2017年注册测绘师考试知识点整理：测绘综合能力--工程测量（下）

测绘综合能力--工程测量（下）

第6节 3.6 矿山与隧道工程测量

知识点一、概述[熟悉]:

知识点 概述

　　(一)地下工程与地下工程测量

　　地下工程指深入地面以下，为开发利用地下空间资源所建造的地下土木工程。

　　地下工程测量指地下工程在规划、设计、施工、竣工及运营管理各阶段所进行的测量工作。

　　(二)地下工程测量特点

　　(1)施工环境差，当点位布设在坑道顶部时，需进行点下对中，边长长短不一，测量精度难以提高;

　　(2)坑道往往独头掘进，硐室之间互不相通，不便组织校核，出现错误往往不能及时发现，并且随着坑道掘进，点位误差的累积越来越大

　　(3)施工面狭窄，坑道一般只能前后通视，控制测量形式比较单一，大多采用导线测量形式;

　　(4)测量工作随着工程的进展而不间断地进行，一般先布设低级导线指示坑道掘进，后布设高级导线进行检核;

　　(5)往往采用一些特殊或特定的测量方法(如联系测量)和仪器(如陀螺经纬仪)。

　　(三)地下工程测量内容

　　1.规划阶段

　　需要使用已有的各种大、中比例尺地形图或测绘专用地形图;必要时，需测绘纵、横断面图以及地质剖面图等。

　　2.建设阶段

　　配合施工步骤和方法，进行施工控制测量及建(构)筑物的定线放样。施工控制测量的内容包括地面控制测量、地下控制测量和联系测量。

　　3.运营阶段

　　进行设备安装、维修、改建、扩建等各种测量工作。

　　(四)隧道工程测量

　　隧道施工测量的主要任务是保证洞内各项建(构)筑物以规定的精度按照设计位置修建，不使侵入建筑界限;保证相向开挖的工作面，按照规定的精度在预定位置贯通。

　　隧道施工测量的工作内容包括洞外控制测量、进洞测量、洞内控制测量、洞内施工测量、贯通误差调整及竣工测量。

　　(五)矿山测量

　　矿山测量是为地质勘探、矿山设计、矿山建设、运营及矿山报废等各阶段所进行的测量工作。其工作内容主要包括：矿产勘探阶段的地面控制测量、地形图测绘、勘探点的标定;设计阶段的地形图测绘、工业广场测量、线路测量;建设阶段的井筒和巷道测量、建(构)筑物施工测量、设备安装与线路测量;生产阶段的井巷标定、岩层与地表移动监测、土地复垦测量等。

　　知识点二、隧道施工测量[掌握]:

       知识点 隧道施工测量

　　(一)技术方案设计

　　1.基本技术要求

　　洞外平面控制网宜布设成自由网，并根据线路测量的控制点进行定位和定向;

　　洞外控制测量中，每个洞口应布设不少于三个平面控制点，包括洞口点及与其相联系的控制点;埋设不少于二个水准点，水准点间的高差以安置一次水准仪即可测出为宜;

　　洞内平面控制测量一般先敷设边长较短、精度较低的施工导线，指示隧道掘进;而后敷设高等级导线对低等级导线进行检查校正;

　　洞内施工导线的边长宜近似相等;洞内水准路线应往返测量;

　　洞内控制点不易保存，埋石顶面应比洞内地面低20～30cm，上面加设护盖后填平地面，以免施工中遭受破坏;

　　隧道施工测量一般采用gb50026-2007《工程测量规范》和相关专业测量规范作为技术标准。

　　2.贯通误差要求

　　(二)洞外控制测量

　　1.洞外平面控制测量

　　洞外平面控制测量的常用方法有中线法、导线法、三角形网测量法、gps定位法等。中线法控制形式最简单，但由于方向控制较差，故只能用于较短的隧道(直线隧道短于1km，曲线隧道短于500m);导线法布设简单灵活，地形适应性强，外业工作量少，是隧道控制的主要布设形式之一;三角形网测量法方向控制精度最高，但组织复杂;gps定位法精度高，选点灵活，无须通视，观测时间短，是目前隧道控制网建立的首选方法。

　　2.洞外高程控制测量

　　洞外一般采用二、三等水准布设高程控制网。水准测量困难时，亦可采用三角高程测量方法布设四、五等高程控制网。

　　(三)进洞测量

　　隧道进洞测量即隧道洞外和洞内的联系测量。洞外控制测量完成后，应把各洞口的进洞点和洞外控制网联系起来。

　　一般直线隧道进洞以线路中线作为纵轴，曲线隧道进洞以一条切线方向作为纵轴，用进洞点和洞口控制点的坐标，反算两点的距离和方位角，从而确定进洞测量的数据，把中线引入洞内。

　　一般采用水准测量，三角高程测量方法直接将高程导入洞内。

　　(四)洞内控制测量

　　洞内控制测量的作用是给出隧道正确的掘进方向，并保证准确贯通。

　　1.洞内平面控制测量

　　由于隧道洞内场地狭窄，洞内平面控制测量通常采用中线法和导线法。

　　(1)中线法指洞内不设导线，以洞口投点为依据，向洞内直接测设隧道中线点，不断延伸作为洞内平面控制，用中线点直接进行施工放样。中线点一般以定测精度测设，其距离和角度等放样数据由理论坐标值反算。这种方法一般用于较短的隧道。

　　中线法受施工运输干扰大，观测不便，点位易被破坏。

　　(2)导线法较中线法方式灵活，点位易于选择，测量工作也较简单，而且具有多种检核方法;当组成导线闭合环时，角度经过平差，还可提高点位的横向精度。导线法适用于长隧道。

