基于支漳河治理的工程测量设计

・北京测绘・　２０１４年第４期　基于支漳河治理的工程测量设计　赵娜娜　（安徽理工大学测绘学院，安徽淮南２３２００１）　［摘　要］　本文在对支漳河研究的背景下，结合所学工程测量知识，从测区概况、外业实测、内业设计等　方面进行阐述，并进行了土方计算、曲线放样的设计，为支漳河治理的实施提供理论依据。　［关键词］　测区概况　外业观测　纵横断面测量　土方计算　曲线放样　［中图分类号］Ｐ２５８　［文献标识码］Ｂ　［文章编号］　１００７—３０００（２０１４）０４～５　为了巩固和深化课堂所学的知识，培养我们　的思考能力及严格的科学态度和作风；熟悉并掌　季温和凉爽，冬季寒冷干燥。　年平均气温一般为１３．５℃，１月份最冷，平均　气温为一２．３￣Ｃ，极端最低气温一１９℃。７月份　最热，平均气温为２６．９℃，最高气温可达４２．５℃。　全年无霜期２００天，年日照２５５７小时。降水量在　７７到１９７ｒａｍ之间。　握工程控制网的布设、加密，地形图、横纵断面图　的测绘；掌握标准断面的设计，曲线的设计，土方　的计算等；提高解决工程中实际测量问题的能　力，依要求对支漳河的治理进行工程测量方面的　设计。　２外业实测　２．１选点、埋石　１测区概况　地理条件　按照控制网选点原则，通过实地踏勘，在测　区内选择测区４角点作为首级控制网的控制点，　编号为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ。再根据各首级控制点进行加　测区位于邯郸市城南郊的支漳河中华桥到　滏西桥段，南连农田果园，北临花卉公园，东接滏　西南大街，西傍中华南大街，地形平坦，通视良　密控制网的测量，增设４个点，编号为Ａ一１、Ｂ一　１、Ｃ一１、Ｄ一１。　好。测区长一千八百余米，宽二百余米，面积约　三十六万平方米。交通便利，非居民区。精确位　置：如图１。　首级控制点及加密控制点采用混凝土标石　埋设，图根点选用木桩钉钉的方式设立，并严格　按照标石埋设要求进行。　２．２平面控制测量　２．２．１首级控制网　为ＧＰＳ静态测量，等级为Ｄ级，宜布设为近　似等边三角形的网（锁）。其三角形的内角不应　小于３０。；当受地形限制时，个别角可放宽，但不　应小于２５。。方法为ＧＰＳ静态定位。　Ｄ级ＧＰＳ控制的精度要求如表１：　２．２．２加密控制网　图１测区位置　可采用插网、线形网或插点等形式。本次采　用插点的形式布设一级导线网，测量方法为：使　用全站仪进行导线测量，精度要求如表２所示。　气候概述　测区属暖温带半湿润半干旱大陆季风性气　候，四季分明。春季风多干旱，夏季炎热多雨，秋　［收稿日期］２Ｏｌ　３—１２—０９　［作者简介］赵娜娜（１９９１），女，汉族，山西运城人，在读硕士研究生，研究方向为大地测量学与测量工程。　２０１４年第４期　．北京测绘・　１１７　表２　一级导线测量精度要求　注：①表中ｎ为测站数；　②当测区测图的最大比例尺为１：１０００时，一、二、三级导线的平均边长及总长可适当放长，但最大长度不应大于表　中规定的２倍。　２．２．３　图根控制　进行图根控制，使用全站仪进行边角测量法。要　求精度如表３：　为了控制整个测区，需要在以上控制等级下　表３　图根导线测量精度要求　２．３高程控制测量　观测顺序，并在奇数站采取“后前前后”观测，偶　数站采取“前后后前”观测的方法，读取基本分划　的上下丝算得视距并记录，记录中丝以便最后求　算高差。　技术指标如表４：　所使用仪器：自动安平水准仪ＤＳＺ２一台，　２ｍ水准尺一副，三脚架一个，记录表格若干　张等。　方法：观测采用“双面尺法”，“黑黑红红”的　表４　三等水准测量主要技术要求　其中Ｌ为水准路线长度，单位：Ｋｍ。　２．４地形图测量　２．４．１　施测过程　１．设站时，仪器对中误差不应大于３ｍｍ，地　物点相对于邻近图根点的点位中误差不大于　１０ｃｍ。为确保定向准确，需进行坐标检查和高程　检查，距离和高程偏差不大于３ｃｍ。　地形图的测绘使用全站仪采用全解析法进　行地形图的数据采集，同时绘制草图。数字化成　图由南方ＣＡＳＳ７．０软件完成，绘制１：５００的地形　２．地形图测绘基本内容为：居民地、独立地　物、垣栅、道路、水洗、植被等各项地物、地貌要　素，以及各类控制点，地理名称注记等。　