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      中間法短視距精密三角高程在高層平臺(tái)沉降監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

      2022-03-08 09:54:52張利來(lái)張根山
      電力勘測(cè)設(shè)計(jì) 2022年2期
      關(guān)鍵詞:后視斜距高差

      張利來(lái),張根山

      (1.東北石油大學(xué),黑龍江 大慶 163318;2.中國(guó)電建集團(tuán)河北省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,河北 石家莊 050031)

      0 引言

      從地面水準(zhǔn)點(diǎn)到汽機(jī)高層平臺(tái)監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間存在較大高差,當(dāng)采用二等水準(zhǔn)測(cè)量時(shí),往返測(cè)的多個(gè)測(cè)站需要經(jīng)過(guò)人來(lái)人往又狹窄的樓梯,不但效率低下,而且來(lái)往人員還易對(duì)測(cè)量設(shè)備或尺墊造成碰動(dòng)。如果采用懸掛垂直鋼尺與水準(zhǔn)儀進(jìn)行較大高差傳遞[1],對(duì)安全條件要求較高,在施工現(xiàn)場(chǎng)受到諸多限制。而三角高程具有傳遞高差較大的優(yōu)點(diǎn)。精密三角高程代替二等水準(zhǔn)測(cè)量方法在施工、沉降監(jiān)測(cè)、跨河水準(zhǔn)測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用[2-8]。因此,通過(guò)高層平臺(tái)窗口從地面直接傳遞三角高程高差是必要的。

      在三角高程測(cè)量中,對(duì)向觀(guān)測(cè)有利于消除氣差、球差和大氣折光差等,但精度受儀器高和棱鏡高誤差影響。其中,高低棱鏡法對(duì)向三角高程測(cè)量,不受儀器高和棱鏡高測(cè)量誤差影響[9-10],但需2臺(tái)精度相同的全站儀,占用了較多資源。相比之下,在精密三角高程基礎(chǔ)上,選擇中間設(shè)站方式,可避免測(cè)量?jī)x器高誤差,短視距有利于減小誤差影響,這樣不但精度滿(mǎn)足要求,而且簡(jiǎn)便可行。

      1 中間法短視距精密三角高程方法

      1.1 測(cè)量誤差來(lái)源及應(yīng)對(duì)措施

      測(cè)量誤差來(lái)源有儀器誤差、觀(guān)測(cè)誤差和外界條件影響等。

      1.1.1 儀器誤差

      儀器誤差主要包括儀器制造誤差、軸線(xiàn)校正后殘余誤差、對(duì)中桿零點(diǎn)差等。儀器誤差中有制造方面因素。對(duì)于標(biāo)稱(chēng)精度相同的全站儀,不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的儀器存在差別,不同儀器也有差別,所以增加垂直角測(cè)回?cái)?shù),以消弱儀器誤差對(duì)高差影響。

      全站儀雖然經(jīng)過(guò)年檢和校正,但是視準(zhǔn)軸、橫軸、水準(zhǔn)管軸和豎軸等軸線(xiàn)仍可能存在殘余誤差。除了增加垂直角測(cè)回?cái)?shù)外,使前視、后視斜距相等,以消弱其對(duì)高差影響。

      為了減弱大氣垂直折光影響和對(duì)中桿架設(shè)穩(wěn)定,對(duì)中桿高度宜架設(shè)在1.0~1.5 m,當(dāng)氣泡偏離 3′時(shí),則誤差為 1500(1-cos0°3′)=0.001 mm,誤差可忽略。所以,在對(duì)中桿上端安裝氣泡精度不低于3′,同時(shí)使用全站儀對(duì)對(duì)中桿垂直度進(jìn)行校正。

