自建控制网布设方案

布设方案

一 工程及测区概况

1.1工程概况

阿克肖水库工程位于新疆维吾尔自治区和田地区皮山县境内，工程坝址位

于皮山河支流阿克肖河上，距下游支流肯艾孜河汇合口3km。是流域规划推荐阿克肖河上的控制性水利枢纽工程，具有灌溉、防洪等综合利用效益，坝址地理位置:东经77°47＇～77°48′，北纬37°9′～37°10′，距皮山城县约81km，距瑙阿巴提塔吉克乡政府约3.0km。

由我单位承建的阿克肖水库导流兼冲沙洞工程是阿克肖水库主要枢纽工程之一。

导流兼泄洪冲沙洞布置在河床右岸，主要由进口引渠段、闸井段、洞身段、矩形明槽段、渥曲面及陡坡渐变段、消能段、尾渠及护坦段组成，全长967.07m。

1.2 测区概况

1.2.1测区地理位置及环境

自建控制网主要位于阿克肖河右岸，导流洞轴线两侧。测区范围多为山地，设计导线长度不超过1km，所以选择视野开阔，相互通视的地方埋点。周边没有树木，无高压电线和大功率信号塔。 1.2.3测区原有成果

由设计提供的控制点有三个。在设计与本单位进行交桩工作后，我部立即组建测量小组对设计提供的控制点进行复核测量。为满足前期施工需求，在复测工程中，设计一与设计提供的同等级加密点，并将测量成果上报监理审批，

设计提供及加密点成果

点号 GA01 G501 Z1 G503

二 编制依据及任务目标 2.1 编制依据

等级 IV等 IV等 IV等 IV等 埋石 埋石 埋石 埋石 X Y Z 2402.506 2402.472 2407.566 2413.477 备注 设计点 设计点 加密点 设计点 4115118.262 479807.536 4115074.020 480439.473 4114810.365 480833.331 4114731.091 481162.058 1、《全球定位系统GPS、测量规范》 GB/T 18314-2009 2、《工程测量规范》 GB/T50026-2007 3、《国家三角测量规范》 GB/T 17942-2000 4、《国家三、四等水准测量规范》 GB 12898-2009 5、《水利水电工程施工测量规范》 SL52-2015

6、《水利水电工程测量规范》 SL197-2013

2.2 任务目标

本单位承建的导流洞兼泄洪冲沙洞全长967.07m，主要分三段组成，分别为进口段、洞身段、出口段。由于设计提供的三个控制点，其中两个点不通视。而且无法满足洞身内施工放样要求。

因此，为达到本工程施工放样控制精度要求的目标，故自建控制网进行施工控制。

三、控制网布设原则和精度要求

3.1布设原则

①，分级布网，逐级控制 ②，应有足够的精度 ③，应有足够的密度 ④，应有统一的规格 3.2精度要求

3.2.1 三角网测量

表3.3.2 导线测量的技术要求

3.2.2 水平角观测要求

水平角方向观测法的技术要求 同方向测回间2c 等级 仪器等级 半测回归零差（″） 互差（″） 同一方向值各测回互差（″） 0.5″级仪器 四等 1″级仪器 及以上 2″级仪器 2″级仪器 6″级仪器 4 6 8 12 18 6 9 13 18 - 4 6 9 12 24 一级 及以下 注：当观测方向的垂直角超过±3°的范围时，该方向2C互差可按相邻测回同方向进行比较，其值应满足

表中一测回内2C互差的限值。2 当观测方向数少于3个时，可不归零。3 当观测方向

多于6个时，可进行分组观测。分组观测应包括两个共同方向（其中一个为共同零

方向）。其两组观测角之差不应大于同等级测角中误差的2倍。分组观测的最后结果，应按等权分组观测进行测站平差。 水平角观测应符合下列要求：

1）各测回间应均匀配置度盘。采用全站仪或电子经纬仪时可不受此限制。2）观测应在通视良好、成像清晰稳定时进行。3）观测过程中，气泡中心位置偏离值不得超过一格；四等以上的水平角观测，当观测方向的垂直角超过±3º时，宜在测回间重新整置气泡位置。有垂直轴补偿器的仪器可不受此限制。