图，并进行山头筑成平台的平衡高程值和土方挖　填量计算。技术要求：　３．每天工作结束后应及时对采集的数据进　１１８　・北京测绘・　２０１４年第４期　行检查，核实改进草图。若数据记录有错误，可　修改测点编号、地形码和信息码，但严禁修改观　测数据。对错漏数据要及时补测，超限的数据应　重测，且数据文件应及时存盘并备份。　４．绘图时，地物偏差应在０．３ｍｍ内。沟渠　在图上宽度小于ｌｍｍ的用单线表示并注明流　向。各种天然形成和人工修筑的坡坎，其坡度在　７０。以上时，可表示为陡坎，７Ｏ。以下的表示为斜　坡。坡度在７Ｏ。以下的石山和天然陡坎，可用等　高线配合符号表示，等高线等高距问隔设置为　０．５ｍ，高程注记点每图幅格均注１０个以上，高程　注记到厘米。　２．４．２成图打印及检查　分幅４＊５整饰完成后，打印成硫酸纸图，并　进行实地的勘测自查，之后互查。　◆内业检查图面内容和分幅整饰是否正确，　图框对齐检查地物是否重合、控制点等地物符号　是否正确、地物连接是否合理、高程数据是否　正确。　◆外业巡查，查找丢、漏、错现象，做好查图　记录，精度分析。１００　巡图，４Ｏ　量边，设站检　查不少于两站。　２．５纵断面测量　河流纵断面是指沿着河流深泓点剖开的断　面，由于测量仪器有限所以以河左岸水位线为河　底，里程编排自西向东沿水流方向。　设计步骤为：　１＞量取河道里程：在已有的地形图上，沿河　左水位线从上游某一固定点开始起算，往下游累　计，量取读数至图上０．１ｍｍ。　２）换算同时水位：为了在纵断面图上绘出同　时水位线，应首先计算出各点的同时水位。　３）编制河道纵断面表：主要内容包括，点编　号、点间距、累计距离、河左岸水位点高程、瞬时　水位及时间、洪水位及时间、堤岸高程。　４）绘制河流纵断面图：纵断面图一律从上游　向下游绘制，垂直比例尺为１：２００，水平比例尺为　１：２０００。　２．６横断面测量　测区内水流均较平缓，遂，决定以中华桥左　岸首级控制点为起始里程，依次向东测量，每隔　５０ｍ测设一横断面。此次测量采用断面索法，利　用测距绳确定测点位置，用测深绳或深杆测定水　深。水平及垂直方向均采用１：１００比例尺进行测　量。横断面位置经确定后，在其两端分别设立断　面基点，其应埋设在最高洪水位以上，且与控制　点联测，以确定其平面位置和高程，作为横断面　测量的平面和高程控制。　３　内业设计　３．１设计标准断面　河道断面应满足整体稳定的要求。其形式　应多样化，断面形式应丰富、生态。河道岸线应　尽量避免渠化，能弯则弯。河道断面在泄洪时应　防冲刷。河道断面形式根据不同地质条件、不同　地段采用不同形式，　３．２土方计算、方法　土方计算：利用横断面图与设计曲线应用　ｃａｓｓ７．０、Ｅｘｃｅｌ和工程测量学知识计算土方的挖　方和填方。将绘制的现状和设计纵横断面展开　在ｃａｓｓ系统下，根据ｃａｓｓ软件的操作步骤计算相　应的填挖方量。渠道每５０米一个桩号，先分别计　算各段的工程量，然后求和即得整条渠道的工　程量。　３．３曲线设计　计算思路：两圆曲线之问的缓和曲线的作用　主要是连接两个不同半径的圆曲线，使两个曲率　不同的曲线可以进行圆滑的过渡。回旋线的曲　率半径随曲线长度的增大而成反比的均匀减小，　而我们所需计算的这一段回旋线，恰好是曲率半　径变化等于一个圆曲线半径变化到另一个圆曲　线半径的一段，也就是说这一段回旋线不是从曲　率为零开始变化的一条完整的回旋线，只是回旋　线其中的一段，如图２所示。明白要计算回旋线　其中一段，就要把回旋线延长恢复至曲率为零的　起点，再由Ｍ点为计算起点来计算加桩的坐标。　计算的关键就是求出Ｍ点的坐标及方位角，如图　３所示。　坐标正算公式：已知点坐标，边长，方位角，　求未知点Ｍ的坐标　Ａ．　．图２　２０１４年第４期　・北京测绘・　１１９　ＸＭ—Ｘ＋ＤＣＯＳａ，ＹＭ＝＝：Ｙ＋ＤＳＩＮａ，Ｍ点的　切线方位角：Ａ—Ａ一８。　图３　３．４　施工放线　３．４．１曲线放样　１）根据给定的曲率半径Ｒ和转角ａ，计算其　余曲线要素。　切线长：Ｔ—Ｒ×ｔａｎ要　（式１）　厶　曲线长：Ｌ—Ｒ‘ａ。　