      對(duì)于精密三角高程,前、后視對(duì)中桿采用相同碳纖維材質(zhì),高度設(shè)置相同,還需消除前、后視對(duì)中桿零點(diǎn)差影響。當(dāng)相鄰水準(zhǔn)點(diǎn)(或相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn))點(diǎn)間距離較遠(yuǎn)時(shí),采用偶數(shù)測(cè)站。當(dāng)相鄰監(jiān)測(cè)點(diǎn)(或兩水準(zhǔn)點(diǎn))點(diǎn)間距離很近時(shí),可采用一個(gè)測(cè)站方式,前、后視使用同一對(duì)中桿,以避免零點(diǎn)差影響。

      1.1.2 觀(guān)測(cè)誤差

      觀(guān)測(cè)誤差主要包括照準(zhǔn)誤差、垂直角觀(guān)測(cè)誤差、測(cè)距誤差等。

      利用全站儀自動(dòng)精確整平功能,有效消弱氣泡居中誤差。

      照準(zhǔn)誤差與人眼分辨率、望遠(yuǎn)鏡放大率、視線(xiàn)長(zhǎng)度、目標(biāo)形狀、亮度以及視差影響等有關(guān)。垂直角觀(guān)測(cè)誤差主要由儀器誤差、照準(zhǔn)誤差以及外界條件等引起。應(yīng)選擇高精度儀器,縮短視距,對(duì)光消除視差,增加測(cè)回?cái)?shù)等來(lái)消弱垂直角觀(guān)測(cè)誤差。

      測(cè)距誤差主要包括對(duì)測(cè)距加常數(shù)和乘常數(shù)測(cè)定誤差、對(duì)溫度和氣壓測(cè)定誤差以及對(duì)中桿不垂直引起的距離誤差。選擇高精度儀器,適當(dāng)增加測(cè)回?cái)?shù)等來(lái)消弱測(cè)距誤差。

      1.1.3 外界條件影響

      外界條件包括地質(zhì)條件、溫度、氣壓、風(fēng)力、地球曲率和大氣折光等多種因素影響。

      儀器和覘標(biāo)應(yīng)架設(shè)在水泥地面或堅(jiān)實(shí)的土質(zhì)上,三腳架擰牢。

      為消弱溫度變化影響,在室外對(duì)儀器應(yīng)打傘遮陽(yáng),或在陰天觀(guān)測(cè),視線(xiàn)遠(yuǎn)離高溫物體或高壓蒸汽等。當(dāng)前后視環(huán)境溫差較大時(shí),會(huì)對(duì)對(duì)中桿高度造成影響,采用膨脹系數(shù)較小的非金屬桿。碳纖維線(xiàn)性膨脹系數(shù)為-0.5×10-6,對(duì)于1.5 m長(zhǎng)度碳纖維對(duì)中桿,當(dāng)前、后視溫差 20℃時(shí),誤差為1500×(-0.5×10-6)×20=-0.015 mm。可見(jiàn)誤差很小,可忽略。

      溫度和氣壓變化會(huì)影響測(cè)距數(shù)值,采用合格溫度計(jì)和氣壓表精確測(cè)定,并對(duì)距離進(jìn)行修正。同時(shí),采用全站儀年檢中的加常數(shù)和乘常數(shù),對(duì)距離進(jìn)行修正。

      當(dāng)風(fēng)力較大時(shí),會(huì)造成儀器不穩(wěn)定、對(duì)中桿傾斜,導(dǎo)致觀(guān)測(cè)誤差增大,應(yīng)停止觀(guān)測(cè)。

      使前視、后視斜距相等,以消除地球曲率對(duì)測(cè)站高差影響。

      大氣垂直折光系數(shù)與溫度、氣壓和環(huán)境等因素相關(guān)[10-11]。選擇在陰天觀(guān)測(cè),也可在晴天天氣穩(wěn)定時(shí)段或夜間觀(guān)測(cè),以視線(xiàn)高出地面不低于0.5 m、多測(cè)回觀(guān)測(cè)等方式削弱大氣垂直折光誤差的影響。前后視線(xiàn)越長(zhǎng)且視距差越大時(shí),大氣折光對(duì)高差中誤差影響越大[10],當(dāng)觀(guān)測(cè)距離小于100 m時(shí),大氣垂直折光對(duì)高差影響在0.01 mm[10]之內(nèi)。所以使前后視斜距較短且相等。為了減小大氣折光系數(shù)變化影響,在較短時(shí)間內(nèi)完成后視和前視觀(guān)測(cè)。

