陳志洪

(廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司,廣州 510000)

隨著社會(huì)現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展,水利水電工程規(guī)模與工程數(shù)量都在快速的增長。因此,水利水電工程測量工作開始得到了社會(huì)各個(gè)方面的關(guān)注與重視。但是在實(shí)際工作中測量結(jié)果受到多種因素的影響而出現(xiàn)誤差。在這種情況下,需要針對(duì)于存在的誤差進(jìn)行分析,尋找預(yù)防誤差的方式與方法。

1 水利水電工程測量工作概述

1.1 工程測量的概念

水利水電工程設(shè)計(jì)階段的測量項(xiàng)目,屬于工程人員在前期籌備階段完成項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)工作以及在編制實(shí)施工程計(jì)劃的過程中,對(duì)于項(xiàng)目后期實(shí)施階段以及實(shí)際應(yīng)用過程中進(jìn)行的各項(xiàng)現(xiàn)場檢測的項(xiàng)目。施工測量屬于水利水電施工的重要部分,在整個(gè)施工當(dāng)中也充分發(fā)揮出了重要的功能。通常,水利水電施工測量分為項(xiàng)目測繪、施工放樣、構(gòu)建控網(wǎng)、施工測量、項(xiàng)目施工及變形檢測等內(nèi)容。

1.2 工程測量的誤差

在當(dāng)下發(fā)展的流程中,大多數(shù)水利水電建設(shè)工程都包括地下工程與地上建筑兩個(gè)方面。對(duì)地面工程項(xiàng)目的計(jì)量而言,通常必須采用相應(yīng)的檢測裝置與計(jì)量技術(shù),這樣才能正確的計(jì)量項(xiàng)目當(dāng)中的所有數(shù)值及有關(guān)信息。不過在實(shí)際操作的過程中,受到某些事件的影響,水利水電工程計(jì)量工作難免產(chǎn)生不同的偏差及問題。比如說許多水利水電工程施工地點(diǎn)都處在相對(duì)荒涼的山地溝谷區(qū)域,在這種地方,出現(xiàn)大氣對(duì)光照折射、山地風(fēng)速很大、相對(duì)濕度較高情況,這些問題都將會(huì)對(duì)水利水電工程設(shè)計(jì)檢測精度產(chǎn)生一定的影響,嚴(yán)重情況下甚至還會(huì)出現(xiàn)檢測設(shè)備進(jìn)入不正確的狀況,導(dǎo)致檢測數(shù)據(jù)存在問題。但在地下工程測試中,其影響因子還有測試儀器的不平衡和電子輻射導(dǎo)測量不良。此外,有些水利水電工程項(xiàng)目會(huì)進(jìn)行洞內(nèi)爆破,不過爆破之后難免會(huì)產(chǎn)生氣體流量不平衡、光線分配不平衡等狀況,這些現(xiàn)象的產(chǎn)生也容易造成檢測人員的結(jié)果不正確。同時(shí)在勘測之后的建造過程中,測量工程中留在邊壁上的控制點(diǎn)也會(huì)因?yàn)楣て诙a(chǎn)生變化,從而產(chǎn)生了偏差,而且洞的位置也由于角度變化大,所以光照較小,這些因素都會(huì)對(duì)觀測工程帶來不利的影響和相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)影響。

2 水利水電工程測量誤差的影響因素

2.1 測量技術(shù)的影響

在不同水利水電工程建設(shè)中,必須采用合適的檢測技術(shù),但測量方法的差異也將會(huì)使得檢測結(jié)果存在相應(yīng)的偏差和問題。所以,即使是測試經(jīng)驗(yàn)十分充足的專業(yè)團(tuán)隊(duì),在測試項(xiàng)目當(dāng)中也往往會(huì)存在一定偏差。在實(shí)際檢測項(xiàng)目當(dāng)中,檢測技術(shù)人員必須根據(jù)工程的實(shí)際需要及現(xiàn)場的實(shí)際狀況,選擇最合適的測量方案與測量方法。通常分為直接檢測和間接測量二種方式,兩種方法必須按照檢測要求而做出相應(yīng)的結(jié)果,在特殊條件下進(jìn)行間接測量的過程中,相較來說也會(huì)比較易產(chǎn)生偏差。此外,在檢測的過程中,采用了不同的檢測儀器也可能會(huì)造成相應(yīng)的偏差。例如在水利水電項(xiàng)目檢測的過程中往往需要用到全站儀和坡度尺,但實(shí)際檢測的過程中,這兩個(gè)儀器的檢測準(zhǔn)確度也會(huì)出現(xiàn)一定的差異。所以,即使是對(duì)同一項(xiàng)目進(jìn)行檢測,使用儀器不同也將會(huì)出現(xiàn)一定的偏差,這就要在檢測的過程中按照項(xiàng)目的特點(diǎn)來選用正確的檢測儀器,減少產(chǎn)生偏差的機(jī)會(huì)[1]。