（式２）　外矢距：Ｅ一　ＣＯＳａ　一Ｒ　（式３）　切曲差：Ｄ一２Ｔ—Ｌ　（式４）　２）计算主点里程　直圆（ＺＹ）点里程一ＪＤ里程一Ｔ　曲中（ＱＺ）点里程一直圆（ＺＹ）点里程＋Ｌ／２　圆直（ＹＺ）点里程一曲中（ＱＺ）点里程＋Ｌ／２　主点的测设：　３）将全站仪安置在交点ＪＤ对中整平。　４）定ＺＹ点和ＹＺ点。分别以线路的两个切　线方向定向，自交点起分别沿线路的切向方向量　取切线长Ｔ，定出ＺＹ和ＹＺ点。　５）定ＱＺ点。以线路的一个切线方向定向，　度盘配置为０￣０　０”，顺转望远镜，当水平度盘读数　为（１８０。一ａ）／２时，定出角分线方向，量外矢距Ｅ　定出曲线中点ＱＺ。　偏角法测设曲线细部点：　６）将仪器置于ＺＹ点，盘左位置用望远镜瞄　准ＪＤ，置水平度盘读数为０￣０　０　。　７）检查：瞄准ＱＺ点，其水平度盘读数应为　ａ／４，瞄准ＹＺ点，其水平度盘读数应为ａ／２，误差　应在±１　之内。若超限，仪器应重新移至ＪＤ　处，重新测设圆曲线主点。　８）旋转仪器，使度盘读数为第ｌ细部点的偏　角，将钢尺零点对准ＺＹ点，将花杆放在钢尺的刻　度为弦长Ｃ１处，左右移动花杆使其对准望远镜　的视线，所得点位即为细部点１。　９）旋转仪器，使度盘读数为第２细部点的偏　角，将钢尺零点对准细部点１点，将花杆放在钢尺　的刻度为弦长Ｃ处，左右移动花杆使其对准望远　镜的视线，所得点位即为细部点２。以后各点，可　依此类推。　１０）检查：继续进行以后各桩点的测设工作，　按上法测至Ｑｚ点，检查分弦长度是否与计算值　相符，其误差应小于１／１０００，即（分弦之差／曲线　半长）＜（１／１０００），若误差超限，则应分析原因，　重新测设。　１１）同理将仪器搬至ＹＺ点，测设曲线的另　一半。　３。４．２坐标计算　首级控制网采用ＧＰＳ静态测量原理进行施　测，将测得的数据导入计算机，使用Ｃｏｍｐａｓｓ软　件人工干预进行数据处理，并将其转换为１９８０年　国家大地坐标系下的坐标数据。　加密控制点根据首级控制点的坐标，进行闭　合导线的计算，得到各加密点坐标及高程值。　图根控制点利用全站仪直接定位，即可得到　其坐标及高程值。　根据各控制点以及设计方案中各断面里程，　计算出各个横断面两端基点坐标。　３．４．３现场定位　根据设计坐标输入全站仪的放样点坐标文　件中，将全站仪架设在已知点上，后视另一已知　点，采用极坐标法进行单点放样。在放样时，现　场实时给出当前棱镜点与待放样点的坐标差和　移动距离。根据提示，指挥司镜员将棱镜逐渐置　于放样点的设计位置上。当棱镜点坐标与待放　样点的设计坐标之差在允许的精度范围内时，自　动将放样后的坐标值存人放样点坐标文件。　３．４．４比较检查　将棱镜直接设置在已经放样出的点上，照准　观测，然后根据显示的所检查放样点坐标与其设　计坐标的差值，判定放样点的正确性。　４总结　本文运用所学工程测量知识，对支漳河的治　理进行了相关设计，内容有：在工程的规划设计　阶段，通过外业实测获取完整　（下转第１２５页）　２０１４年第４期　・北京测绘・　１２５　［２］负小苏．第二次全国土地调查培训教材［Ｍ］．北京：中　５结语　国农业出版社，２００７．　二次调查时间紧、任务重，需要多个部门的　［３］汤国安，杨昕．《ＡｒｅＧＩＳ地理信息系统空间分析实验　协作，对外业人员要求较高，因此准备工作就显　教程》北京科学出版社，２００６．　得尤为重要，准备工作做得越细、越周到、越充　［４］《国务院全国第二次全国土地调查领导小组办公室．　第二次全国土地调查培训教材》．北京：中国农业出版　分，调查的质量和效率就越高，同时要求作业人　社，２００７．　员要有高度的责任感。　［５］汤国安，杨昕．ＡｒｃＧＩＳ地理信息系统空间分析实验教　参考文献　程［Ｍ］．北京：科学出版社，２００７，２０４　２０６．　［６］《全国第二次土地调查技术规程》（ＴＤ／Ｔ１０１４—２００７）　［１］詹长根，唐祥云，刘丽．地籍测量学［Ｍ］．武汉：武汉大　Ｅｓ］．　学出版社，２００５．　