四川拓圖偉業(yè)測(cè)繪科技有限公司
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閱讀：1509發(fā)布時(shí)間：2021-9-24
如何利用全站儀進(jìn)行土方測(cè)量
工程建設(shè)中需要測(cè)量工程量的項(xiàng)目很多，從勘察設(shè)計(jì)到施工期間由于地質(zhì)、施工 、設(shè)計(jì)變更等原因，施工區(qū)內(nèi)的地形地貌變化很頻繁，因此，不僅在勘察設(shè)計(jì)階段要測(cè)量工程量，在施工前、施工過(guò)程中、竣工等階段為控制工程進(jìn)度、預(yù)算分項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)、最后結(jié)算等都需要多次測(cè)量工程量。如果按傳統(tǒng)的斷面法、方格法等測(cè)算工程量，首先需要在待測(cè)區(qū)域建立多層次控制網(wǎng)點(diǎn)，按照工程設(shè)計(jì)資料給出的設(shè)計(jì)基線(通常是指建筑物的軸線即：洞軸線、壩軸線等)的主軸點(diǎn)(用以標(biāo)定主軸線的點(diǎn))坐標(biāo)進(jìn)行放樣，定出基線的實(shí)際位置，在基線上根據(jù)要求或?qū)嶋H地形的變化情況放樣出需測(cè)設(shè)的各個(gè)斷面位置，然后依次在斷面樁上架設(shè)儀器進(jìn)行斷面測(cè)量。有時(shí)由于地形變化復(fù)雜，測(cè)量一個(gè)斷面往往需要多次架設(shè)儀器，而且對(duì)每個(gè)斷面必須作平面高程控制，這不但增加了外業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，也降低了測(cè)量工作的效率和精度。而在大型施工過(guò)程中，施工爆破、機(jī)械開(kāi)挖、常常會(huì)使控制點(diǎn)破壞，從而造成停工待測(cè)影響施工，也影響測(cè)量工作的進(jìn)行。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在施工領(lǐng)域的發(fā)展與普及，使得測(cè)繪行業(yè)從硬件到軟件都發(fā)生了革命性變化，這就為工程量的測(cè)算提供了新的手段和方法?！ ?/p>
水利樞紐工程在施工中大量使用具有水平的施工機(jī)械設(shè)備、施工工藝和*的測(cè)繪儀器，使得施工測(cè)量和工程量測(cè)算技術(shù)也以嶄新的面貌出現(xiàn)在黑河工地。根據(jù)所配備的*測(cè)量?jī)x器 ，如高精度全站儀（徠卡TC1700、TCR305、托普康GTS711）、T2經(jīng)緯儀配合徠卡Dir3002遠(yuǎn)距離無(wú)棱鏡測(cè)距儀、高智能測(cè)繪軟件構(gòu)成的電子平板等的一些突出特點(diǎn)，總結(jié)出一些有針對(duì)性的、簡(jiǎn)單、實(shí)用、快捷的工程量測(cè)算新方法，在工程施工中取得了良好效果?！ ?/p>
1、斷面法
我們?cè)O(shè)想利用施工區(qū)的平面控制點(diǎn)，使用全站儀或經(jīng)緯儀配合測(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)。
（1）原理
全站儀或經(jīng)緯儀配合測(cè)距儀都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。
(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。
(3)，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*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。
2、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。地形圖法即野外直接測(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。
3、數(shù)字化測(cè)圖與工程計(jì)量一體化
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)繪技術(shù)從硬件到軟件都發(fā)生了革命性的變化，儀器自動(dòng)化程度的提高、計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用、高智能測(cè)繪軟件的普及這一切是我們進(jìn)行一體化構(gòu)思的前提。我們多次赴黃河小浪底水利樞紐參觀學(xué)習(xí)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外承包商在該工程建設(shè)中采用的測(cè)量計(jì)量模式，結(jié)合黑河水利樞紐建設(shè)的配套設(shè)施及自身的特點(diǎn),我們提出了使用電子平板的數(shù)字化測(cè)圖和工程量計(jì)量一體化的應(yīng)用構(gòu)思：
我們選用了北京威遠(yuǎn)圖公司的SV300數(shù)字化成圖軟件，該軟件是在AutoCAD軟件平臺(tái)上二次開(kāi)發(fā)而成的專業(yè)測(cè)繪軟件，具有MICSOFTWindows的高度交互式圖形界面 ，具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，它能根據(jù)數(shù)字地形數(shù)據(jù)自動(dòng)繪制地形圖、斷面圖和計(jì)算土方量。
（1）地形測(cè)量
地形測(cè)量是利用帶有內(nèi)存的全站儀在野外測(cè)定棱鏡的位置獲取三維坐標(biāo)，利用便攜式計(jì)算機(jī)現(xiàn)場(chǎng)繪制地形圖?；蚴抢秒S機(jī)內(nèi)存存貯全部原始數(shù)據(jù)，然后將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，形成地形數(shù)據(jù)．DAT坐標(biāo)文件，內(nèi)業(yè)根據(jù)野外草圖繪制地形圖。也可以采用其他測(cè)量方法，如全站儀＋電子手簿，舊地形圖數(shù)字化等。
（2）工程量計(jì)算
計(jì)量軟件的作用是通過(guò)施工前的地形圖，土石分界，收方計(jì)量時(shí)測(cè)的收方地形圖（或竣工地形圖），按照給定的樁號(hào)切剖原始地面線、土石分界線或竣工線，從而按工程需要繪制斷面圖，計(jì)算工程量。
工程量計(jì)量計(jì)算的常用方法如下：
(1) 采用平均斷面法，利用軟件的繪制斷面功能，鼠標(biāo)點(diǎn)取截線，地形數(shù)據(jù)文件，設(shè)定比例和網(wǎng)格間距，自動(dòng)剖取、繪制斷面圖。斷面面積使用AutoCAD的查詢面積功能，自動(dòng)計(jì)算斷面面積。另外在圓曲線段，考慮到施工區(qū)所在位置的不同，斷面間距L根據(jù)平均半徑加權(quán)計(jì)算,可以較好的解決圓曲線段斷面間距計(jì)算得問(wèn)題。
(2) 利用地形圖計(jì)算工程量采用與積分運(yùn)算類似方法，利用同一區(qū)域范圍內(nèi)不同時(shí)間的地形圖進(jìn)行計(jì)算，利用場(chǎng)地平整思路計(jì)算兩個(gè)不同地形面之間的工程量（即測(cè)定場(chǎng)地方格網(wǎng)的高程，給定一個(gè)標(biāo)高，按照棱柱體進(jìn)行計(jì)算），然后將施工前和施工后各算一次土方量，兩者相減即為本工程的凈工程量。設(shè)定平場(chǎng)高程時(shí)，一定要低于本高程的高程，兩者的平場(chǎng)高程要相同，計(jì)算邊界要相同。
提高土石方計(jì)算精度的方法有：
(1)測(cè)定數(shù)字地形圖時(shí)，提高點(diǎn)位精度及采集密度 。
(2)縮短等分間距。數(shù)字化測(cè)圖與工程計(jì)量一體化充分利用了計(jì)算機(jī)和測(cè)圖軟件的計(jì)算功能,使土石方計(jì)算實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)化處理，從使用情況來(lái)看與人工繪制斷面圖、求積儀計(jì)量面積的結(jié)果基本一致，與手工計(jì)算工程量差值在3%以內(nèi)，滿足工程量計(jì)量的要求。
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