果视准线法在边坡工程施工中的设计与研究.doc

视准线法在边坡工程施工中的设计与研究 凯恺 （兰州理工大学技术工学院） 现状的提出 2008年暑假，为了专业知识的认知与实践，笔者去了景泰大唐电厂建设工地、景泰川电力提灌管理局堤防、渠道更新改造工程建设工地、景泰县至五佛乡公路扩建等工程现场实习，发现各工地边坡工程放线与开挖控制测量工作的方法比较落后，边坡重复修正次数多，工程进度慢，经济效益低，总体坡面平整度难以符合设计要求标准。能否用工程测量基础知识解决这个实际问题，经过专题研究，认为用视准线法对边坡工程边坡控制测量和高边坡、重要边坡变形及安全监测，以及提高施工质量和观测精度有十分重要的意义，具有一定的研究应用价值和经济效益。 二． 研究对象在行业的地位、现状及问题 随着科学技术迅速发展，测绘科学的新技术和新方法不断更新，如数字测图原理与方法，卫星定位原理与方法，摄影测量与遥感，地理信息系统；自动化监测系统等，以及新仪器设备，如电子水准仪，电子经纬仪，全站仪，GPS等，为测绘工作提供了科学可靠的手段。但是，在边坡工程施工过程中的测量控制及营运中边坡变形监测方面，对于边坡的平整度外观要求越来越高，尤其是对于重要的边坡工程或建后安全变形观测要求更高。这是由于边坡工程破坏变形危害巨大，变形观测的作用逐步为人们了解和重视。建设部已颁布了中华人民共和国行业标准《建筑物变形测量规范》，要求重要的建筑物外观感观质量不合格或未进行必要的变形观测，不予以验收，把外观感观质量和变形观测资料作为观测验收依据和技术档案，可见其重要性。然而，经笔者在施工现场目睹和查询得知，在边坡工程测量控制与变形观测方法和手段比较传统，测施技术水平落后，成为工程测量界被忽略的角落，应该引起极大的重视。事实上，边坡观测在施工和营运过程中，由于地质条件和土的冻胀、荷载和外力作用等影响，导致边坡工程随时发生沉降和水平位移、挠曲、倾斜等变形。当这种变形超过一定范围，就会危及建筑物自身及人身安全。因此，需要对边坡工程进行变形观测，以便及时采取措施，确保边坡施工和营运安全，同时也为今后更合理的设计提供资料，为营运管理提供边坡工程安全状态的信息。 三．准视线法测量的原理和方法 充分利用已有的测量仪器及测量学原理，围绕边坡工程施工测量控制与边坡变形观测，研究出了一具有双面刻划读数并能双向透视的轻巧的特殊标尺（以下称之视准尺），扶尺人能够通过与标尺连接的操纵杆远距离立放于坡面各测点，配合经纬仪进行坡面施工测量和坡面变形观测。由于该方法是用经纬仪提供平行于设计坡面的视线与视准尺直接进行测量的，故称之为“视准线法”。 1，视准尺的制作与特性 视准尺是为了解决边坡测量与变形观测而专门创意制作的一种特殊的读数标尺。它不同于常规的水准尺，其主要特性是以视线为准，不是靠水准而定，因为材质透明，读数是要求对应双面刻划与经纬仪物镜横线形成三线重合，为标准读数，故称“视准尺”。它尺身一般长为50cm～80cm;材质选用有机玻璃，不易变形。使用轻便，能配操作连杆在远距离扶尺；尺底部为半球形状，便于准确对点，误差小；标尺双面均有刻划读数，分划值为1mm,1cm有数字标记可直读到毫米，估读到0.5mm。 视准尺是研究视准线法测量边坡，观测边坡唯一的专用标尺。 （实物照片如上 ） 2，其施工测量与变形观测的原理和计算方法简述如下： （1）边坡工程施工测量控制 它与一般测图工作一样，必须遵循“由整体到局部，先控制后细部”的原则，即先在施工现场建立统一的施工控制网，然后，测边坡工程的细部各位置。采取这一原则的目的是减少误差积累，保证测设精度。该方法采用的仪器是经纬仪和自己设计的“视准尺”。测量步骤是： 第一步：将经纬仪架设在坡顶某一测量控制点附近，使经纬仪视线能够临近坡面，并能视通坡底。 第二步：将经纬仪整平后，使视线置于水平，这时竖盘读数为90°或270°，为了提供平行于设计坡面的视线，故将经纬仪水平视线向下俯至于边坡设计角度一样的负角值α，然后进行竖盘固定，此时读出竖盘读数并减去仪器视线水平时的竖盘读数，竖直角等于边坡计算角度α。 第三步：测量各测设点时，首先在控制点上放置“视准尺”，读数时要使望远镜的横丝线与视准尺两面相对应的两刻划线，形成三线重合，此时读取数值。这个读数相当水准测量中基准点或后视读数。依次测出视线内本测线各测设点的读数。控制点读数减去某测设点的读数之差值，其值为正表明该点需要挖深之数，其值为负表明该点超挖数值，其值为零表明该点到达标准。 （2）重要边坡变形观测（安全监测） 这种边坡变形观测与边坡施工测量控制原则和原理相同，不同之处是，变形观测在开始前应根据观测变形的类型，测量的目的、任务和技术标准要求，进行事前布设好控制点（基准点）和变形观测点。控制点是包括基准点、工作点、联系