Ｓｏｍｅ　Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ　ａｂｏｕｔ　ｔｈｅ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ｌａｎｄ　Ｓｕｒｖｅｙ　ＬＩ　Ｓｈｕａｎｇ　（Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ｂａｓｉｃ　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｐｐｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ　Ｊｉｎｚｈｏｕ　１２１００３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｌａｎｄ　ｓｕｒｖｅｙ　ｉｓ　ａ　ｓｕｒｖｅｙ　ｏｆ　ｍａｊｏｒ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉｓ　ｎＯＷ　ｉｎ　ｆｕｌｌ　ｓｗｉｎｇ．Ｆｏｒ　ｅａｃｈ　ｗｏｒｋ　ｔｅａｍ，ｔＯ　ｃｏｍｐｌｅｔｅ　ｔｈｉｓ　ｃｏｍｐｌｅｘ　ｓｙｓｔｅｍ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｉｎ　ａ　ｓｈｏｒｔ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｍａｎｙ　ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｖｅｓｔｉ—　ｇａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｐｒｉｏｒｉｔｙ　ａｍｏｎｇ　ｐｒｉｏｒｉｔｉｅｓ，ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｎｅｒｓｔｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗ－ｕｐ　ｗｏｒｋ　ｓｍｏｏｔｈｌｙ，ａｎｄ　ｂｒｉｅｆｌｙ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　Ｓ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ。ｂｅｆｏｒｅ　ｌａｔｅｒ　ｗｏｒｋ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅ　Ｓｅｃｏｎｄ　Ｌａｎｄ　Ｓｕｒｃｅｙ；ＤＯＭ；ｉｍａｇｅ　ｐｒｅ　ｊｕｄｇｍｅｎｔ；ｗｏｒｋｉｎｇ　ｍａｐ；ｃｌａｓｓ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　（上接第１１９页）　可靠的地形资料，并进行曲线设计，土方计算；在　［６］张正禄等．大坝安全监测、分析与预报的发展综述　施工阶段，按规定精度进行定线放样，以便其在　［ｎ大坝与安全．２ＯＯ２（５）：１３　１６．　经营管理阶段具有更高的稳定性，以保证工程质　Ｅ７］李宗春，李广云・我国大坝变形监测技术现状与进展　量和安全使用。　［Ｊ］．测绘通报．　。。　（１０）：　９一　・　Ｌ８Ｊ　Ｚｈａｎｇ　Ｚｈｅｎｇｌｕ，Ｚｈａｎｇ　Ｓｏｎｇｌｉｎ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｔｈｅ　ａｌ一　参考文献ｌｏｗａｂｌｅ　ｖａｌｕｅ　ｏｆ　Ｌａｔｅｒａｌ　Ｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ　Ｅｒｒｏｒ　ｆｏｒ　ＳＵ—　ｐｅｒ　ｌｏｎｇ　Ｔｕｎｎｅｌ　ｆｒｏｍ　２０　ｔｏ　５０　Ｋｉｌｏｍｅｔｅｒｓ［Ａ］．Ｉｎｇｅ一　［１］杨松林等．《测量学》［Ｍ］．北京：中国铁道出版　ｎｉｅｕｒｖｅｒｍｅｓｓｕｎｇ　２００４．１４ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｕｒｓｅ　０ｎ　社，２００１．　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ［ｃ］．ＥＴＨ　Ｚｕｅｒｉｃｈ　Ｃｏｎｔｒｉｂｕ—　Ｅ２］张正禄等・《工程测量学》［Ｍ］・武汉：武汉大学出版　ｔｉｏｎｓ．　