第三章水准测量控制网的布设和施测方案.pdf

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1、第三章 水准测量控制网的布设和施测方案 12 第三章 水准测量控制网的布设和施测方案 3.1 高程控制网的布设 3.1.1 高程网的布设原则 城市和工程建设水准测量是各种大比例尺测图、城市工程测量和城市地面沉降观测的高程控制基础，又是工程建设施工放样和监测工程建筑物垂直形变的依据。水准测量的实施，其工作程序是：水准网的图上设计、水准点的选定、水准标石的埋设、水准测量观测、平差计算和成果表的编制。水准网的布设应力求做到经济合理，因此，首先要对测区情况进行调查研究，搜集和分析测区已有的水准测量资料，从而拟定出比较合理的布设方案。如果测区的面积较大，则应先在1：25 000 1：100 000 比例

2、尺的地形图上进行图上设计。图上设计应遵循以下各点：（1）水准路线应尽量沿坡度小的道路布设，以减弱前后视折光误差的影响。尽量避免跨越河流、湖泊、沼泽等障碍物。（2）水准路线若与高压输电线或地下电缆平行，则应使水准路线在输电线或电缆 50m 以外布设，以避免电磁场对水准测量的影响。（3）布设首级高程控制网时，应考虑到便于进一步加密。（4）水准网应尽可能布设成环形网或结点网，个别情况下亦可布设成附合路线。水准点间的距离：一般地区为 24km；城市建筑区和工业区为 12km。（5）应与国家水准点进行联测，以求得高程系统的统一。（6）注意测区已有水准测量成果的利用。在实地选线和选点时，除了要考虑上述要求

3、外，还应注意使水准路线避开土质松软地段，确定水准点位置时，应考虑到水准标石埋设后点位的稳固安全，并能长期保存，便于施测。为此，水准点应设置在地质上最为可靠的地点，避免设置在水滩、沼泽、沙土、滑坡和地下水位高的地区；埋设在铁路、公路近旁时，一般要求离铁路的距离应大于 50m，离公路的距离应大于 20m，应尽量避免埋设在交通繁忙的岔道口；墙上水准点应选在永久性的大型建筑物上。第三章 水准测量控制网的布设和施测方案 13 3.1.2 高程网的布设方案 高程网的布设必须遵照以上原则，威海金线顶地带高程控制网为了减少工程的费用并满足施工测量的要求选择与平面控制网相同的点位。在主要的控制点位基础上进行加密

4、，在此以威海金线顶地区 BM1和 H1之间的加密点高程测量为例加以说明。3.2 高程控制的施测 3.2.1 四等水准测量的原理及精度指标 水准测量是利用水准仪提供的水平视线，借助于带有分划的水准尺，直接测定地面上两点间的高差，然后根据已知点高程和测得的高差，推算出未知点高程。如图 3-1 所示，A、B 两点间高差 hAB 为:设水准测量是由 A 向 B 进行的，则 A 点为后视点，A 点尺上的读数 a 称为后视读数；B 点为前视点，B 点尺上的读数 b 称为前视读数。因此，高差等于后视读数减去前视读数。用高差法计算未知点高程。A、B 两点间高差 hAB 后，如果已知 A 点的高程 HA，则 B

5、 点的高程 HB 为：hHHABAB 图 3-1 水准测量示意图 威海金线顶控制测量使用的是普通 DS3型水准仪，其精度指标见表 3-1。bahAB第三章 水准测量控制网的布设和施测方案 14 表 3-1 普通 DS3 型水准仪，其精度指标 放大倍率 有效孔径 视场角 乘常数 最短视距 圆水准器角值 管状水准器角值 32 42mm 126 100 2M 8/2mm 2222/2mm 三、四等水准测量观测的技术要求见表 3-2。表 3-2 三、四等水准测量观测的技术要求 等级 水准仪 视线长度/m 前后视距差/m 前 后 视距 累 积差/m 视线高度 黑面、红面 读数之差/mm 黑面、红面所测高