　　与洞外导线相比，洞内导线具有以下特点：导线形状完全取决于隧道的形状，只能敷设支导线或狭长形导线环;导线不能一次布设完成，随着隧道的开挖逐渐向前延伸;导线只能用重复观测的方法进行检核;导线点有时设于坑道顶板，需采用点下对中。

　　2.洞内高程控制测量

　　洞内高程控制测量采用水准测量或三角高程测量的方法;

　　洞内高程由洞外高程控制点向洞内测量传算，结合洞内施工特点，每隔200～500m设立一对高程点以便检核;为便于施工使用，每隔100m应在拱部边墙上设立一个水准点;

　　洞内水准测量与洞外水准测量的方法基本相同，但有以下特点：隧道贯通之前，洞内水准路线属于水准支线，故需往返观测进行检核;洞内高程点必须定期复测;因洞内施工干扰大，常使用挂尺传递高程。

　　(五)洞内施工测量

　　洞内施工测量的主要任务：在隧道施工过程中，确定平面及竖直面内的掘进方向，定期检查工程进度(进尺)及计算完成的土石方数量;在隧道竣工后，进行竣工测量。

　　洞内施工测量的主要工作内容：洞口定线放样、洞内中线测量、洞内腰线测设、开挖断面测量、衬砌放样等。

　　知识点三、联系测量[熟悉]:

知识点 联系测量

　　(一)联系测量作用与方法

　　联系测量的作用是：①保证地下工程按照设计图纸正确施工，确保隧(巷)道的贯通;②确定地下工程与地面建(构)筑物、铁路、河湖等之间的相对位置关系，保证地下工程和地面设施的安全。

　　通过平硐、斜井的平面联系测量可采用导线测量方法直接导入;高程联系测量可采用水准测量、三角高程测量方法直接导人;

　　通过竖井的平面联系测量(亦称竖井定向)的任务是测定地下起始点的坐标和起始边的方位角，采用的方法有几何定向(包括一井定向和两井定向)和陀螺经纬仪定向;高程联系测量(亦称导入高程)的任务是确定地下高程基点的高程，常用的方法有长钢尺法、长钢丝法、光电测距仪和铅直测距法等。

　　(二)几何定向方法

　　1.一井定向

　　一井定向是在一个竖井内悬挂两根吊垂线，将地面点的坐标和地面边的坐标方位角传递到井下的测量工作。在地面由井口投点(近井点)和控制点测定两吊垂线的坐标，以及其连线的坐标方位角;在地下根据吊垂线投影点的坐标及其连线的坐标方位角确定地下导线起算点的坐标和起算边的坐标方位角。

　　当地下工程有两个竖井，且两井之间有巷道相通并能进行测量时，应采用两井定向。两井定向就是在两个竖井内各悬挂一根吊垂线，在地面和地下用导线将它们连接起来，从而把地面坐标系统中的平面坐标和方位传递到地下。

　　在两井定向中，由于两吊垂线间的距离远大于一井定向的距离，因而其投向误差也大大减小，有利于提高地下导线定向的精度。

　　(三)陀螺经纬仪定向方法

　　陀螺经纬仪主要由一个高速旋转的转子支承在一个或两个框架上而构成。具有一个框架的称二自由度陀螺仪;具有内外两个框架的称三自由度陀螺仪。经纬仪上安置悬挂式陀螺仪，是利用其具指北性确定真子午线北方向，再用经纬仪测定出真子午线北方向至待定方向所夹的水平角,即真方位角。

　　知识点四、矿井施工测量[熟悉]:

知识点 矿井施工测量

　　(一)技术方案设计

　　1.基本技术要求

　　一个矿区应采用统一的坐标系统和高程基准。为便于成果、成图的相互利用，应尽量采用国家30带高斯平面直角坐标系。在特殊情况下，可采用任意中央子午线、矿区平均高程面为投影面的矿区独立坐标系;

　　矿井施工测量一般采用gb50026-2007《工程测量规范》和相关专业测量规范作为技术标准。

　　2.地下导线要求

　　(1)地下导线应尽量沿巷道中线(或边线)布设，尽量避免长短边相接;

　　(2)地下导线延伸测量时，应对以前的导线点作检核测量。在直线地段，可只进行角度检测，在曲线地段，还要同时进行边长检测;

　　(3)地下导线边长较短，角度观测时应尽可能减小仪器对中和目标对中误差的影响;

　　(4)边长测量中，采用钢尺悬空丈量时，应加尺长、温度和垂曲改正;

　　(5)凡能构成闭合图形的导线网(环)，都应进行平差计算，以便求出导线点的精确坐标值;

　　(6)对于螺旋形巷道，不能形成长边导线，每次向前延伸时，都应从硐外复测。

　　(二)矿区控制测量

　　矿区平面控制网可采用三角形网和导线网等形式布设。首级平面控制网一般在国家一、二等平面控制网基础上布设。在满足生产建设要求的前提下，加密网可以越级布设。

　　矿区高程控制网可采用水准测量和三角高程测量方法建立。首级高程控制网一般采用水准测量方法建立;三角高程测量主要用于山区和丘陵地带的高程控制。矿区首级高程控制网应布设成环形网，加密网宜布设成附合路线或结点网。

　　(三)井下控制测量

　　1.井下平面控制测量

　　井下平面控制测量通常为地下导线。地下导线可以布设为附合导线、闭合导线、方向附舍导线、无定向导线、支导线及导线网等。地下导线的起始点通常位于平硐口、斜井口以及竖井的井底车场，起始点坐标由地面控制测量和联系测量测定;