      1.2 中間法短視距精密三角高程公式及中誤差

      根據(jù)文獻(xiàn)[10],單向三角高程公式如下:

      式中:h為兩點(diǎn)之間高差;S為斜距;α為垂直角;i為儀器高;v為棱鏡高;q為地球曲率影響值;f為大氣垂直折光影響值。除高山區(qū)外,垂線(xiàn)偏差影響很小,可忽略。

      當(dāng)采用中間法方式時(shí),前、后視棱鏡高相同,無(wú)需考慮儀器高和棱鏡高量測(cè)誤差。

      在前后視棱鏡高相同、斜距相等情況下,由式(1)可得中間法高差公式如下:

      式中:hAB為兩點(diǎn)之間高差;S為斜距;α1、α2分別為前、后視的垂直角;R為地球半徑。對(duì)于單向觀(guān)測(cè)方式的精密三角高程,球差不可忽視。

      把式(2)微分后,得高差中誤差公式:

      式中:mAB為前、后視點(diǎn)間高差中誤差;mS為測(cè)距中誤差;ma為垂直角中誤差。當(dāng)觀(guān)測(cè)距離小于100 m時(shí),球差中誤差很小,mR可忽略。

      這樣,由式(3),得高差中誤差公式:

      2 工程實(shí)例

      在某電廠(chǎng)2×300 MW機(jī)組建設(shè)過(guò)程中,要求以二等水準(zhǔn)精度對(duì)包括12.6 m高層汽機(jī)平臺(tái)等多處建筑物進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)。合理的建筑方格網(wǎng)布局[12]為沉降監(jiān)測(cè)提供了便利的水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)。下面以#1機(jī)組為例,對(duì)從地面到高層平臺(tái)測(cè)量進(jìn)行說(shuō)明。

      在圖1中,#1汽機(jī)高層平臺(tái)設(shè)置了8個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)J11~J18,在靠近窗口附近設(shè)置1個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn),在汽機(jī)間外適當(dāng)位置設(shè)置1個(gè)地面水準(zhǔn)點(diǎn),使2個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)到精密三角高程測(cè)站斜距相等。二等水準(zhǔn)測(cè)量路線(xiàn)從水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)經(jīng)過(guò)樓梯到高層汽機(jī)平臺(tái)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn),精密三角高程測(cè)量路線(xiàn)從水準(zhǔn)基準(zhǔn)點(diǎn)經(jīng)過(guò)高層平臺(tái)窗口到高層汽機(jī)平臺(tái)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn),如圖1所示。

      圖1 精密三角高程與二等水準(zhǔn)測(cè)量路線(xiàn)對(duì)照?qǐng)D

      2.1 地面與高層平臺(tái)精密三角高程高差中誤差估算

      2.1.1 精密三角高程高差中誤差估算

      選擇測(cè)距標(biāo)稱(chēng)精度為1 mm+1 mm/km的全站儀。碳纖維對(duì)中桿上端安裝氣泡精度不低于3′。當(dāng)氣泡偏離3′時(shí),對(duì)于1.5 m長(zhǎng)對(duì)中桿,則距離誤差為 1500×(1-sin0°3′)=1.31 mm。綜合前面兩項(xiàng),則測(cè)距中誤差取2.0 mm計(jì)算。垂直角中誤差取1″ 。按照短視距要求,斜距取值30~90 m,前后視斜距相等。以往測(cè)為例,測(cè)站在地面上,后視為地面臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn),垂直角取0°,前視為臨窗水準(zhǔn)點(diǎn),垂直角見(jiàn)表1所列。儀器和覘標(biāo)架設(shè)高度大致相等。按式(5)估算測(cè)站高差中誤差。