3.2.3 距离测量精度要求

距离测量技术要求 使用测等级 距仪精度等级 往测 返测 每边测回数 一测回读数较差限值（mm） 测回间较差限值 （mm） Ⅰ 二等 Ⅰ Ⅰ 三等 Ⅰ Ⅰ 2 四等 Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 4 4 2 2 4 4 2 4 4 2 2 4 4 2 5 2 5 2 5 10 2 5 10 20 3 7 3 7 3 7 15 3 7 15 30 一级及以下 注：一测回是指仪器照准目标一次、读数2～4次的过程。2 距离往返观测平距较差应小于2mD。

3.2.4 水准测量精度要求

本工程自建控制网高程采用四等水准测量。

等级水准测量的技术要求

等级 四 ±5 ±10 MΔ（mm） MW（mm） 仪器型号 水准尺 A-132 双面 观测方法 观测顺序 观测 次数 与已知点联测 环线或附合 平丘地 山地 中丝读数法 后后前前 往返 往 ±20√L ±5√n 往返较差、环线或附合线路闭合差（mm）

四、资源配置及准备工作 3.1人力资源配备

本标段成立测量组，目前共配置

3人。设置部门负责人1名，

测量负责人1名，其中测量人员2名。具体详情见下表：

序号 1 2 3 姓名 雷一平 王书刚 赵连军 职称 工程师 助工 助工 职责 测量负责人 测量员 测量员 工作年限 10 3 3 备注 其他后续测量人员根据现场实际施工需要陆续进场。

3.2 测绘仪器 3.2.1测绘仪器配置

使用的测量仪器和钢尺等器具，根据有关规定，送具有仪器校验资质的检测机构进行校验，检验合格后方可使用。具体详情见下表：

名称 精度/型号 华测T5 LTS-352N DSZ3 ／ ／ ／ ／ 数量 1套 1套 1套 3台 4台 1把 4台 测地型GPS接收机 全站仪 水准仪 对讲机 电脑 50米钢尺 FX-5800计算器 3.2.2仪器保养和使用制度

1、仪器实行专人负责制，建立仪器管理台帐，由专人保管、填写。

2、所有仪器必须每年鉴定一次，并经常进行自检。 3、仪器必须置于专业仪器柜内，仪器柜必须干燥、无尘土。 4、仪器使用完毕后，必须进行擦拭，并填写使用情况表格。 5、仪器在运输和搬运过程中，要轻拿轻放，避免发生碰撞。 6、仪器现场使用时，要使用遮阳伞，避免阳光和雨水对仪器的影响，司仪员不得随意离开仪器。

7、水准尺不得躺放，三脚架水准尺不得作工具使用。 3.3 测量施工技术准备

施工前，全面熟悉国家控制网布设要求的各项规范。对施工范围内的地形环境要熟悉，本地区的水文气象资料要掌握。以便对今后控制点测量时温度，气压等参数进行准确调整。

认真熟悉与审核施工图纸，了解工程总体布局，工程特点，遵循“先整体后局部”的工作程序。

五、选点埋石 5.1选点要求

1，选择控制点的点位应在视野开阔，障碍物较少的地方。 2，远离大功率无线电发射源。 3，避开大面积水域。

4，交通方便，易于到达和联测之处。 5，地面基础稳定，易于点的保存之处。

6，水准路线应选择沿坡度较小、土质坚实、施测方便的道路布设，并避免通过大河、湖泊、沼泽与峡谷等障碍物。

7，水准点位应选择在坚实稳固与安全僻静之处，墙脚水准点位应选设于永久性的建筑或构筑物上，点位应便于寻找、长期保存和引测。 5.2 埋石要求

1，沙、石、水泥现场浇灌，尺寸一般为高60厘米，顶面15*15厘米，底面18*18厘米，标心为直径10mm钢标。

2，选择部分坚固房屋平台布设，方法为模具浇灌。

3，位于水泥地，沥青地的一、二级GPS点，必须刻十字或用钢钉作为其中心标志，周边用红油漆绘出方框及并写清点号。

4，不要求全部通视，但每一点应至少和周边点中的一个通视（含一、二级）

5.4 本工程自建控制网点埋石规格

由于本自建控制点较少，且在山地。为满足稳定要求，选点均在平缓山

坡上。埋石选择向原地面下挖80CM，安方模具，底面为50*50cm，顶面为30*30cm砼浇筑。在顶面中心插方φ10钢筋，露头2cm。中间锯割十字丝。 5.5 编号 已知设计提供控制点编号为GA01 G501，G503 加密点Z1 自建控制点编号为 YD01 YD02 YD03 YD04. 布置图见附图 六 平面控制三角测量 6.1平面三角网布置图