2.2 人為因素的影響

在水利水電工程測量的過程中,人為因素對(duì)測量工作也會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的誤差和負(fù)面影響。由于水利水電工程測量工作所用的儀器設(shè)備通常都相當(dāng)精密,在測量的過程中各種形式情況都將會(huì)影響測量的實(shí)際成果。所以,在測試的過程中如果作業(yè)不標(biāo)準(zhǔn)或是使用方式發(fā)生了問題,那么都會(huì)產(chǎn)生測試結(jié)果的偏差。此外,許多水利水電工程測試工作都是選擇人工方法進(jìn)行測試,在這樣的狀況下,整個(gè)測試結(jié)果的精確程度許多時(shí)候很低。因?yàn)闇y試工作人員的技術(shù)、測試經(jīng)驗(yàn)、專業(yè)能力,許多時(shí)候都屬于影響測試結(jié)果產(chǎn)生偏差的關(guān)鍵因素。

2.3 自然因素的影響

大多數(shù)的水利水電工程的地點(diǎn),都選擇了在地理、氣象條件比較不好的山地之中,而這種地方對(duì)測量作業(yè)也會(huì)造成相當(dāng)大的不良干擾,而觀測困難度也會(huì)因此增加,這也會(huì)很容易出現(xiàn)測量誤差。比如說,在勘測過程中由于受地形的干擾,就很容易對(duì)觀測視線產(chǎn)生妨礙。此外,由于山地的氣候條件以及潮濕的天氣原因都會(huì)對(duì)勘測作業(yè)產(chǎn)生干擾,在某些相對(duì)濕度相當(dāng)大的地方,進(jìn)行勘測的人媒體很可能會(huì)因?yàn)槌睗穸a(chǎn)生錯(cuò)誤。另外,由于山地的地下水氣相當(dāng)豐富,在勘測的過程中很容易對(duì)光線造成折射顯現(xiàn),從而使得觀測產(chǎn)生了錯(cuò)誤和困難。所以,在進(jìn)行水利水電現(xiàn)場檢測的過程中,必須選取恰當(dāng)?shù)臋z測時(shí)間,需要盡量的減少外部影響條件,通常適宜選擇陰天、氣候舒適、無雨、微風(fēng)的環(huán)境下進(jìn)行操作。在檢測范圍當(dāng)中的土壤松軟點(diǎn),要求科研人員采取反復(fù)檢測、反復(fù)讀數(shù),盡可能減少數(shù)據(jù)誤差,或者把尺墊放在水平尺底部,防止水平尺傾斜,減少偏差。

3 預(yù)防水利水電工程測量誤差的建議

3.1 規(guī)范使用測量設(shè)備

水準(zhǔn)儀屬于水利水電施工檢測過程中一個(gè)常常用到的一種設(shè)備,但對(duì)此類儀器設(shè)備的準(zhǔn)確度有著相當(dāng)高的要求,就必須在實(shí)際應(yīng)用的過程中嚴(yán)格使用,進(jìn)行對(duì)數(shù)據(jù)的檢測,不然就很可能會(huì)產(chǎn)生測量誤差。因此水準(zhǔn)尺在實(shí)際運(yùn)用的過程中,首先就必須重視水準(zhǔn)望遠(yuǎn)鏡的實(shí)際應(yīng)用,因?yàn)槿绻疁?zhǔn)望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸與水平軸管間存在高度不均勻的狀況,就有可能會(huì)產(chǎn)生偏差。所以,必須在實(shí)際運(yùn)行的過程中預(yù)先校正好水準(zhǔn)儀,使水準(zhǔn)尺一直保持在水平的位置,這樣才能確保視準(zhǔn)軸上沒有發(fā)生偏斜的情形。而想要得到比較精確的測試結(jié)果,在實(shí)際使用水準(zhǔn)尺的過程中可以通過中間法和舉例補(bǔ)償法進(jìn)行使用。

