形圖比例尺根據(jù)用途、工程部位、范圍大小等選擇，如主要建筑物的開(kāi)挖竣工地形圖選用1:200，收方圖以1:500或1:200為宜，大范圍的土石覆蓋層開(kāi)挖可選用1:1 000 。測(cè)圖完畢 ，交付施工監(jiān)理現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)圖，地形圖之“地物點(diǎn)位置中誤差、等高線高程中誤差等”均符合“水利水電施工測(cè)量規(guī)范”允許精度，即可交付內(nèi)業(yè)計(jì)算使用 。

內(nèi)業(yè)計(jì)算時(shí)在地形圖上先定出基線位置，在地形圖上參考基線位置依地形變化趨勢(shì)、地質(zhì)情況等以滿足計(jì)量要求截取橫斷面，依斷面線量取距離與高程等斷面數(shù)據(jù) ，并填入相應(yīng)的表格。這樣即減少了外業(yè)工作量，又減少了外業(yè)的盲目性,或是斷面不足而造成的補(bǔ)測(cè)停工，甚至影響工程計(jì)量。繪制斷面圖與計(jì)算工程量的方法如同上述 ＂斷面法＂所述，但因注意所使用地形圖的比例尺應(yīng)不小于斷面的繪圖比例尺，并盡可能提高測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)位與高程精度，加大點(diǎn)位密度。