6.2平面三角网测量 6.2.1 勘查选点

①三角点应选在地势较高，土质坚实，相邻三角点能相互通视，以及便于测图和加密的地方；

②三角最好布置为近视等边三角形。为保证测角的精度，三角形的内角一般不应大于120°也不应小于30°；

③基线应选在地势平坦，便于丈量的地方。如果使用测距仪，还应避开发热体和强电磁场干扰。

6.2.2角度测量

角度测量是小三角测量的主要外业作业。

当观测方向为两个时，可用测回法观测水平角，观测方向三个或以上时，采用方向观测法

角度观测时，应随时计算各三角形角度闭合差

iiifiaibici180°

a b c——第i个三角形的三个内角观测值。

6.2.3基线测量

基线测量可分为量距和定向两个步骤。 基线是计算三角形边长的起算数据，因此起算始边应尽量采用光电仪测距进行测量，并要进行倾斜、气象等改正，当用钢尺量距时，精密丈量的方法。 本自建网采用全站起测量距离。

6.2.4 内业作业

内业包括观测角的成果平差计算和三角点的坐标计算。近似平差，就是将部分几何条件所产生的闭合差分别进行处理， ①三角形的内角和应等于180° ②从一条基线开始，经一系列三角形推算至另一条基线的推算值应等于该基线的已知值，

三角锁的平差工作就是改正角度观测值的闭合差。然后再根据平差改正后的角值推算边长和坐标。

在内业作业计算前应先检查角度观测值、各三角形闭合差、基线长度等数据是否超限，绘制小三角锁的略图。从第一个三角形开始，按推算与之相邻三角形的相邻的边长，以此类推，推出所有三角形的边长。 ⑴角度闭合差的计算与改正——第一次角度改正

vvbivciaif3i

⑵基线闭合差的计算与改正——第二次角度改正

根据基线D0和第一次改正后的传距角值aibi，可以按正余弦定理推算另一条基线Dn

''D1D0sina2sina1sina1

sina2sina1D2D1sin=D0sin*sin

a2a2a1DnD0'sina1sina2........sinansinbsinb.....sinb12

n推出Dn与Dn相等

七、高程水准测量

本自建控制点YD01、YD02、YD03、YD04为未知高程点。已知高程点为GA01、G501、Z1、G503。

自建控制点YD01、YD02、YD03与已知控制点GA01、G501组从符合水准路线；YD04与G503组从闭合水准路线。

7.1水准路线导线图

'

7.2 四等水准测量与计算

7.2.1观测方法

四等水准测量的观测应在通视良好、望远镜成像清晰稳定的情况下进行，若用普通DS3水准仪观测，则应注意：每次读数

前都应精平（即：使符合水准气泡居中）。如果使用自动安平水准仪，则无需精平（测量原理详见第二章），工作效率大为提高。

下介绍用双面水准尺法在一个测站的观测程序：

① 后视水准尺黑面，读取上、下视距丝和中丝读数，记入记录表(表6.15)中(1)、(2)、(3)；

② 前视水准尺黑面，读取上、下视距丝和中丝读数，记入记录表中(4)、(5)、(6)；

③ 前视水准尺红面，读取中丝读数，记入记录表中(7)； ④ 后视水准尺红面，读取中丝读数，记入记录表中(8)；

这样的观测顺序简称为“后-前-前-后”，其优点是可以减弱仪器下沉误差的影响。概括起来，每个测站共需读取8个读数，并

立即进行测站计算与检核，满足四等水准测量的有关限差要求后方可迁站。

7.2.2测站计算与检核

① 视距计算根据前、后视的上、下视距丝读数计算前、后视的视距： 后视距离：(9)=100×{(1)-(2)} 前视距离：(10)=100×{(4)-(5)} 计算前、后视距差(11)： (11)=(9)-(10) 对于四等水准测量，不得超过5m。