      表1 地面與高層平臺(tái)測(cè)站高差中誤差估算表

      根據(jù)表1,斜距30~90 m對(duì)應(yīng)的測(cè)站高差中誤差絕對(duì)值如圖2所示。

      圖2 精密三角高程測(cè)站高差中誤差與斜距關(guān)系圖

      從圖2可見(jiàn),斜距范圍為45~80 m時(shí),中誤差較小,這時(shí)垂直角符合不大于20°的規(guī)范要求,距離上可根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)條件有一定的選擇區(qū)間。

      2.1.2 精密三角高程與二等水準(zhǔn)高差中誤差比較

      當(dāng)選擇水準(zhǔn)測(cè)量時(shí),從地面經(jīng)過(guò)樓梯到12.6 m高層汽機(jī)平臺(tái),經(jīng)過(guò)3層6個(gè)轉(zhuǎn)梯,至少需要6站。按6個(gè)測(cè)站估算,測(cè)站中誤差取±0.5 mm,那么,高差中誤差為±1.22 mm。從表1和圖2可知,斜距在45~80 m,精密三角高程高差中誤差均小于±0.7 mm,滿(mǎn)足2個(gè)二等水準(zhǔn)測(cè)站的允許誤差。所以,精密三角高程代替二等水準(zhǔn),不但便捷,而且精度上也符合要求。

      2.2 相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)精密三角高程高差中誤差估算

      地面與汽機(jī)平臺(tái)之間高差較大,垂直角也較大,適合精密三角高程測(cè)量。而相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)間及其他測(cè)段比較平坦,高差較小,垂直角也較小,適合二等水準(zhǔn)測(cè)量。需對(duì)精密三角高程測(cè)段與二等水準(zhǔn)測(cè)段適當(dāng)匹配定權(quán)[13],再平差計(jì)算,可作為一種方案。

      如果對(duì)相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)間也進(jìn)行精密三角高程測(cè)量,施測(cè)略顯繁瑣。

      對(duì)一個(gè)測(cè)站的前、后視高差假設(shè)為0.0 m、0.5 m和1.0 m進(jìn)行組合,分6種情形討論。

      2.2.1 后視和前視高差都為0.0 m時(shí)

      儀器和覘標(biāo)高度相等。斜距取值5~30 m。前后視斜距相等,且取相同垂直角。測(cè)距中誤差取2.0 mm計(jì)算。垂直角中誤差取1″ 。按式(5)估算測(cè)站高差中誤差,見(jiàn)表2所列。

      表2 后視和前視高差都為0.0 m時(shí)測(cè)站高差中誤差估算表

      從表2可見(jiàn),當(dāng)后視、前視斜距為5~30 m時(shí),精密三角高程高差中誤差較小,滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。根據(jù)表2,斜距5~30 m對(duì)應(yīng)的測(cè)站高差中誤差絕對(duì)值如圖3所示。

      圖3 后視和前視高差都為0.0 m時(shí)測(cè)站高差中誤差與斜距關(guān)系圖

      從圖3可見(jiàn),后視、前視斜距為5~30 m時(shí),中誤差都滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。而中誤差具有隨著視距變長(zhǎng)逐漸增大的特點(diǎn),選擇視距越短,中誤差越小,對(duì)觀(guān)測(cè)越有利。

      2.2.2 后視和前視高差都為0.5 m時(shí)

      斜距取值5~30 m。儀器和覘標(biāo)高度相等。前后視斜距相等,且取相同垂直角。測(cè)距中誤差取2.0 mm計(jì)算。垂直角中誤差取1″ 。按式(5)估算測(cè)站高差中誤差,見(jiàn)表3所列。

      表3 后視和前視高差都為0.5 m時(shí)測(cè)站高差中誤差估算表

      從表3可見(jiàn),當(dāng)后視、前視斜距為5~30 m時(shí),精密三角高程高差中誤差較小,滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。根據(jù)表3,斜距5~30 m對(duì)應(yīng)的測(cè)站高差中誤差絕對(duì)值如圖4所示。