　　当坑道开始掘进时，首先敷设低等级导线给出坑道的中线，指示坑道掘进。当巷道掘进300～500m时，再敷设高等级导线检查已敷设的低等级导线是否正确，高等级导线起始边(点)和最终边(点)应与低等级导线边(点)相重合。当巷道继续向前掘进时，以高等级导线所测设的最终边为基础，再向前敷设低等级导线和中线。

　　2.井下高程控制测量

　　井下高程控制测量可采用水准测量和三角高程测量方法。井下水准路线可布设为支线、附合路线或闭合路线;三角高程测量通常用于坡度较大的倾斜巷道的高程控制测量，其测量方法与地面相同;

　　井下水准点既可设在巷道的顶板、底板或两帮上，也可设在井下固定设备的基础上。设置时应考虑使用方便、不易变形。

　　知识点五、贯通测量[熟悉]:

知识点 贯通测量

　　(一)贯通形式与技术路线

　　1.贯通形式

　　隧(巷)道贯通一般分为平、斜隧(巷)道贯通和竖井贯通两种类型，常用的贯通形式有相向贯通(两个工作面相向掘进)、单向贯通(从一端向另一端的指定地点掘进)和同向贯通(两个工作面同向掘进，亦称追随贯通)三种。

　　2.技术路线

　　贯通测量的技术路线是测出待贯通隧(巷)道两端控制点的平面坐标和高程，计算求得隧(巷)道中线的坐标方位角和腰线的坡度(应与设计相符)，同时计算出隧(巷)道两端点处的指向角，利用上述数据在隧(巷)道两端分别标定出中线和腰线，指示隧(巷)道按照设计的同一方向和同一坡度分头掘进，直到贯通面相互接通。

　　(二)贯通测量的工作步骤

　　(1)调查了解待贯通隧(巷)道的实际情况，根据贯通的容许偏差，选择合理的测量方案与测量方法。对重要的贯通工程，要编制贯通测量设计书，进行贯通测量误差预计，以验证所选择的测量方案、测量仪器和方法的合理性;

　　(2)依据选定的测量方案和方法，进行施测和计算，每一施测和计算环节，均须有独立可靠的检核，并将施测的实际测量精度与设计书中要求的精度进行比较。若发现实测精度低于设计中的要求时，应分析其原因，并采取提高实测精度的相应措施，返工重测;

　　(3)根据有关数据计算贯通隧(巷)道的放样元素，实地标定隧(巷)道的中线和腰线;

　　(4)根据隧(巷)道掘进的需要，及时延长隧(巷)道的中线和腰线，定期进行检查测量和填图，并按照测量结果及时调整中线和腰线;

　　(5)隧(巷)道贯通之后，应立即测量出实际的贯通偏差值，并将两端的导线连接起来，计算各项闭合差;

　　(6)重大贯通工程完成后，应对贯通测量进行精度分析与精度评定，编写技术总结。

　　(三)贯通误差与控制

　　1.贯通误差

　　(1)纵向贯通误差。水平面内沿中心线方向的贯通误差分量，仅对贯通有距离上的影响，故对其要求较低;

　　(2)横向贯通误差。水平面内垂直于中心线方向的贯通误差分量，对隧(巷)道质量有直接影响，需重点控制;

　　(3)高程贯通误差。铅垂线方向的贯通误差分量，对坡度有影响，若采用水准测量方法，一般较容易控制。

　　2.贯通误差控制措施

　　(1)注意原始资料的可靠性，起算数据应准确无误;

　　(2)各项测量工作都要有可靠的独立检核，要进行复测复算，防止产生粗差;

　　(3)对精度要求很高的重大贯通工程，要采取提高精度的必要技术措施。例如，适当加测陀螺定向边;尽可能增大导线边长;设法提高仪器和目标的对中精度，或采用三联脚架法等;

　　(4)及时对观测成果进行精度分析，并与预计的贯通误差进行对比，必要时返工重测;

　　(5)掘进过程中，要及时进行测量和填图，并根据测量成果及时调整掘进方向和坡度。

　　知识点六、隧道控制及施工测量[掌握]:

洞外控制测量

　　1、洞外平面控制测量

　　洞外平面控制测量的常用方法有中线法、精密导线测量、边角测量、GPS定位等。中线法控制形式最简单，但由于方向控制较差，故只能用于较短的隧道(直线隧道短于1 km，曲线隧道短于500 m); GPS定位精度高，选点灵活，无需通视，观测时间短，是目前隧道控制网建立的首选方法。

　　2、洞外高程知识点六、制测量：洞外一般采用二、三等水准布设高程控制。

　　进洞测量

　　直线隧道进洞以线路中线作为纵轴，曲线隧道进洞以一条切线方向作为纵轴

　　洞内控制测量

　　1、洞内平面控制测量

　　洞内平面控制测量常采用中线法、导线法两种方式。

　　2、洞内高程控制测量

　　洞内高程由洞外高程控制点向洞内测量传算，结合洞内施工特点，每隔200～500 m设立一对高程点以便检核;为便于施工使用，每隔100 m应在拱部边墙上设立一个水准点。

　　因洞内施工干扰大，常使用挂尺传递高程。

　　洞内施工测量

　　洞内施工测量的工作内容主要包括洞口定线放样、洞内中线测量、洞内腰线测设、开挖断面测量、衬砌放样等。

第7节 3.7 地下管线测量

知识点一、概述[熟悉]:

知识点 概述

　　(一)地下管线与地下管线测量

　　地下管线指埋设于地下的地下管道和地下电缆，主要包括给水、排水、燃气、热力、工业管道以及电力、电信电缆等;

　　地下管线测量指为各种地下管线及其附属设施的规划、设计、施工、运营及维修等所进行的测量工作。从工程对象上看，地下管线测量属于线路工程测量;从业务范围上看，地下管线测量属于市政工程测量;

