李鯤

（四川省南充水利電力建筑勘察設(shè)計(jì)研究院 四川南充 637000）

水利工程測(cè)量的常見(jiàn)缺陷及處理對(duì)策

李鯤

（四川省南充水利電力建筑勘察設(shè)計(jì)研究院 四川南充 637000）

水利工程測(cè)量作為水利工程建設(shè)的重要組成部分，對(duì)水利工程的質(zhì)量等級(jí)、整體構(gòu)造、安全、使用功能等均有著極其直接的影響。本文基于此，首先分析了水利工程測(cè)量的常見(jiàn)缺陷，然后以經(jīng)緯儀和全站儀為例簡(jiǎn)述了應(yīng)如何處理傳統(tǒng)儀器測(cè)量中存在的一些固有缺陷，并探討了提升水利工程測(cè)量精度的處理對(duì)策，望對(duì)相關(guān)的測(cè)量人員提供些許參考價(jià)值。

水利工程；測(cè)量；常見(jiàn)缺陷；處理對(duì)策

1 前言

水利工程測(cè)量作為水利工程項(xiàng)目建設(shè)的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，在指導(dǎo)工程施工、確保工程質(zhì)量等方面有著重要的應(yīng)用價(jià)值。但現(xiàn)階段，隨著科技的進(jìn)步和時(shí)代的發(fā)展，水利工程測(cè)量的精度也越來(lái)越高，這就得相應(yīng)的測(cè)量人員面臨了更大的挑戰(zhàn)。再加上部分地區(qū)水利工程測(cè)量人數(shù)不足以及人員的素質(zhì)較低，相應(yīng)的測(cè)量工作往往會(huì)存在一定缺陷，導(dǎo)致水利工程的質(zhì)量受到較大影響?；诖?，了解水利工程測(cè)量的常見(jiàn)缺陷，并采用合適的處理對(duì)策加以解決，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2 水利工程測(cè)量的常見(jiàn)缺陷分析

2.1 全站儀的測(cè)量缺陷

全站儀是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，其優(yōu)勢(shì)在于一次安置儀器就可完成該測(cè)站上全部測(cè)量工作，故在水利工程測(cè)量中有著廣泛的應(yīng)用。但由于其水利工程的特點(diǎn)以及儀器本身結(jié)構(gòu)問(wèn)題，在使用全站儀時(shí)，往往會(huì)存在軸系誤差、度盤誤差、測(cè)距誤差等幾類缺陷。

（1）軸系誤差

具體而言，軸系誤差可分為軸橫向誤差與視準(zhǔn)軸縱向誤差兩種。前者多是由于在測(cè)量工作中，未能將全站儀鏡頭里的望遠(yuǎn)鏡十字中心同正確位置對(duì)準(zhǔn)，造成視準(zhǔn)軸和儀器水平方向的軸線不相交引起的測(cè)量誤差，影響水平方向的觀測(cè)值。而后者多是由于視準(zhǔn)軸沒(méi)有與橫軸正交所產(chǎn)生的誤差，會(huì)對(duì)豎直方向觀測(cè)值產(chǎn)生影響，與水平方向無(wú)關(guān)，但考慮到部分水利工程的測(cè)量作業(yè)俯仰角較大，應(yīng)在制定施測(cè)方案時(shí)進(jìn)行有效規(guī)避。

（2）度盤誤差

度盤的誤差主要分為刻劃誤差和偏心誤差。在測(cè)量過(guò)程中，若在全站儀度盤左邊觀測(cè)，視準(zhǔn)軸會(huì)落在標(biāo)準(zhǔn)軸的左側(cè)或右側(cè)，導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量值比出現(xiàn)度盤誤差的測(cè)量值小或者大；再把望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)半圈后在盤右邊繼續(xù)觀測(cè)，視準(zhǔn)軸就會(huì)落在與第一次觀測(cè)時(shí)相反方向。而此時(shí)這兩種情況下，度盤誤差保持一致，符號(hào)相反。可取兩邊數(shù)據(jù)平均值以提升測(cè)量精確度。

（3）測(cè)距誤差

全站儀測(cè)距的測(cè)量原理是利用兩點(diǎn)之間的高度差進(jìn)行目標(biāo)的測(cè)距測(cè)量，這就意味著測(cè)量人員需要要肉眼感知一定的視覺(jué)精度，再加上大多數(shù)全站儀測(cè)距采用相位式光電測(cè)距，測(cè)距誤差同所測(cè)距離之間成正比受大氣折射率或光速等影響，也容易使得整個(gè)水利工程測(cè)量產(chǎn)生測(cè)距誤差。

2.2 經(jīng)緯儀的測(cè)量缺陷

水利工程的測(cè)量和放樣中，常用經(jīng)緯儀對(duì)角度進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)?shù)貏?shì)高低落差較大時(shí)，也會(huì)采用經(jīng)緯儀進(jìn)行高程測(cè)量，但由于經(jīng)緯儀的自身結(jié)構(gòu)和這種測(cè)量方式的固有因素，經(jīng)緯儀測(cè)量高程也與全站儀存在一些相類似的缺陷，包括儀器誤差、觀測(cè)誤差、對(duì)中誤差、三軸誤差、測(cè)距誤差等等，亦需要采取一定對(duì)策進(jìn)行處理。