      圖4 后視和前視高差都為0.5 m時(shí)測(cè)站高差中誤差與斜距關(guān)系圖

      從圖4可見(jiàn),隨著監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差變大,垂直角隨著變大,后視、前視斜距為5~15 m時(shí),中誤差絕對(duì)值變化顯著,斜距為15~30 m時(shí),中誤差絕對(duì)值變化緩慢。斜距為5~30 m時(shí),中誤差都滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。中誤差具有隨著視距變長(zhǎng)呈現(xiàn)為U型曲線(xiàn)特點(diǎn),其中,斜距為10~25 m時(shí),中誤差較小,對(duì)觀(guān)測(cè)最有利。

      2.2.3 后視和前視高差都為1.0 m時(shí)

      斜距取值5~30 m。儀器和覘標(biāo)高度相等。前、后視斜距相等,且取相同垂直角。測(cè)距中誤差取2.0 mm計(jì)算。垂直角中誤差取1″ 。按式(5)估算測(cè)站高差中誤差,見(jiàn)表4所列。

      表4 后視和前視高差都為1.0 m時(shí)測(cè)站高差中誤差估算表

      從表4可見(jiàn),當(dāng)斜距小于10 m時(shí),精密三角高程高差中誤差較大,不能滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。當(dāng)斜距為10~30 m時(shí),精密三角高程高差中誤差較小,滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。

      根據(jù)表4,斜距5~30 m對(duì)應(yīng)的測(cè)站高差中誤差絕對(duì)值如圖5所示。

      圖5 后視和前視高差都為1.0 m時(shí)測(cè)站高差中誤差與斜距關(guān)系圖

      從圖5可見(jiàn),隨著監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差變大,垂直角隨著變大,前、后視斜距為5~15 m時(shí),中誤差絕對(duì)值變化顯著,斜距為15~30 m時(shí),中誤差絕對(duì)值變化緩慢。中誤差具有隨著視距變長(zhǎng)呈現(xiàn)為L(zhǎng)型曲線(xiàn)特點(diǎn)。斜距小于10 m時(shí),中誤差較大,不能滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。斜距為10~30 m時(shí),中誤差較小,滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。其中,斜距為15~30 m時(shí),中誤差較小,對(duì)觀(guān)測(cè)最有利。

      2.2.4 后視或前視高差為0.0 m與0.5 m組合時(shí)

      斜距取值5~30 m。儀器和覘標(biāo)高度相等。前、后視斜距相等,且取相同垂直角。測(cè)距中誤差取2.0 mm計(jì)算。垂直角中誤差取1″ 。按式(5)估算測(cè)站高差中誤差,見(jiàn)表5所列。

      表5 后視或前視高差為0.0 m與0.5 m組合時(shí)測(cè)站高差中誤差估算表

      從表5可見(jiàn),當(dāng)前、后視斜距為5~30 m時(shí),精密三角高程高差中誤差較小,都滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。前、后視高差為0.0 m與0.5 m組合比0.5 m與0.5 m組合時(shí),測(cè)站高差中誤差數(shù)值略小。

      根據(jù)表5,斜距5~30 m對(duì)應(yīng)的測(cè)站高差中誤差絕對(duì)值如圖6所示。

      圖6 后視或前視高差為0.0 m與0.5 m組合時(shí)測(cè)站高差中誤差與斜距關(guān)系圖

      從圖6可見(jiàn),前、后視斜距范圍為5~30 m時(shí),中誤差都滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。中誤差具有隨著視距變長(zhǎng)呈現(xiàn)為淺U型曲線(xiàn)特點(diǎn),斜距為9~25 m時(shí),中誤差較小,對(duì)觀(guān)測(cè)最有利。

      2.2.5 后視或前視高差為0.0 m與1.0 m組合時(shí)

      斜距取值5 m~30 m。儀器和覘標(biāo)高度相等。前、后視斜距相等,且取相同垂直角。測(cè)距中誤差取2.0 mm計(jì)算。垂直角中誤差取1″ 。按式(5)估算測(cè)站高差中誤差,見(jiàn)表6所列。