计算前、后视距离累积差(12)： (12)=上站(12)+本站(11) 对于四等水准测量，不得超过10m。 ② 尺常数K检核

同一水准尺黑面与红面读数差的检核： K1=(13)=(7)-(6) K2=(14)=(8)-(3)

Ki为双面水准尺的红面分划与黑面分划的零点差（常数为4.687m或4.787m）。对于四等水准测量，不得超过3mm。

③ 高差计算与检核 按前、后视水准尺红、黑面中丝读数分别计算该站高差： 黑面高差：(15)=(3)-(6) 红面高差：(16)=(8)-(7)

红黑面高差之差：(17)=(15)-(16)=(14)-(13)

如果观测没有误差，(17)应为100mm（原因是：使用配对的水准尺，尺常数相差100mm）。对于四等水准测量，不得超过5mm。红黑面高差之差在容许范围以内时取其平均值，作为该站的观测高差：

(18)={(15)+[(16)±100mm]}/2

上式计算时，当(15)>(16)，100mm前取正号计算；当(15)<(16)，100mm前取负号计算。总之，平均高差(18)应与黑面高差 (15)很接近。

④ 每页水准测量记录计算检核

每页水准测量记录应作总的计算检核： 高差检核：Σ(3)-Σ(6)=Σ(15) Σ(8)-Σ(7)=Σ(16)

Σ(15)-Σ(16)=2Σ(18) （偶数站） 或： Σ(15)-Σ(16)=2Σ(18) ±100mm （奇数站）

视距差检核：Σ(9)-Σ(10)=本页末站(12)-前页末站(12) 本页总视距：Σ(9)+Σ(10)

7.2.3成果整理

注意事项：（1）四等水准测量比工程水准测量有更严格的技术规定，要求达到更高的精度，其关键在于：前后视距相等（在限差以内）；从后视转为前视（或相反）望远镜不能重新调焦；水准尺应完全竖直，最好用附有圆水准器的水

准尺。

（2）每站观测结束，已经立即进行计算和进行规定的检核，若有超限，则应重测该站。全线路观测完毕，线路高差闭合差在容许范围以内，方可收测，结束实验。

八、误差分析

8.1全站仪测量误差分析

8.1.1平面坐标误差分析

全站仪极坐标法测量点点位中误差MP由测距边边长S(m)、测距中误差ms(m)、水平角中误差mβ(″)和常数ρ=206265″共同构成,其精度估算公式为：

而水平角中误差mβ(″)包含了仪器整平对中误差、目标偏心误差、照准误差、仪器本身的测

角精度以及外界的影响等。

式(3)表明,对固定的仪器设备,采用相同的方法放样时,误差相等的点分布在一个圆周上,圆心为测站O。因此对每一个放样控制点O,可以根据点位放样精度m计算圆半径S,在半径范围内的放样点都可由此控制点放样。由式(1)可看出,放样点位误差中,测距误差较小,主要是测角误差。因此,操作中应时时注意提高测角精度。

8.1.2、全站仪在控制三角高程上的误差分析

一般情况下，在测量高程时方法为:设A,B为地面上高度不同的两点。已知A点高程HA,只要知道A点对B点的高差HAB即可由HB=HA±HAB得到B点的高程HB。

当A、B两点距离较短时，用上述方法较为合适。

在较长距离测量时要考虑地球曲率和大气折光对高差的影响。

设仪器高为i,棱镜高度为l,测得两点间的斜距为S,竖直角α,则AB两点的高差为:

一般情况下，当两点距离大于400m时须考虑地球曲率及大气折光的影响，在高差计算时需加两差改正。

式中R为地球曲率半径,取6371km, k为大气折光差系数，k=1-2RC (C为球气差，C=0.43D2/R，D：两点间水平距离)。

从上式中可以看出，当距离较远时，影响高差精度的主要因素就是地球曲率及大气折光，如果高程传递次数较多，累计误差就会加大，在测量时，最好是一次传递高程，若有需要，往返测高程，取其平均值以减小误差。