6、差之差/mm 三 DS1 100 3 6 三丝能读数 1.0 1.5 DS3 75 2.0 3.0 四 DS3 100 5 10 三丝能读数 3.0 5.0 3.2.2 一个测站上的观测程序和记录 一个测站上的这种观测程序简称“后前前后”或“黑黑红红”。四等水准测量也可采用“后后前前”或“黑红黑红”的观测程序。3.2.3 测站计算与检核（1）视距部分 视距等于下丝读数与上丝读数的差乘以100。后视距离：100 (3-1)前视距离：100 计算前、后视距差：计算前、后视距累积差：上站本站（2）水准尺读数检核 同一水准尺的红、黑面中丝读数之差，应等于该尺红、黑面的尺常数K（4.687m 或 4.7

7、87m）。红、黑面中丝读数差、按下式计算：K前 (3-2)K后 红、黑面中丝读数差、的值，三等不得超过 2mm，四等不得超过 3mm。（3）高差计算与校核 根据黑面、红面读数计算黑面、红面高差、，计算平均高差。黑面高差：(3-3)红面高差：第三章 水准测量控制网的布设和施测方案 15 黑、红面高差之差：0.100（校核用）。式中 0.100两根水准尺的尺常数之差（m）。黑、红面高差之差的值，三等不得超过 3mm，四等不得超过 5mm。平均高差：=210.100 (3-4)K后4.687m 时，式中取+0.100 m；当K后4.787m 时，式中取-0.100 m。3.2.4 每页计算的校核（1

8、）视距部分 后视距离总和减前视距离总和应等于末站视距累积差。即 末站 (3-5)总视距+（2）高差部分 红、黑面后视读数总和减红、黑面前视读数总和应等于黑、红面高差总和，还应等于平均高差总和的两倍。即 测站数为偶数时 2 (3-6)测站数为奇数时 20.100 (3-7)用双面水准尺进行三、四等水准测量的记录、计算与校核，见表3-3。3.3 高程计算 HH1BMBM2-hfh=0.2785-（4.159-3.892）=-0.0115m=-11.5mm (3-8)3.3.1 检核 L40fh允=22mm (3-9)f允hhf故其精度符合要求。3.3.2 计算改正数 分配原则：按与测段距离（或测站

9、数）成正比，并反其符号改正到各相应的高差上，得改正后高差。按距离：lfVihiL (3-10)3.3.3 计算改正后高差 第三章 水准测量控制网的布设和施测方案 16 vhiiih改 (3-11)具体平差计算结果见表 3-4 表 3-3 水准记录表格 测站 编号 点号 后尺 上丝 前尺 上丝 方向 及 尺号 水准尺读数 K+黑 红 平均高差/m 备注 下丝 下丝 后视距 前视距 黑面 红面 视距差 d 后 前 后-前 K 为水准尺尺常数 表中 K12=4.787 K13=4.687 1 BM1-A1 1571 1197 38.4-0.2 0739 0363 37.6-0.2 后 12 前 13

10、 后-前 1384 0551+1.833 6171 5239+0.932 0-1+1+0.8325 2 A1-A2 1210 1747 37.4-0.1 2196 1821 37.5-0.3 后 13 前 12 后-前 1934 2008-0.074 6621 6796-0.175 0-1+1-0.0745 3 A2-A3 1914 1539 36.5-0.2 2055 1678 37.7-0.5 后 12 前 13 后-前 1726 1866-0.140 6513 6554-0.041 0-1+1-0.1405 4 A3-A4 1965 1700 25.5-0.2 2141 1874 26.

11、7-0.7 后 13 前 12 后-前 1832 2007-0.175 6519 6793-0.274 0+1-1-0.1745 5 A4-H1 1865 1600 26.5-0.2 2041 1774 26.7-0.7 后 13 前 12 后-前 1832 2007-0.175 6519 6793-0.274 0+1-1-0.1645 每页检核 138.8，139.5，-0.7 32.700，31.814，+0.886 0.886，0.443 ，20.886，总视距287.3 第三章 水准测量控制网的布设和施测方案 17 表 3-4 平差计算 点号距离实测高差 改正数改正后高差高程备注-0.1429BM1A1A2A337.7-0.0745-0.0025-0.077038.4H1A436.5已知高程3.8924.72204.6450174.60.2785-0.01154.3259-0.1645-0.0024-0.1745-0.0017-0.176225.54.50210.8325-0.00250.830036.5-0.1405-0.0024已知高程4.159-0.16690.2670