在采用標(biāo)準(zhǔn)中間方法進(jìn)行測量的工程中,立尺檢查有著十分重要的意義,因?yàn)槭紫染捅仨毑捎闷胀ǖ恼嫫こ邅韺?duì)目標(biāo)舉例進(jìn)行初步的檢查,然后才能進(jìn)行對(duì)測量舉例立尺詳細(xì)檢查。除此以外,由于標(biāo)準(zhǔn)尺還常會(huì)在實(shí)際使用的過程中產(chǎn)生偏差,一般分為:零點(diǎn)距離發(fā)生偏差、標(biāo)尺長發(fā)生偏差、標(biāo)尺身刻度發(fā)生偏差等等現(xiàn)象。所以,在實(shí)際檢測之前,就必須先針對(duì)不同標(biāo)準(zhǔn)尺的情況進(jìn)行誤差測試,比如說通過標(biāo)尺零點(diǎn)測量,才能對(duì)偏差進(jìn)行合理的檢測。在水利或者水電施工使用標(biāo)準(zhǔn)測段的工程中,就需要同時(shí)通過兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)尺進(jìn)行檢測,才能利用這一方法進(jìn)一步減少產(chǎn)生偏差的機(jī)會(huì)。另外,這一目的實(shí)施,還可以購銷的減少尺身刻度偏差和尺長偏差發(fā)生的可能性。

3.2 合理進(jìn)行觀測

1)水準(zhǔn)管內(nèi)的氣泡都必須達(dá)到中心位置,不過因?yàn)樗^察到的角度具有一定的特殊性,還是會(huì)使得測定的結(jié)果存在一定的偏差。但如果水準(zhǔn)儀中千里眼的視準(zhǔn)軸發(fā)生了偏斜,那么就會(huì)導(dǎo)致觀測結(jié)果產(chǎn)生偏差,這就必須在觀測的過程中,確保儀表始終保持在平整的狀況。

2)在利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行水利水電工程項(xiàng)目檢測的過程中,由于檢測人員視差問題就會(huì)導(dǎo)致檢測結(jié)果產(chǎn)生偏差,此外由于儀器設(shè)備的十字絲和尺像之間無法有效的重合,也就有可能會(huì)產(chǎn)生偏差與問題。所以,檢測員在完成讀數(shù)的過程中,還必須確保尺像可以和十字絲完全重疊。另外,在檢測的過程中,還必須確保操作標(biāo)準(zhǔn)正確,在觀測前還必須使用物鏡進(jìn)行對(duì)光,以防止因視覺的偏差而導(dǎo)致讀數(shù)不正確。

3)也就是必須防止水平標(biāo)尺發(fā)生偏斜,從而造成計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤。在進(jìn)行水利水電工程計(jì)算的過程中,必須確保水平標(biāo)尺永遠(yuǎn)保持垂直的情況,一旦水平標(biāo)尺發(fā)生偏斜,那將會(huì)導(dǎo)致計(jì)算與真實(shí)資料相比發(fā)生很大的誤差和問題[2]。此外,也必須注意,如果采用水平面作為計(jì)算的基礎(chǔ),那么用來取代水準(zhǔn)面的話產(chǎn)生的高程誤差將會(huì)比一般計(jì)算工程中產(chǎn)生的偏差更為巨大。所以,在實(shí)現(xiàn)精確的高程數(shù)值計(jì)算的工程中,一旦存在深度不夠的現(xiàn)象,就必須采用水準(zhǔn)面來計(jì)算,不得采用水平面來替代[3]。

3.3 消除角度測量誤差

角度測試偏差中,還有對(duì)中誤差、標(biāo)桿傾斜誤差、整平誤差等,想要合理控制測試偏差,并提高測試的精確度,就必須針對(duì)實(shí)際測試對(duì)象做出針對(duì)性的分析,明確測量對(duì)象的實(shí)際情況。

1)對(duì)中誤差的管理。因?yàn)橐话銇碚f在水利水電施工勘測的過程中,如果產(chǎn)生了對(duì)中誤差,則將會(huì)直接影響勘測角度,而不能實(shí)現(xiàn)勘測目標(biāo)。針對(duì)這些誤差類型,在檢測流程中必須提高對(duì)中測量的重要性,進(jìn)行檢測并且提高測試的精確度。

