關(guān)于工程測(cè)量三角網(wǎng)應(yīng)用研究

童春林

摘 要：本文就以完成的南芬露天礦引水隧洞貫通測(cè)量工作為例，在具體測(cè)量工作中，如何采用必要的方法和施測(cè)手段建立三角網(wǎng)滿足工程測(cè)量規(guī)范及設(shè)計(jì)施工要求。

關(guān)鍵詞：三角網(wǎng)；精度分析；結(jié)論

一、對(duì)已有控制點(diǎn)成果的分析

整個(gè)測(cè)區(qū)坐落在南芬露天礦北部山區(qū)，控制面積約7平方公里。欲開兩條引水隧洞，分上游洞和下游洞。上游洞3139米，下游洞1116米。其中一段為斜井，而且邊長(zhǎng)很短，這樣就大大降低了貫通精度。施工采取相向掘進(jìn)法。所以，控制測(cè)量測(cè)設(shè)近井點(diǎn)要求精度很高。對(duì)已有地形圖和現(xiàn)場(chǎng)勘察了解，在側(cè)區(qū)內(nèi)有兩個(gè)國(guó)家三等三角點(diǎn)（Ⅲ1、Ⅲ7），可作為布置三角網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)。

二、布網(wǎng)方案的擬定

根據(jù)引水隧洞貫通測(cè)量的精度要求，并參照《冶金勘察測(cè)量規(guī)范》，首級(jí)平面控制應(yīng)布四等三角網(wǎng)。呈半圓多邊形網(wǎng)，由網(wǎng)中心的兩個(gè)國(guó)家三等三角點(diǎn)為起算數(shù)據(jù)和觀測(cè)方向，并在四等三角網(wǎng)基礎(chǔ)上加密，又可構(gòu)成一個(gè)一級(jí)小三角網(wǎng)，其控制點(diǎn)可直接做在洞口附近。（見南芬露天礦引水隧洞控制網(wǎng)平面布置圖）最后準(zhǔn)確測(cè)定出近井點(diǎn)，保證隧洞正常貫通。

三、現(xiàn)場(chǎng)選點(diǎn)與中心標(biāo)石的埋設(shè)

經(jīng)過技術(shù)設(shè)計(jì)、擬定布網(wǎng)方案及圖上選點(diǎn)，還要經(jīng)過實(shí)地選點(diǎn)對(duì)方案進(jìn)行補(bǔ)充和修改，使三角網(wǎng)的點(diǎn)位達(dá)到理想要求；

1、點(diǎn)位選在展望良好、利于擴(kuò)展、土質(zhì)堅(jiān)實(shí)的制高點(diǎn)上，有利于長(zhǎng)期保存，觀測(cè)方便。

2、控制網(wǎng)的圖形盡量接近等邊三角形，三角形的內(nèi)角在30～120度之間

3、相鄰三角點(diǎn)的方向通視良好，視線盡量避免接近山坡、森林和各種障礙物。

為節(jié)省人力、時(shí)間和材料，一級(jí)小三角中心標(biāo)石的埋設(shè)，盡可能利用測(cè)區(qū)內(nèi)舊有的點(diǎn)標(biāo)石或座落在基巖上。新埋設(shè)的四、五等點(diǎn)的造標(biāo)埋石按技術(shù)規(guī)范要求執(zhí)行。

四、外業(yè)觀測(cè)水平角觀測(cè)

用J2級(jí)經(jīng)緯儀采用全園方向觀測(cè)法全部測(cè)定其內(nèi)角。根據(jù)規(guī)范規(guī)定，四等三角網(wǎng)可采用6個(gè)測(cè)回全園方向觀測(cè)，應(yīng)滿足以相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)。

為保證三角網(wǎng)精度，滿足技術(shù)指標(biāo)要求，必須采取必要的施測(cè)手段和方法：

1、利用測(cè)區(qū)條件，選出最佳控制網(wǎng)圖形

2、仔細(xì)檢查校正儀器，嚴(yán)格滿足幾何條件，避免和減少儀器本身帶來的系統(tǒng)誤差

3、專人觀測(cè)，邊觀測(cè)邊檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理

4、因受地區(qū)條件限制，個(gè)別三角形圖形不佳，應(yīng)增加必要的水平角觀測(cè)測(cè)回?cái)?shù)，保證三角網(wǎng)的整體精度

5、盡量利用無風(fēng)天氣和成像好的天氣進(jìn)行觀測(cè)

實(shí)踐證明，我們?cè)谧鳂I(yè)中用科學(xué)的方法和思想來指導(dǎo)，嚴(yán)格執(zhí)行測(cè)量技術(shù)規(guī)范，抓住主要矛盾，對(duì)重要環(huán)節(jié)不放過，外業(yè)觀測(cè)成果一次性驗(yàn)收合格，避免了返工復(fù)測(cè)現(xiàn)象。