　　地下管线测量可分为新建地下管线工程测量和已有地下管线探查测量。已有地下管线探查测量(简称地下管线探测)指确定地下管线空间位置和属性的测量工作;

　　地下管线探测的工作内容一般包括地下管线探查和地下管线测绘，根据需要，还包括地下管线信息管理系统建立。地下管线探查是通过现场调查和仪器探查，查明地下管线的埋设位置、深度和相关属性，并在地面设置管线点标志;地下管线测绘是对所设管线点的平面位置和高程进行测量，并编绘地下管线图。

　　(二)地下管线探测任务分类

　　地下管线探测任务按具体对象可分为市政公用管线探测、厂区或住宅小区管线探测、施工场地管线探测、专用管线探测四类。

　　(三)地下管线探测过程

　　主要包括：①资料搜集和踏勘;②仪器检验和方法试验;③技术设计;④实地调查和仪器探查;⑤控制测量;⑥管线点测量;⑦地下管线图编绘;⑧地下管线数据库建立。

　　知识点二、地下管线图测绘与建库[熟悉]:

知识点 地下管线图测绘与建库

　　(一)地下管线图测绘

　　地下管线图分为综合管线图和专业管线图两种。二者区别在于综合管线图包含所有管线信息和地形信息，专业管线图上除管线周围地形信息外，只包括单一专业管线信息。

　　地下管线图测绘方法与城市大比例尺地形图测绘方法相同，只是在测量的内容上增加了地下空间(地下管线及其附属设施)部分。

　　(二)地下管线数据建库

　　地下管线数据库一般包括地下管线数据和必要的地形数据。地下管线数据包括地下管线要素的空间数据和属性数据。

　　知识点三、地下管线探测方案设计[掌握]:

知识点 地下管线探测方案设计

　　(一)基本技术要求

　　1.基本技术要求

　　地下管线探测前，应全面收集、整理和分析测区范围内的已有地下管线资料和有关测绘资料;

　　城市地下管线探测应采用城市坐标系统和高程基准;厂区或住宅小区管线探测、施工场地管线探测必要时可采用测区的建筑坐标系;

　　探查工作开始前，应在探查区或邻近的已知管线上进行方法试验，确定方法和仪器的有效性、精度和最佳工作参数;

　　地下管线图的比例尺、分幅等指标应与城市基本比例尺地形图一致;

　　地下管线测量一般采用cjj/t8-2011《城市测量规范》和cjj61-2003《城市地下管线探测技术规程》作为技术标准。

　　2.基本精度指标

　　(1)地下管线隐蔽管线点的探查精度：平面位置限差为0.1h;埋深限差为0.15h。(式中，h为地下管线的中心埋深，单位为cm。当h小于100cm时以100cm代入计算);

　　(2)地下管线点的测量精度：平面位置中误差不得大于5cm(相对于邻近控制点);高程测量中误差不得大于3cm(相对于邻近控制点);

　　(3)地下管线图测绘精度：地下管线与邻近的建筑物、相邻管线以及规划道路中心线的间距中误差不得大于图上0.5mm。

　　(二)地下管线探测方法

　　地下管线探测包括明显管线点的实地调查、隐蔽管线点的物探调查和开挖调查三种方法，在实际工作中几种方法往往需要结合进行。

　　知识点四、地下管线探测[熟悉]:

知识点 地下管线探测

　　(一)地下管线探查

　　在充分利用已有资料的基础上，地下管线探查采用实地调查和仪器探查相结合的方法进行;

　　管线位置探明后，应在地面设置管线点的明显标志、标注编号，并填写探查记录，利用大比例尺地形图标绘探查草图;

　　管线点包括线路特征点和附属设施中心点。管线点一般设置在管线交叉点、分支点、转折点、变材点、变坡点、变径点、起讫点以及管线上的附属设施中心点;无特征点的长直线段上也应设置管线点，以控制走向;当管线弯曲时，至少应在弧段的起、中、终点上设置管线点。

　　(二)地下管线测量

　　1.控制测量

　　地下管线测量是在城市基础测绘工作的基础上进行的，因此地下管线控制测量应以城市基本控制网为依据，适当进行控制网加密。

　　2.管线点测量

　　在地下管线探查工作完成后，依据管线点地面标志和编号进行管线点测量。

　　管线点的平面位置可在图根控制点上采用极坐标法、导线串联法或支导线法测定;管线点的高程采用图根水准或三角高程联测。

　　知识点五、质量控制与成果归档[熟悉]:

知识点 质量控制与成果归档

　　(一)管线探测质量检验

　　每个工区必须在隐蔽管线点和明显管线点中，分别按不少于总数5%的比例，随机抽取管线点进行重复探查，检查管线探查的数学精度和属性调查质量;

　　每个工区应在隐蔽管线点中，按不少于总数1%的比例，随机抽取管线点进行开挖验证，检查管线点的数学精度;

　　地下管线图的质量检验方法和要求与工程地形图基本相同。

　　(二)管线探测成果归档

　　一般应包括：①技术设计书，技术总结;②管线调查、探查资料;③管线测量观测、计算资料;④地下管线图、成果表;⑤地下管线数据库;⑥仪器检定和检校资料;⑦检查报告，验收报告。

第8节 3.8 工程竣工测量

知识点一、概述[熟悉]:

知识点 概述

　　(一)竣工测量

　　竣工测量指工程竣工时，对建(构)筑物或管网等的实地平面位置、高程进行的测量工作。

　　按工程对象，竣工测量可分为建筑竣工测量、线路竣工测量、桥梁竣工测量、地下管线竣工测量。工程及其单项工程完成后，施工单位必须进行竣工测量。竣工测量工作内容包括控制测量、细部测量(亦称竣工测量)、竣工图编绘等。