      表6 后視或前視高差為0.0 m與1.0 m組合時(shí)測(cè)站高差中誤差估算表

      從表6可見(jiàn),當(dāng)前、后視斜距小于7 m時(shí),精密三角高程高差中誤差較大,不能滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。當(dāng)斜距為7~30 m時(shí),精密三角高程高差中誤差較小,都滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。

      根據(jù)表6,斜距5~30 m對(duì)應(yīng)的測(cè)站高差中誤差絕對(duì)值如圖7所示。

      圖7 后視或前視高差為0.0 m與1.0 m組合時(shí)測(cè)站高差中誤差與斜距關(guān)系圖

      由圖7可見(jiàn),前、后視斜距小于7 m時(shí),中誤差不能滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。斜距范圍為7~30 m時(shí),中誤差都滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。斜距小于10 m時(shí),中誤差絕對(duì)值變化顯著,斜距為10~30 m時(shí),中誤差絕對(duì)值變化緩慢。在斜距為10~30 m時(shí),中誤差較小,對(duì)觀(guān)測(cè)最有利。

      2.2.6 后視或前視高差為0.5 m與1.0 m組合時(shí)

      斜距取值5~30 m。儀器和覘標(biāo)高度相等。前、后視斜距相等,且取相同垂直角。測(cè)距中誤差取2.0 mm計(jì)算。垂直角中誤差取1″ 。按式(5)估算測(cè)站高差中誤差,見(jiàn)表7所列。

      表7 后視或前視高差為0.5 m與1.0 m組合時(shí)測(cè)站高差中誤差估算表

      從表7可見(jiàn),當(dāng)前、后視斜距小于8 m時(shí),精密三角高程高差中誤差較大,不能滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。當(dāng)斜距為8~30 m時(shí),精密三角高程高差中誤差較小,滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。

      根據(jù)表7,斜距5~30 m對(duì)應(yīng)的測(cè)站高差中誤差絕對(duì)值如圖8所示。

      圖8 后視或前視高差為0.5 m與1.0 m組合時(shí)測(cè)站高差中誤差與斜距關(guān)系圖

      從圖8可見(jiàn),前、后視斜距小于8 m時(shí),中誤差大于±0.3 mm。斜距為8~30 m時(shí),中誤差都滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差不大于±0.3 mm要求。斜距小于10 m時(shí),中誤差絕對(duì)值變化顯著,斜距為10~30 m時(shí),中誤差絕對(duì)值變化緩慢。其中,斜距為15~25 m時(shí),中誤差較小,對(duì)觀(guān)測(cè)最有利。

      2.2.7 測(cè)站高差中誤差在不同高差下的特點(diǎn)

      前面對(duì)一個(gè)測(cè)站后視和前視高差可能出現(xiàn)的六種情形分別進(jìn)行了討論。

      實(shí)際上,汽機(jī)平臺(tái)比較平坦,相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)一般高差較小,在測(cè)站與覘標(biāo)高度大致相等的條件下,通常一個(gè)測(cè)站后視、前視高差接近于0.0 m與0.0 m組合,即使0.0 m與0.5 m組合、0.5 m與0.5 m組合出現(xiàn)的也不多。但是,也有可能出現(xiàn)交叉作業(yè),或現(xiàn)場(chǎng)堆放物料遮擋視線(xiàn),覘標(biāo)不得不調(diào)節(jié)高度等特殊情況,為了具有廣泛性,對(duì)測(cè)站后視和前視高差為0.0 m與1.0 m組合、0.5 m與1.0 m組合、1.0 m與1.0 m組合也進(jìn)行了討論。對(duì)結(jié)果總結(jié)如下。

      1)對(duì)于一個(gè)測(cè)站后視、前視高差為0.0 m與0.0 m組合、0.0 m與0.5 m組合、0.5 m與0.5 m組合,當(dāng)后視、前視斜距為5~30 m時(shí),測(cè)站高差中誤差都不大于±0.3 mm,滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差要求。