（1）、地球曲率改正

以水平面代替椭球面时，地球曲率对高差有较大的影响，测量中，采取视距离相等，消除其影响。三角高程测量是用计算影响值加以改正。地球曲率引起的高差误差，按下式计算

P=D2 /2R

（2）、大气折光改正

一般情况下， 视线通过密度不同的大气层时，将发生连续折射，形成向下弯曲的曲线。视线读数与理论位值读数产生一个差值，这就是大气光引起的高差误差。按下式计算

r =D2 /14R

（1）、（2）式中：D 两点间水平距离 R 地球半径，取6371km

减小大气折光的影响，在选择点位时，尽量避开水域环境，选择通视条件好、视野开阔地区，另外，最好避开大风大雾天气。

8.1.3、全站仪仪器自身对测量误差影响的分析

（1）、仪器整平对中要仔细、认真,整平误差以长水准泡偏离不超过1格为限差。

（2）、棱镜对中杆要平、稳、正。

（3）、坐标放样时，每测站结束,应检查后视方向归零差。 （4）、仪器要定期检查鉴定。

结束语：严格按照相应规范规程，带着认真、细心的工作态度，保证测量时的精度，最大范围减小测量误差。

8.2水准测量误差分析

水准测量误差分析（一）

水准测量误差 仪 水准仪误差 器 误 水准尺误差 差 水准尺零点误差 观 水准管气泡居中误差 测 读数误差 误 差 视差 水准尺倾斜误差 外 仪器下沉误差 误差产生的原因 水准管轴与视准轴不平行引起的 水准尺分划不准确、尺长变化、尺身弯曲 水准尺底部磨损引起的 水准管气泡没有居中引起的 在水准尺上估读毫米数引起的 十字丝平面与水准尺影响不重合引起的 水准尺没有立直引起的 在松软的地方安置水准仪，由误差消除和消弱的方法（注意事项） 采用前后视距相等的方法 选用符合要求的水准尺 使测段的测站数为偶数 使气泡严格居中 根据观测精度，选择相应等级的水准仪和视线长度 仔细调节物镜对光螺旋 将尺子扶直 采用“后、前、前后”的界 条 尺垫下沉误差 件 地球曲率及大气折光误差 的 影 温度变化误差 响 于水准仪产生下沉引起的 由于尺垫下沉引起的 由于地球曲率及大气折光引起的 由温度变化引起的 观测程序 采用往返观测的方法 采用前后视距相等的方法 采用撑伞遮阳的方法并注意选择有利的观测时间 水平角测量误差分析（二）

水平角测量误差 仪器校正后的残余误差 视准轴误差 横轴误差 竖轴倾斜误差 度盘偏心差 度盘刻划误差 误差产生的原因 由于视准轴不垂直于横轴引起的 由于横轴不垂直于竖轴引起的 由于水准管轴不垂直于竖轴引起的 照准部旋转中心与水平度盘的分划中心不重合 由度盘刻划不均匀造成的 仪器中心与测站中心不在同一铅垂线上 由于标杆倾斜引起的 由人眼通过望远镜瞄准目标引起的 由人眼的鉴别能力及读数设备引起的 由气候、松软的土质、温度的变化和大气折光引起的 误差消除和消弱的方法 （注意事项） 采用盘昨、盘右观测取平均值的方法 采用盘昨、盘右观测取平均值的方法 测量前应严格检校仪器，观测时仔细整平 采用盘昨、盘右观测取平均值的方法 采取各测回变换度盘位置的方法 严格对中 标杆应竖直，并尽可能瞄准底部 选择适宜的观测标志及有利的观测时间 根据观测精度要求选择相应等级的经纬仪 选择有利的观测条件，尽量避免不利因素的影响 仪器误差 仪器加工不完善引起的误差 观测误差 仪器对中误差 目标偏心误差 照准误差 读数误差 外界条件影响带来的误差

九、测量施工质量安全保证 9.1 质量保证措施

为了做好本工程的测量工作，将选派技术素质高、施工测量工作经验丰富的测量工程师、技术工人组成测量队，完成本工程的施工测量工作,要保证监测工程的质量,除了需要有先进的监测仪器设备及富有经验的工程技术人员外, 更重要的还应通过建立明确的责任制