社，２ＯＯ５・　［９］Ｚｈａｎｇ　Ｚｈｅｎｇ１ｕ　ｅｔｃ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｇｅｏ１ｏｇｉｃａ１　Ｌａｎｄｓｌｉｄｅ　Ｅａ］黄声享，郭英起，易庆林・ＧＰＳ在测量工程中的应用Ｐｒｏｂｌｅｍｓ　Ｒｅｌａｔｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｔｈｒｅｅ　Ｇｏｒｇｅｓ　Ｐｒｏｊｅｃｔ［Ａ］．　［Ｍ］・北京：测绘出版社，２００７．　ＩＡＧ　Ｗｏｒｋｓｈ。ｐ　ｏｎ　Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ　ａｎｄ　Ｅ４］吴子安，吴栋材・水利工程测量［Ｍ］．北京：测绘出Ｌｏｃａｌ　Ｇｅｏｄｙｎａｍｉｃ　Ｐｒｏｃｅｓｓｒｃ］．Ｗｕｈａｎ，Ｃｈｉｎａ，Ｍａｙ　版社・１９９０・　２２２４　２００１：３６—４４．　［５］Ｐｅｌｚｅｒ　Ｈ，张正禄译．现代工程测量控制网的理论和　应用［Ｍ］．北京：测绘出版社，１９８９．　Ｔｈｅ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｚｈｉｚｈａｎｇ　Ｒｉｖｅｒ’Ｓ　Ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ　ＺＨＡＯ　Ｎａ—ｎａ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｇｅｏｄｅｓｙ　ａｎｄ　Ｇｅｏｍａｔｉｃｓ，Ａｎｈｕｉ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｕａｉｎａｎ　２３２００１，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｚｈｉ　Ｚｈａｎｇ　ｒｉｖｅｒ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ　ｏｆ　ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ　ｏｆ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ，ｃａｒｒｉｅｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｅｌａｂｏｒａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｒｖｅｙｅｄ　ａｒｅａ，ｆｉｅｌｄ　ｓｕｒｖｅｙ，ｉｎｔｅｒｉｏｒ　ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ　ｓｃｈｅｍｅ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｅａｒｔｈｗｏｒｋ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｓｃｈｅｍｅ　ｏｆ　ｃｕｒｖｅ　ｌｏｆｔｉｎｇ，ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ　ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ　ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｉｎ　Ｚｈｉ　Ｚｈａｎｇ　ｒｉｖｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｔｈｅ　ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｕｒｖｅｙｅｄ　ａｒｅａ；ｆｉｅｌｄ　ｓｕｒｖｅｙ；ｐｒｏｆｉｌｅ　ａｎｄ　ｃｒｏｓｓ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｓｕｒｖｅｙ；ｍａｓｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｃｕｒｖｅ　ｌｏｆｔｉｎｇ