2.3 專業(yè)測(cè)量人員缺乏

除了上述的測(cè)量方式和測(cè)量引起所引起的測(cè)量誤差以外，專業(yè)測(cè)量人員缺乏也是現(xiàn)階段水利工程測(cè)量工作中存在的重大缺陷。隨著水利工程測(cè)量工作對(duì)測(cè)量精度和測(cè)量質(zhì)量的要求的不斷提升，很多測(cè)量工作都需要通過(guò)專業(yè)測(cè)量人員才能完成，但在現(xiàn)實(shí)中，很多測(cè)量工是由剛畢業(yè)不久的學(xué)生所擔(dān)任，他們?nèi)狈Κ?dú)立工作和實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)，難免會(huì)出現(xiàn)理論與實(shí)際相脫節(jié)的情況。調(diào)查顯示，很多剛進(jìn)入工作崗位的學(xué)生在測(cè)量過(guò)程中多存在準(zhǔn)備不足、儀器操作失誤、對(duì)新型儀器不完全了解等一些情況，致使測(cè)量工作錯(cuò)誤頻發(fā)。

2.4 測(cè)量?jī)x器設(shè)備滯后

在一些較復(fù)雜的測(cè)量環(huán)境下，即使是專業(yè)的測(cè)量人員，僅僅使用水準(zhǔn)儀、全站儀等普通測(cè)量?jī)x器，也難免會(huì)因?yàn)闇y(cè)量設(shè)備的固有屬性而導(dǎo)致測(cè)量工作存在缺陷。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的測(cè)繪模式已經(jīng)逐漸被現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)所淘汰，水利工程測(cè)量工作也對(duì)先進(jìn)的儀器設(shè)備有了更高的要求。以河道測(cè)量這一水利工程及其常見(jiàn)的測(cè)量工作為例，傳統(tǒng)的測(cè)量方法多是采用六分儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀等方式測(cè)定，但隨著水利工程對(duì)質(zhì)量的要求不斷提升，利用這些測(cè)量技術(shù)來(lái)進(jìn)行河道平面形態(tài)變化、河道縱剖面變化及深泓線變化的測(cè)量工作就難免會(huì)顯得捉襟見(jiàn)肘。再加上經(jīng)緯儀、全站儀等測(cè)量工具自身存在的誤差以及實(shí)際地形的錯(cuò)綜復(fù)雜，更是會(huì)使得測(cè)量工作難以達(dá)到預(yù)期效果。

3 提升水利工程測(cè)量精度的對(duì)策分析

3.1 最大限度控制測(cè)量誤差

在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，對(duì)于測(cè)量?jī)x器的系統(tǒng)誤差是難以做到有效控制的，但測(cè)量人員可以從多方面著手，最大限度地對(duì)測(cè)量的相對(duì)誤差加以控制，從而提升測(cè)量精度。以全站儀測(cè)量為例，測(cè)量人員首先應(yīng)當(dāng)判斷誤差出現(xiàn)的原因及種類，然后有的放矢地的采用合適的處理對(duì)策。例如如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量誤差屬于全站儀軸系誤差，可適當(dāng)改變測(cè)量角度，并采用不同的觀測(cè)方式重新獲取測(cè)量值，后續(xù)的計(jì)算過(guò)程中，也應(yīng)當(dāng)將測(cè)角精度作為自變量加以分析。如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量誤差屬于度盤誤差，則可結(jié)合具體的水利工程實(shí)例，先對(duì)其高程實(shí)施測(cè)量，然后計(jì)算三角程誤差，同時(shí)結(jié)合其地球曲率對(duì)其精度重新進(jìn)行計(jì)算，以提升測(cè)量精度。而如果發(fā)現(xiàn)測(cè)量誤差屬于測(cè)距誤差，那么可考慮使用相位式光電技術(shù)進(jìn)行距離測(cè)量，避免人眼分辨度不足引起的測(cè)量干擾，也可考慮多次測(cè)量取平均值，有效減少測(cè)距誤差。

而經(jīng)緯儀的測(cè)量誤差控制方法與全站儀相類似，測(cè)量人員在安置儀器時(shí)，首先應(yīng)做到儀器校正準(zhǔn)確，觀測(cè)前可考慮將經(jīng)緯儀視線水平瞄準(zhǔn)已知高程點(diǎn)標(biāo)尺，通過(guò)計(jì)算出本站點(diǎn)高程，進(jìn)而避免對(duì)中儀器引起的對(duì)中誤差。在觀測(cè)角度時(shí)，標(biāo)桿要豎直，視線盡可能看向標(biāo)桿底部以減小誤差，最后要選擇目標(biāo)成象清晰穩(wěn)定的有利時(shí)間觀測(cè)，克服不利環(huán)境因素造成測(cè)量存在缺陷。