　　(二)竣工图

　　竣工图是工程完成后，符合工程实际状况的施工图。竣工图包括竣工总平面图、专业分图、断面图等。

　　竣工总平面图(简称竣工总图)是设计总平面图在施工后实际情况的全面反映，是反映工程质量的重要依据。

　　知识点二、竣工测量方案设计[掌握]:

知识点 竣工测量方案设计

　　(一)基本技术要求

　　控制测量的坐标系统和高程基准应与施工坐标系和高程基准保持一致。一般应充分利用原有的施工控制网点，不另行建立竣工控制网;

　　竣工总图应根据设计和施工资料进行编绘。当资料不全无法编绘时，宜采用全站仪测图等数字成图方法进行实测;

　　竣工总图的坐标系统、比例尺、图幅大小、图上注记、线条规格应与原设计总平面图一致;

　　竣工测量一般采用gb50026-2007《工程测量规范》、cjj/t8-2011《城市测量规范》和相关专业测量规范作为技术标准。

　　(二)竣工测量内容

　　(1)工业厂房及一般建筑物包括房角坐标，管线进出口位置和高程，并附房屋编号、结构、层数、面积和竣工时间等资料;

　　(2)铁路和公路等交通线路包括起止点、转折点、交叉点的坐标，曲线要素，桥涵等构筑物位置和高程，人行道、绿化带界线等;

　　(3)地下管网包括检修井、转折点、起终点坐标，井盖、井底、沟槽和管顶高程，并附注管道及检修井的编号、名称、管径、管材、间距、坡度和流向;

　　(4)架空管网包括转折点、节点、交叉点坐标，支架间距，基础面高程;

　　(5)特种构筑物包括沉淀池、污水处理池、烟筒、水塔等的外形、位置及高程;

　　(6)绿化环境工程的位置及高程;

　　(7)测量控制网点的坐标和高程。

　　知识点三、竣工测量实施[熟悉]:

 知识点 竣工测量实施

　　(一)建筑竣工测量

　　1.平面位置及四至关系测量

　　2.高程及高度测量

　　(二)线路竣工测量

　　1.中线测量

　　2.高程测量

　　3.横断面测量。通过横断面测量主要检查路基宽度，侧沟、天沟的深度和宽度，路基护道宽度等是否符合设计要求，若不符合要求应进行整修。

　　(三)桥梁竣工测量

　　工作内容主要包括桥梁墩台竣工测量、桥梁架设竣工测量。墩台竣工测量主要包括测定各墩台的跨度、丈量墩台各部尺寸、测定支承垫石顶面高程等工作;桥梁架设竣工测量主要包括测定主梁弦杆的直线性、梁的拱度、立柱的竖直性、各墩上梁的支点与墩台中心的相对位置等工作。

　　(四)地下管线竣工测量

　　工作内容主要包括管线点调查和管线点测量。管线点调查的任务是查明管线管材、特征、附属物、管径或管块断面尺寸、埋深、电缆根数、埋设年代、权属单位、连接方向、电压值等属性，并填写管线点调查表;管线点测量的任务是对于各种管线的起止点、转折点、分支点、交叉点、变径点、变坡点及每隔适当距离的直线点等，采用导线串联法、极坐标法等解析法采集管线点坐标和高程，标绘竣工测量草图，编制管线点成果表。

　　知识点四、竣工总图编绘[熟悉]:

知识点 竣工总图编绘

　　(一)编绘资料

　　编绘竣工总图应充分利用设计和施工资料，主要有：总平面布置图、施工设计图、设计变更文件、施工检测记录、竣工测量资料，以及其他相关资料。

　　(二)编绘原则

　　竣工总图遵循现场测量为主，资料编绘为辅的原则进行编绘。具体要求如下：①施工中应根据施工情况和设计变更文件及时编绘竣工总图;②单项工程竣工后应立即进行实测并编绘竣工总图;③对于设计变更部分，应按实测资料绘制;④地下管道及隐蔽工程，应根据回填前的实测数据编绘。

　　(三)编绘过程

　　(1)底图处理。根据工程竣工总图和各专业分图的要求内容，将设计总平面图按专业进行分层处理，展绘出所有控制点的位置，注记出各种设计元素，为制作竣工总图做好准备。

　　(2)总图编制。

　　知识点五、质量控制与成果归档[熟悉]:

知识点 质量控制与成果归档

　　(一)竣工测量质量检验

　　竣工总图的质量检验方法和要求与大比例尺数字地形图基本相同;

　　竣工总图应经原设计及施工单位技术负责人审核、会签。

　　(二)竣工测量成果归档

　　竣工测量成果的整理归档一般应包括;①技术设计书，技术总结;②竣工测量观测、计算资料③竣工总图、专业分图、断面图;④细部点成果表;⑤仪器检定和检校资料;⑥检查报告，验收报告。

第9节 3.9 变形与形变监测

知识点一、概述[熟悉]:

知识点 概述

　　(一)变形与形变监测

　　变形是物体在外来因素作用下产生的形状和尺寸的改变。变形分为变形体自身的形变(伸缩、错动、弯曲和扭转)、变形体的刚体位移(整体平移、整体转动、整体升降和整体倾斜)两类，一般称前者为形变，称后者为变形。