五、內(nèi)業(yè)成果的計(jì)算與精度評(píng)定

1）外業(yè)觀測(cè)資料的整理。經(jīng)過野外作業(yè)取得了計(jì)算所需的全部觀測(cè)數(shù)據(jù)后，為可靠地應(yīng)用這些外業(yè)成果資料，在進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算之前必須對(duì)外業(yè)觀測(cè)資料全面仔細(xì)地檢查和整理，查看是否有遺漏、記錯(cuò)或算錯(cuò)的地方，各限差是否在允許范圍內(nèi)。外業(yè)觀測(cè)資料的整理內(nèi)容主要包括；控制點(diǎn)點(diǎn)之記、水平角觀測(cè)記錄；各項(xiàng)限差的計(jì)算；繪制控制網(wǎng)略圖等。待內(nèi)業(yè)計(jì)算工作全部結(jié)束后，按順序裝訂成冊(cè)，歸檔備查。

2）內(nèi)業(yè)計(jì)算。南芬露天礦引水洞四等三角網(wǎng)平差采用測(cè)量平差軟件平差得出成果。

六、三角網(wǎng)可靠程度精度分析

南芬引水隧洞控制網(wǎng)是以兩個(gè)國(guó)家三等點(diǎn)為起算數(shù)據(jù)并擴(kuò)大布設(shè)成一個(gè)四等網(wǎng)和一個(gè)一級(jí)小三角網(wǎng)。從最后平差后的精度比較來看，四等網(wǎng)實(shí)際測(cè)角中誤差為±2.05秒，最弱邊相對(duì)中誤差1/52000。規(guī)范規(guī)定四等三角網(wǎng)測(cè)角中誤差應(yīng)在±2.5秒之內(nèi)，最弱邊相對(duì)中誤差1/40000。滿足規(guī)范要求。

一級(jí)小三角網(wǎng)實(shí)際測(cè)角中誤差為±2.7秒，最弱邊相對(duì)中誤差1/23000，規(guī)范規(guī)定一級(jí)小三角測(cè)角中誤差±5秒，最弱邊相對(duì)中誤差1/20000。精度滿足規(guī)范要求。

從計(jì)算結(jié)果來看，四等網(wǎng)的實(shí)際精度略高于規(guī)范要求，而一級(jí)小三角網(wǎng)的實(shí)際精度大大高于規(guī)范精度的指標(biāo)。綜合分析的主要原因是：1、由于礦區(qū)原有控制點(diǎn)條件所限，起算邊（III1-III7）才不足2KM，四等網(wǎng)內(nèi)最短邊不足1KM，最小角不足15秒，四等網(wǎng)圖形條件欠佳，強(qiáng)度低，這樣就大大降低了四等網(wǎng)的精度。2、一級(jí)小三角網(wǎng)的精度相對(duì)之所以高，是網(wǎng)的圖形條件好，強(qiáng)度高。網(wǎng)內(nèi)最小角為26度，最大角為26度，平均邊長(zhǎng)1-2.5KM。所以，就相對(duì)精度而言，本例的一級(jí)小三角網(wǎng)優(yōu)于四等網(wǎng)。

實(shí)際的外業(yè)觀測(cè)工作中，由于受地區(qū)條件所限，四等網(wǎng)的圖形條件欠佳，測(cè)角采用6個(gè)測(cè)回觀測(cè)還往往超限，有時(shí)被迫重新觀測(cè)或增加測(cè)回?cái)?shù)。一級(jí)小三角網(wǎng)只采用了兩個(gè)測(cè)回就可達(dá)到規(guī)范要求，外業(yè)觀測(cè)較四等網(wǎng)順利，而精度也較高。

四等網(wǎng)精度評(píng)定：

mβ=±√（[vv]/r）=±√（37.79/9）=±2″.05

mlgs= mβ√（1/p）= 2″.05√16.69=8.37

ms/s=1/52000

五等網(wǎng)精度評(píng)定：

mβ=±√（[vv]/r）=±√（80.46/11）= ±2″.07

mlgs = mβ√（1/p）= 2.07√4.87=5.96

ms/s= mlgs /μ*106=5.96/434294=1/73000

七、結(jié)論

從以上分稱，為保證三角網(wǎng)精度的可靠程度，可以得出以下三個(gè)主要結(jié)論：

1）科學(xué)運(yùn)測(cè)區(qū)內(nèi)有利條件，擬定質(zhì)量較高的布網(wǎng)方案，實(shí)地選出較好的控制點(diǎn)點(diǎn)位組成最佳的控制網(wǎng)圖形。

2）選擇高精度的測(cè)角儀器，盡量消除和減少儀器本身帶來的側(cè)角誤差，要做覘標(biāo)偏心改正，必要時(shí)要在觀測(cè)點(diǎn)上立花桿。如果邊長(zhǎng)比例偏大（一般不超過1/3），角度不好，將影響整體控制網(wǎng)的圖形強(qiáng)度，在這種特定環(huán)境下，應(yīng)適當(dāng)增加觀測(cè)次數(shù)，提高測(cè)角精度。

3）掌握好外界觀測(cè)環(huán)境，盡可能的利用早晨或傍晚時(shí)間觀測(cè)，五級(jí)風(fēng)以上或成像不好的天氣則應(yīng)停止外業(yè)觀測(cè)。

根據(jù)本人實(shí)際工作的體會(huì)，布設(shè)三角網(wǎng)如能滿足以上三個(gè)條件，加上具有較強(qiáng)的作業(yè)水平和高度的工作責(zé)任心，就可得到精度較高令人滿意的高等級(jí)三角網(wǎng)。■

參考文獻(xiàn)

[1]《工程測(cè)量規(guī)范》

[2]《冶金勘察測(cè)量規(guī)范》