3.2 提升測(cè)量人員專業(yè)素質(zhì)

測(cè)量人員專業(yè)素質(zhì)的提升并非一朝一夕所能完成，測(cè)量單位的管理人員應(yīng)當(dāng)了解員工自我發(fā)展的各項(xiàng)計(jì)劃，然后將其作為企業(yè)指導(dǎo)員工發(fā)揮潛在價(jià)值，提升綜合能力的起點(diǎn)，再由管理人員和培訓(xùn)人員制定起優(yōu)秀的能力培訓(xùn)方法，輔以適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)進(jìn)修、輪崗鍛煉、工作加壓等手段，使得測(cè)量人員在內(nèi)在動(dòng)力和外在壓力的雙重條件下將自己的能力發(fā)揮到最大。對(duì)于新入崗的測(cè)量人員，可考慮針對(duì)其所學(xué)知識(shí)，由專業(yè)測(cè)量人員組織進(jìn)行測(cè)量實(shí)踐操作，以使得其能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)與實(shí)際測(cè)量工作有效結(jié)合，克服測(cè)量過(guò)程中的慌亂情緒引起的測(cè)量缺陷。最后，測(cè)量單位自身也需要建設(shè)以人為本的企業(yè)文化和管理體系，讓每一位測(cè)量人員都能夠得到發(fā)展機(jī)會(huì)和發(fā)展平臺(tái)，讓一位測(cè)量人員都愿意為了實(shí)現(xiàn)自身和企業(yè)的最大價(jià)值而不斷努力奮斗。

3.3 在工程測(cè)量中應(yīng)用新技術(shù)

針對(duì)一些傳統(tǒng)的測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器難以取得較好的測(cè)量效果的領(lǐng)域，水利工程的測(cè)量單位和高層管理人員應(yīng)當(dāng)從可持續(xù)發(fā)展的要求出發(fā)，結(jié)合自身發(fā)展需要部署資金引入實(shí)用的新儀器以提高水利工程測(cè)量質(zhì)量。同樣是以河道測(cè)量為例，測(cè)量單位可考慮引入GPS接收機(jī)并應(yīng)用RTK測(cè)量技術(shù)，即在河道的在某一己知點(diǎn)上設(shè)立基準(zhǔn)站并安置一臺(tái)GPS接收機(jī)，利用無(wú)線電傳送設(shè)備將使用衛(wèi)星現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)所獲得各類數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)鏈傳送到流動(dòng)站，交由計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析?，F(xiàn)階段，RTK實(shí)時(shí)測(cè)量技術(shù)的三維處理精度已達(dá)到了厘米級(jí)，傳統(tǒng)測(cè)量方式需要花費(fèi)數(shù)十天的地形圖和斷面圖，普通計(jì)算機(jī)只需對(duì)所獲得的平面和高程數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)小時(shí)的分析和建模后即可完成，大大降低了水利工程測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并提升了作業(yè)效率。而對(duì)于一些普通水利工程的測(cè)量，測(cè)量單位若是因資金需求難以采用RTK技術(shù)，亦可以引入GPS靜態(tài)或者快速靜態(tài)方法建立沿線總體控制測(cè)量，從而解決傳統(tǒng)測(cè)量過(guò)程中存在的一些固有缺陷。

4 結(jié)語(yǔ)

工程質(zhì)量是企業(yè)的生命，在現(xiàn)階段科學(xué)技術(shù)和測(cè)繪技術(shù)不斷發(fā)展的宏觀背景下，水利工程的測(cè)量工作開(kāi)始面臨著更大的挑戰(zhàn)。相關(guān)的水利工程測(cè)量人員應(yīng)當(dāng)立足于此，對(duì)于測(cè)量過(guò)程中存在的各類人為因素引起的誤差，最大限度地予以消除以提升測(cè)量精度。而水利工程測(cè)量單位則需要不斷引入新鮮血液，同時(shí)采用培訓(xùn)進(jìn)修、輪崗鍛煉等一系列手段，努力提升測(cè)量人員的專業(yè)素質(zhì)，提升測(cè)量的質(zhì)量。還應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)匾胄碌臏y(cè)量技術(shù)和測(cè)量方法，將新型科學(xué)技術(shù)與傳統(tǒng)測(cè)量領(lǐng)域有機(jī)結(jié)合，以使得測(cè)量工作能夠?yàn)槲覈?guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更獨(dú)特的一份貢獻(xiàn)。

[1]林偉平.水利工程測(cè)量問(wèn)題研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015，9（11）：67～68.

[2]袁永和.水利工程施工測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)論[J].社會(huì)科學(xué)日?qǐng)?bào)，2014，4（20）：90～91.

[3]崇英飛.工程測(cè)量過(guò)程中存在的問(wèn)題與處理對(duì)策[J].江蘇水利，2014，4（20）：80～81.

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1004-7344（2016）05-0112-02

2016-1-10

李鯤（1984-），男，助理工程師，本科，主要從事測(cè)量工作。