      2)對(duì)于一個(gè)測(cè)站后視或前視高差0.0 m與1.0 m組合、0.5 m與1.0 m組合、1.0 m與1.0 m組合,當(dāng)后、前視斜距為10~30 m時(shí),測(cè)站高差中誤差都不大于±0.3 mm,滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差要求。所以當(dāng)后視或前視高差有一項(xiàng)接近1.0 m時(shí),斜距不應(yīng)小于10 m。

      2.3 中間法短視距精密三角高程施測(cè)

      從汽機(jī)間外地面水準(zhǔn)點(diǎn)到高層平臺(tái)臨窗水準(zhǔn)點(diǎn),采用中間法精密三角高程傳遞高差。

      選用1″ 級(jí)全站儀TC1800,測(cè)距標(biāo)稱(chēng)精度為1 mm+1 ppm/km。碳纖維對(duì)中桿上端安裝精度3′氣泡,當(dāng)氣泡偏離3′時(shí),對(duì)于1.5 m長(zhǎng)對(duì)中桿,則距離誤差為 1500×(1-sin0°3′)=1.31 mm。綜合前面兩項(xiàng),則測(cè)距中誤差取2.0 mm計(jì)算。垂直角觀(guān)測(cè)了4測(cè)回,垂直角互差和指標(biāo)差互差都小于3″ ,垂直角中誤差可達(dá)1″ 。前、后視使用相同高度的同一碳纖維對(duì)中桿。 往(返)測(cè)前、后視各測(cè)距2測(cè)回,同時(shí)進(jìn)行了溫度和氣壓改正。

      根據(jù)式(2)進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算,包括球差改正。對(duì)實(shí)地1站中間法精密三角高程往返測(cè)結(jié)果及高差中誤差見(jiàn)表8~表9所列。

      表8 三角高程往測(cè)

      表9 三角高程返測(cè)

      從表8、表9可得,往返測(cè)三角高程測(cè)站高差中誤差為±0.60 mm,都小于上(下)樓梯6個(gè)測(cè)站的二等水準(zhǔn)高差中誤差(±1.22 mm)。

      對(duì)于汽機(jī)平臺(tái)上8個(gè)相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)J11~J18,采用中間法精密三角高程測(cè)量。汽機(jī)平臺(tái)平坦,布置的相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差較小。前、后視使用相同高度的同一碳纖維對(duì)中桿。在測(cè)站與覘標(biāo)高度大致相等的條件下,相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)間一個(gè)測(cè)站后視和前視高差接近于0.0 m與0.0 m組合,后視和前視斜距在8~20 m之間,測(cè)站高差中誤差都不大于±0.3 mm,滿(mǎn)足相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)高差中誤差要求。

      3 結(jié)論

      對(duì)于電廠(chǎng)高層平臺(tái),以中間法短視距精密三角高程代替二等水準(zhǔn)測(cè)量,避開(kāi)了繁忙又狹窄的樓梯,不必?fù)?dān)心來(lái)往人員可能碰動(dòng)水準(zhǔn)儀或尺墊。其中,三角高程測(cè)站位置選擇比較重要,宜提前與項(xiàng)目部聯(lián)系,了解附近施工機(jī)械和作業(yè)人員狀況,遠(yuǎn)離作業(yè)警戒范圍。

      對(duì)于相鄰沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)段,既可采用二等水準(zhǔn)測(cè)量,這樣二等水準(zhǔn)測(cè)段需要與精密三角高程測(cè)段進(jìn)行權(quán)匹配,也可繼續(xù)采用中間法短視距精密三角高程方式測(cè)量。

      工程結(jié)果表明,以中間法短視距精密三角高程直接傳遞高差,代替二等水準(zhǔn)測(cè)量,在采用較高精度儀器、覘標(biāo)等適當(dāng)條件下是可以實(shí)現(xiàn)的。不但簡(jiǎn)便可行,而且精度可以滿(mǎn)足規(guī)范要求,可為類(lèi)似的高差較大測(cè)段沉降監(jiān)測(cè)工程提供參考。

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