2)控制整平的誤差。由于檢測儀表的整平不到位,非常容易導(dǎo)致儀表豎軸與橫軸的高度不均勻,進(jìn)而導(dǎo)致測量的過程中出現(xiàn)傾斜。觀測盤左、盤右運(yùn)動(dòng)期間,往往造成了水平角角度測定的不正確。針對(duì)這些情形,必須通過正倒鏡觀測的方法,把偏差調(diào)節(jié)得很小,當(dāng)然還必須在測定前后對(duì)平衡性加以調(diào)節(jié)。

3)標(biāo)桿傾斜的誤差。在水平對(duì)角的過程中,因?yàn)闃?biāo)桿的原因經(jīng)常造成對(duì)準(zhǔn)點(diǎn)不能和測量點(diǎn)一致,從而也很容易產(chǎn)生測量誤差。針對(duì)于這一情形,就必須及時(shí)對(duì)標(biāo)桿位置加以校正,做好測量準(zhǔn)備工作,在保持標(biāo)準(zhǔn)豎直的狀況下對(duì)水平角進(jìn)行檢測。在實(shí)際計(jì)量的過程中,只要通過垂球線進(jìn)行對(duì)水利水電的計(jì)量即可。

4)鋼尺方面的偏差。這方面偏差的控制和管理,計(jì)算的過程中必須按照一直、二平、三準(zhǔn)的測量規(guī)定,在確定直線距離的同時(shí),還必須準(zhǔn)確設(shè)置好調(diào)查時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)高度,避免測量偏斜的現(xiàn)象。與此同時(shí),還必須確定鋼尺使用過程中自身的工作狀態(tài),正確讀出實(shí)測數(shù)據(jù),通過實(shí)測數(shù)據(jù)來確定需要的技術(shù)參數(shù)和位置。而檢測技術(shù)人員也是必須通過水利水電的使用圖紙來掌握實(shí)際狀態(tài),科學(xué)進(jìn)行相應(yīng)的檢測操作。

3.4 在測量加密控制點(diǎn)工作中RTK技術(shù)的使用

在正式開工之前,大多數(shù)的水利工程都會(huì)開展實(shí)地測量,在實(shí)地測量的過程中基本上都會(huì)使用RTk技術(shù)來對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行加密測量。之所以如此選擇,主要是由于很多水利工程都處于較為荒涼或者偏遠(yuǎn)的地區(qū),并不具備非常充足的高級(jí)控制點(diǎn),大部分都屬于通過普通測量的方式來對(duì)三角網(wǎng)和對(duì)距儀導(dǎo)線進(jìn)行測量,但是這種方式很多時(shí)候需要承擔(dān)非常多的工作量,并且數(shù)據(jù)精度也比較低。如果使用RTK技術(shù)實(shí)施加密控制點(diǎn)的測量,工作人員只需要將≥3個(gè)的測量控制點(diǎn)設(shè)置在測量區(qū)域15km左右的區(qū)域就能夠順利開展測量工作,獲得較為理想的測量效果。RTK測量技術(shù)具有較高的可操作性,可以極大的提升加密控制點(diǎn)測量工作的效率。

目前水利水電工程需要到現(xiàn)場根據(jù)高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)來進(jìn)行分析明確測量位置。但是RTK技術(shù)可以進(jìn)行快速的定位,提供對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)優(yōu)勢,在現(xiàn)場選址以及定線工作當(dāng)中整體效果比較好,可以保證提供數(shù)據(jù)的精確性。除此之外,在使用RTK技術(shù)進(jìn)行測量的過程中,能夠解決連續(xù)站積累誤差的問題,并且使用這一技術(shù)無需消耗過多的人力,這樣不僅僅可以保證碎部點(diǎn)定位的精度,并且可以節(jié)約資源。

4 結(jié) 語

在開展水利水電工程測量的過程中,由于受到各種方面因素的影響以及限制,可能會(huì)導(dǎo)致測量的數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差與問題。因此,在實(shí)際測量的過程中,需要通過有效的方式來盡量降低誤差,建議技術(shù)人員不斷地強(qiáng)化自身專業(yè)性水平,根據(jù)不同的測量類型來選擇最合適的測量儀器與測量方法,提升測量結(jié)果整體準(zhǔn)確性。因此,文章主要針對(duì)于水利水電工程測量過程中存在的相關(guān)問題進(jìn)行分析,討論出現(xiàn)誤差的各種因素以及原因,提出針對(duì)于不同誤差的處理方案,希望可以通過文章的分析來為我國水利水電工程測量工作起到參考的意見和價(jià)值。