和检查校核制度来予以保证。为确保量测数据的真实性、可靠性和连续性,特制定以下工作制度和各项质量保证措施 ：

1、所有测量作业人员要经过专业培训，且具有测绘上岗证的合格人员；

2、在施工测量作业之前，应熟悉设计图纸，了解相关规范及有关技术规定，选择正确的作业方法，制定可行的实施方案；

3、所有测量工作严格遵守有关规范、规程、技术质量标准以及设计图纸的要求；

4、现场观测必须有观测员签字，测量记录必须有记录员签字；对导线点、高程点及任何表格的计算必须有计算员签字，经测量工程师检查、校核，准确无误后签字认定。任何记录、表格无测量工程师的签字均视为无效；

5、现场作业须遵守有关安全、技术操作规程，注意人身和仪器的安全，禁止违章作业；

6、测量仪器和工具必须是经过法定有资质的计量检定单位计量检定合格的设备；

7、对测量质量控制采用三检制，工区测量员放线后自检，项目部测量队复核，局测量队不定期进行抽查，保证不出现质量事故，合格率100%；

8、所有测量资料均采用CAD成图，并以电子信息、图纸和文字材料形式保存归档。

13、依据业主交付的控制点及施工现场的情况进行平面控制点和高程控制点加密并满足要求；

16、测量的全过程必须如实记录各项数据。 17、测量误差必须控制在规范范围内

19、测量定位所有的GPS、全站仪、水准仪等测量仪器及工艺控制质量仪器、检测设备必须经过鉴定合格。

20、测量基准点严格保护，避免人为毁坏。施工期间，定期复核基准点是否发生位移。

23、所有测量结果，应及时汇总，并向有关部门提供。 24、测量人员必须由经过专业培训，具有丰富的测量经验和高度责任心的同志担任。 9.2 测量管理制度

首先制定如下各种管理制度、办法： 1、测量措施编写、审批、上报制度； 2、测量仪器管理办法；

3、测量成果审核、使用、上报制度； 5、测量仪器设备检验工作程序； 6、测量安全生产操作规程； 7、测量队岗位责任制；

8、重要现场设备使用操作规程等；

其次是分阶段编制、上报有针对性的测量措施，如：施工控制网复测方案措施、原始地形图复测方案措施、施工控制网加密方案措施等，各项测量措施均报送监理工程师，经审核批准后才能实施。 9.3 职业素养

在满足施工的基础上，测量队整体上要求作到人员专业化，大型计算、成图计算机化，常规工作程序化，成果资料规范化，加强测量资料的微机化管理水平，以进一步提高员工素养，提高工作效率。对普通测量员的基本要求是：熟悉本队担负工程项目的基本情况，施工设计及图纸；熟悉本队施工范围内的现场测量点位，清楚其坐标成果

及相关方向；熟练应用fx-5800P计算器进行放样资料及现场的计算，计算资料规范、清晰，并整理成册，备查；熟练操作仪器完成外业工作；外业结束后，能准确的出具放样及验收记录；及时对仪器进行常规的保养任务。 9.4 安全措施

在本标段测量作业过程中，存在以下安全隐患：

高边坡开挖、洞内塌方、有毒有害气体、物体打击、触电、高处坠落、粉尘、车辆撞击

要求测量队全体人员在测量作业时做到以下几点：

1、测量人员必须认真佩戴安全帽、防尘口罩等各种安全护具； 2、进入洞内作业现场，必须先仔细观察周边围岩情况及相关地形条件，进行必要的处理后，进行作业；

3、进入洞内掌子面作业必须携带氧气包，以防备万一空气不足，缺氧；

4、在超过2M高度为高空测量作业时，必须佩带安全帽、安全绳、安全带；

5、洞内内测量作业所使用的照明器材选用防爆型，严禁携带打火机等点烟物品，严禁在洞内吸烟。

6、洞内测量作业进出洞的人员必须本人签字登记，并建立完善的交接班制度和进出洞翻牌制度。

7、应制定详细的导流洞施工安全生产事故应急救援预案，每位测量员必须掌握应急救援知识。

8、在测量作业时，注意施工现场用电线路布置，严禁非专业电工人员去操控电气设备。

9、认真执行现场其他相关的安全措施

测量工作是项目施工管理的一项重要工作，测量工作准确与否，直接影响工程的使用功能及顺利交验，同时也是项目创优工作的必要保证。在整个测量过程中应认真贯彻落实项目测量管理运行程序、质量管理队织体系及质量过程控制。