　　变形监测(亦称变形测量、变形观测)指利用测量仪器或专用仪器对变形体的变化状况进行监视、监测的测量工作。

　　形变监测指对地壳或地面的水平和垂直运动所进行的变形监测工作。其目的是监测地震前兆或评价区域构造的稳定性。

　　变形监测是通过测量位于变形体上有代表性的离散点(变形观测点)的变化来描述变形体的变形。变形监测分静态变形监测和动态变形监测，静态变形通过周期观测得到，动态变形通过持续监测得到。

　　(二)变形监测对象

　　主要包括：城市、工矿区等地面沉降监测(亦称地面形变监测)和工程建(构)筑物三维变形监测、滑坡体滑动监测等。目前，最具代表性的变形体主要有高层建筑、大坝、桥梁、隧道、边坡、矿区地表等。

　　(三)变形监测特点

　　(1)重复观测;

　　(2)精度要求较高;

　　(3)测量方法综合应用;

　　(4)数据处理要求严密。

　　(四)变形监测内容

　　变形监测包括几何量监测和物理量监测。几何量监测内容主要包括水平位移、垂直位移和偏距、倾斜、挠度、弯曲、扭转、震动、裂缝等测量。物理量监测内容主要包括应力、应变、温度、气压、水位、渗流、渗压、扬压力等测量。

　　知识点二、静态监测方法[掌握]:

静态变形监测

　　1.常规大地测量方法

　　2.gps测量方法

　　3.合成孔径雷达干涉测量方法

　　4.准直测量方法

　　通过测量变形观测点偏离基准线的距离，确定某一方向上点位相对于基准线的变化。准直测量包括水平准直和铅直两种方法。

　　5.液体静力水准测量方法

　　该法为利用静止液面原理来传递高程的方法，可以测出两点或多点间的高差。一般将一个观测头安置在基准点，其他观测头安置在变形观测点上，通过点之间的差值即可得出观测点相对基准点的高差。该法适用于建筑物基础、混凝土坝基础、廊道和土石坝表面的垂直位移观测。

　　6.特殊监测方法

　　知识点三、变形监测实施[掌握]:

变形监测实施

　　(一)变形监测网布设

　　变形监测网一般布设为基准网、监测网两级。基准网由基准点和工作基点构成;监测网由部分基准点、工作基点和变形观测点构成。

　　采用大地测量方法进行变形监测网布设时，对于大型建筑物、滑坡等，水平位移监测网宜布设三角形网、导线网、gps网等;对于分散、单独的小型建筑物，水平位移监测网可布设监测基线(如视准线)。垂直位移监测网一般布设为环形水准网。

　　(二)变形观测

　　1.沉降观测

　　沉降观测(亦称垂直位移观测)是测量变形体在垂直方向上的位移。沉降观测的常用方法是水准测量，有时也采用液体静力水准测量及三角高程测量等方法。

　　2.位移观测

　　水平位移观测是测量变形体在水平方向上的移动。水平位移观测方法包括地面测量方法、数字近景摄影测量方法、gps测量方法和特殊测量方法(如视准线、激光准直法)等。

　　3.倾斜观测

　　倾斜观测是各种高层建筑物变形监测的主要内容。倾斜观测分为如下两类：

　　(1)相对于水平面的倾斜(如建筑基础倾斜);

　　(2)相对于垂直面的倾斜(如建筑主体倾斜)。

　　4.动态变形观测

　　动态变形观测通常是测量变形体在日照、风荷、振动等动荷载作用下而产生的变形。动态变形观测应测定变形体在一定时间段内的瞬时变形量，计算变形特征参数，分析变形规律。动态变形的变形观测点应选在变形体受动荷载作用最敏感并能稳定牢固地安置传感器、接收靶和反光镜等照准目标的位置上。

　　5.地面形变观测

　　地面形变观测包括地面沉降观测、地震形变观测等。目前，地面形变观测主要采用水准测量、gps测量、雷达干涉测量(insar)等方法。

　　(三)数据处理与分析

　　1.观测数据处理

　　每期变形观测结束后，应依据测量误差理论和统计检验原理，对获得的观测数据及时进行平差计算和处理，并计算各种变形量。变形观测数据的平差计算中，应利用稳定的基准点作为起算点，使用严密的平差方法，剔除含有粗差的观测数据，确保平差计算所用的观测数据、起算数据准确无误。

　　2.变形几何分析

　　变形几何分析的任务是确定变形量的大小、方向及其变化，其内容包括基准点稳定性分析和观测点变动分析。

　　3.变形物理解释

　　变形物理解释的任务是确定变形体的变形和变形原因之间的关系，解释变形原因。其工作为建立变形量与变形因子关系的数学模型，并对模型的有效性进行检验和分析。变形物理解释的方法有统计分析法、确定函数法(力学模型分析法)和混合模型法。

　　知识点四、动态监测方法[掌握]:

动态变形监测

　　1.实时动态gps测量方法

　　将一台gps接收机安置在变形体外稳固处作为连续运行的基准站，另外一台或数台gps接收机天线安置在变形点上作为流动站进行连续观测。

　　2.近景摄影测量方法

　　在变形体周围的稳定点上安置高精度数码相机，对变形体进行摄影，然后通过数字摄影测量处理获得变形信息。该法的特点是：信息量丰富，可同时获得变形体上大批目标点的变形信息;摄影影像完整记录了变形体各时期的状态，便于后续处理;外业工作量小，效率高，劳动强度低;可用于监测不同形式的变形，如缓慢、快速或动态的变形;观测时不需要接触被监测物体等。

　　3.地面三维激光扫描方法

　　利用地面三维激光扫描系统以一定间隔对变形体表面进行扫描，大量采集三维坐标数据(点云数据)，通过去噪、拟合和建模，获得变形体的变形信息。该法的特点是信息全面和丰富;对变形体非接触测量;便于对变形体进行整体变形研究等。

　　知识点五、变形监测方案设计[熟悉]:

知识点 变形监测方案设计

　　(一)基本技术要求

　　1.设计要求

　　工作开始前，应收集相关的地质和水文资料及工程设计图纸;

　　变形监测一般采用国家坐标系统和高程基准，或测区原有的独立坐标系和高程基准，较小规模的监测工程，也可采用假定坐标系和高程基准;

　　变形监测网一般应进行同时顾及精度、可靠性、灵敏度及费用准则的优化设计;

　　变形监测一般采用gb50026-2007《工程测量规范》、jgj8-2007《建筑变形测量规范》作为技术标准。

　　2.观测要求

　　各观测周期的变形监测应满足的要求是：①在较短的时间内完成;②采用相同的观测路线和观测方法;③使用同一仪器和设备;④观测人员相对固定;⑤记录相关的环境因素，包括荷载、温度、降水、水位等;⑥采用统一基准处理数据。

　　3.预警要求

　　每期观测结束后，应及时处理观测数据，当数据处理结果出现下列情况之一时，必须即刻通知建设单位和施工单位采取相应措施：①变形量达到预警值或接近允许值;②变形量出现异常变化;③建(构)筑物的裂缝或地表的裂缝快速扩大。

　　4.变形分析要求

　　对于较大规模或重要的工程，变形分析的内容一般包括：①观测成果的可靠性分析;②变形体的累计变形量和两相邻观测周期的相对变形量分析;③相关影响因素的作用分析;④回归分析;⑤有限元分析。

　　较小规模的工程，至少应包括前三项内容。

　　(二)监测等级与精度

　　(三)监测网点布设

　　1.基准点

　　基准点是变形监测的基准，应布设在变形影响区域外稳固可靠的位置。每个工程至少应布设三个基准点。大型工程的变形监测，其水平位移基准点应采用观测墩，垂直位移基准点宜采用双金属标或钢管标。

　　2.工作基点

　　工作基点是直接测定观测点的控制点，在一周期变形监测过程中应保持稳定，可选在比较稳定且方便使用的位置。设立在工程施工区域内的水平位移监测工作基点宜采用观测墩，垂直位移监测工作基点可采用钢管标。对于通视条件较好的小型工程，可不设立工作基点，直接在基准点上测定变形观测点。

　　3.变形观测点

　　变形观测点(亦称目标点、变形点、监测点)应布设在变形体的地基、基础、场地及上部结构等能反映变形特征的敏感位置。

　　(四)变形观测周期

　　变形观测周期的确定应以能系统地反映变形体的变形过程且不遗漏其变化时刻为原则，根据变形体的变形特征、变形速率、观测精度及外界影响因素等综合确定。

　　变形观测过程中，变形发生显著变化时，应及时增加观测频率。

　　知识点六、质量控制与成果归档[熟悉]:

质量控制与成果归档

　　(一)变形监测质量控制

　　1.监测资料检核

　　监测资料检核采用的主要方法包括：原始记录与变形值计算校核，原始资料的统计分析及原始实测值的逻辑分析。

　　2.监测成果质量检验

　　检验内容包括：执行技术设计书、技术标准、政策法规情况;使用仪器设备及其检定情况;记录和计算所用软件系统情况;基准点和变形观测点的布设及标石、标志情况;实际观测情况;基准点稳定性检测与分析情况;观测限差和精度统计情况;记录的完整准确性及齐全性;观测数据的各项改正情况;计算过程的正确性、资料整理的完整性、精度统计和质量评定的合理性;变形测量成果分析的合理性;提交成果的正确性、可靠性、完整性;技术总结内容的完整性、统计数据的准确性及结论的可靠性、成果签署的完整性和符合性等。

　　(二)变形监测成果归档

　　1.观测资料整理

　　2.监测成果表达

　　变形监测的成果主要采用文字、表格和图形等形式进行表达，也可采用多媒体技术、仿真技术、虚拟现实技术等进行表达。

　　3.成果归挡

　　变形监测任务全部完成后或委托方需要时，应提交成果包括：①技术设计书，技术总结;②变形监测网点分布图;③变形观测、计算资料;④变形曲线图、成果表;⑤变形分析、预报资料;⑧仪器检定和检校资料;⑦检查报告，验收报告。

第10节 3.10 精密工程测量

知识点一、 概述[熟悉]:

知识点 概述

　　(一)精密工程测量

　　精密工程测量指以绝对精度达到毫米量级，相对精度达到10-6量级的测量精度，采用先进的测量方法、仪器和设备，在特殊条件下进行的测量工作。其任务是准确求定控制点和工作点的平面坐标、高程，以及进行精密定向、精密准直、精密垂准等。

　　精密工程测量的工作内容与普通工程测量相似，主要包括精密工程控制网建立(如特大型桥梁)、精密施工放样(如超高层建筑物)、精密设备安装与检测(如高能粒子加速器)、精密变形监测(如大型水坝);

　　精密工程测量一般采用gb50026-2007《工程测量规范》和gb/t15314-1994《精密工程测量规范》作为技术标准。

　　(二)精密工程测量特点

　　与普通工程测量相比，精密工程测量具有如下特点：

　　(1)在信息获取的精度方面有更高的要求;

　　(2)研究新的测量技术、实施方案和数据处理方法，形成一套专门为高精度工程测量所需的理论、方法和技术;

　　(3)精密工程测量是服务于各种工程中精度要求“特高”“特难”的那部分工作，服务范围相对较小，但重要性十分显著，起着关键性的作用;

　　(4)精密工程测量所用的仪器设备必须具有较高的性能，以保证测量成果的精度、可靠性和有效性。

　　(三)方案设计内容与过程

　　精密工程测量方案设计的内容一般包括：收集各种有关的资料，深刻理解对精度要求的含义，找出关键问题及拟定处理方案，对成功经验的吸收和考虑用不同方法进行验证等。

　　精密工程测量方案设计的基本步骤为：

　　(1)对工程区的环境条件、工程及水文地质、气候特点等进行详细地分析和描述，并分析总结这些条件对测量作业的影响;

　　(2)确定工程区基准，在详细进行精度分析和遵循有关规范条款的基础上，兼顾整个工程区建设的需要，提出控制方案和施测方法，并进行精度预估等;

　　(3)确定测量中的关键技术所在，结合经验，并在广泛吸收同类工程实例的成功经验的基础上，提出多个实施方案;

　　(4)拟定数据处理方法;

　　(5)对方案可行性的论证、工作量和经费的概算等。

　　知识点二、工业设备形位检测[掌握]:

知识点 工业设备形位检测

　　(一)形位检测任务与特点

　　工业设备形位检测的任务主要包括：①在工业设备安装时，将设备构件按规定精度和工艺流程的需要安置到设计位置;②在工业设备检修时，对设备构件的位置进行检测;③在工业生产过程中，对生产部件进行外形检测等。

　　与一般测量工作相比，工业设备形位检测的特点是对测量精度的要求高，受到现场条件限制，有时受到工作时间限制，以及需要专用的仪器设备等。

　　(二)精密安装控制网建立

　　大型设备的安装和检修，必须建立安装控制网。安装控制网通常布设成由规则图形构成的精密微型网。对于大型精密设备，安装控制网的控制点点位中误差通常要求不超过1mm。

　　(三)形位检测方法与选择

　　常用方法包括：电子经纬仪(或全站仪)基于前方交会的测量方法;全站仪(或激光跟踪仪)基于极坐标的三维坐标测量方法;近景摄影测量方法;激光准直测量方法等。

　　工业设备形位检测方法的选择原则如下：

　　(1)选择工业设备形位检测用的电磁波测距仪或扫描仪，其测量精度可达±(0.02～2)mm;

　　(2)由于测角仪器的最佳极限高精度是最短视距与仪器测角中误差的乘积。因此，缩短观测距离和选用高精度仪器，是保证工业设备形位检测精度的根本保证;

　　(3)近景摄影测量的极限高精度是像点点位中误差与影像比例尺分母的乘积;

　　(4)对于运动物体的形位检测，进行直接测量或摄影测量的传感器工作频率是重要技术指标。

　　知识点三、精密工程测量方法[掌握]:

知识点 精密工程测量方法和仪器

　　(一)精密角度测量

　　精密角度测量通常使用高精度的光学经纬仪、电子经纬仪或全站仪。如徕卡tps2000系列全站仪等，仪器的一测回方向标准偏差可达到±0.5“，且具有动态角度扫描系统及三轴自动补偿、目标自动识别和动态频率校正等功能。

　　(二)精密距离测量

　　数百米内的精密距离测量使用因瓦基线尺比较方便。用特制的因瓦基线尺配合显微镜读数及专门的机械装置，可使一尺段的测量误差降低到几微米，相对精度高于10-6;

　　数百米至数千米的精密距离测量宜使用精密的光电测距仪(或全站仪);

　　双频激光干涉仪是目前测长仪中精度较高的一种仪器，它能在较差的环境中达到5×10-7左右的测量精度，测程可达数十米，而且自动化程度高，适用于精密距离测量以及测距仪、全站仪测距精度的自动检测。

　　(三)精密高程测量

　　目前，几何水准测量仍是精密高程测量的最主要方法。为了进一步提高几何水准的精度及作业速度，自动安平水准仪、电子水准仪得到了广泛应用。

　　液体静力水准测量具有高精度、遥测、自动化、可移动和可持续测量等特点，已成为一种新的工程水准测量方法。它一般不用于建立精密高程控制网，只用于特殊条件下的工程水准测量。

　　(四)精密准直测量

　　在大坝、防洪大堤及其他构筑物的变形监测，以及高精度的机械设备安装中，需要观测基本位于同一水平基准线上的许多点的偏移值，称为准直测量。

　　准直测量可采用光学测量方法(有小角法、活动标牌法)、光电测量方法(有激光准直法等)、机械法(有引张线法)等。

　　(五)精密垂准测量

　　垂准测量是以过基准点的铅垂线为垂直基准线，测定沿垂直基准线分布的目标点相对于铅垂线的水平距离。与准直测量一样，铅垂线可以用光学法、光电法或机械法产生。

　　知识点四、精密工程控制网布设[掌握]:

知识点 精密工程控制网布设

　　(一)控制网布设方案设计

　　精密工程控制网一般一次布网;

　　精密平面控制网通常布设为固定基准下的独立网;

　　精密高程控制网主要采用水准测量的方法建立，布设为闭合环或附合路线构成的结点网;

　　精密工程测量的平面点常采用带有强制对中装置的测量标志。

　　(二)特殊精密控制网布设

　　1.直伸形三角网

　　在线状设备的安装或直线度、同轴度要求较高的设备安装工程中，需要建立直线控制，可布设直伸形三角网。

　　2.环形控制网

　　在环形粒子加速器工程施工中，为精确放样储能环上的磁块等设备，并在运行期间监测其变形，需要建立环形控制，此时可布设环形控制网。

　　3.三维控制网

　　在高山区或深切割河谷地带，若垂线偏差不够精确或不予考虑，则其影响将远大于测角、测距误差的影响。将三维观测数据统一处理，可以有效解决垂线偏差问题。因此，在这类地区建立精密工程控制时，需要布设三维控制网。

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