水利水電工程測(cè)量誤差影響因素及預(yù)防辦法

李長(zhǎng)清

韶關(guān)市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司 廣東 韶關(guān) 512000

引言

隨著我國(guó)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平的全面提高，水利水電工程作為眾多基礎(chǔ)設(shè)施中的關(guān)鍵組成部分，關(guān)乎國(guó)計(jì)民生，因此在施工建設(shè)過(guò)程中必須保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)。而保證工程質(zhì)量的前提是勘測(cè)工作要嚴(yán)抓，其中針對(duì)變形、竣工、水下地形等方面的測(cè)量非常關(guān)鍵，并且隨著技術(shù)、工藝、設(shè)備設(shè)施的不斷升級(jí)，測(cè)量精準(zhǔn)度也有巨大提升。但在實(shí)際的水利水電工程測(cè)量中，仍會(huì)受到諸多因素的影響而出現(xiàn)各種誤差，所以在測(cè)量中采取相應(yīng)的預(yù)防辦法顯得尤為必要。

1 水利水電工程測(cè)量概述

水利水電工程測(cè)量工作屬于項(xiàng)目施工前期準(zhǔn)備階段中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是為了確保設(shè)計(jì)方案順利實(shí)施以及保障項(xiàng)目質(zhì)量與安全所開(kāi)展的實(shí)地?cái)?shù)據(jù)測(cè)量工作。在測(cè)量過(guò)程中，要用到科學(xué)合理的測(cè)量方法與測(cè)量技術(shù)，進(jìn)而為水利水電工程項(xiàng)目建設(shè)提供精準(zhǔn)位置、形狀、規(guī)格等數(shù)據(jù)[1]。通常來(lái)講，水利水電工程測(cè)量包含地形測(cè)繪、施工放樣、工程監(jiān)測(cè)、項(xiàng)目施工變形監(jiān)測(cè)等方面。

2 水利水電工程測(cè)量誤差影響因素

2.1 測(cè)量方法因素

在水利水電工程測(cè)量過(guò)程中，一定要綜合考量工程項(xiàng)目本身特點(diǎn)及所在區(qū)域環(huán)境的特征。一般來(lái)講，要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)情選擇合適的測(cè)量方法。然而在實(shí)際測(cè)量中往往會(huì)受到諸多因素的影響，即便是再先進(jìn)的設(shè)備與專(zhuān)業(yè)的人員，也不可避免地會(huì)出現(xiàn)誤差，進(jìn)而影響項(xiàng)目建設(shè)。實(shí)際測(cè)量中方法的選擇主要以觀測(cè)條件作為條件，測(cè)量方法可分成直接測(cè)量和間接測(cè)量?jī)煞N，前者的精準(zhǔn)度更高，而后者受影響的因素更多，準(zhǔn)確性要略低于直接測(cè)量方法。鑒于此，水利水電工程的測(cè)量要盡可能選擇直接測(cè)量法，倘若條件不允許而不得不選擇間接測(cè)量，必須將測(cè)量誤差控制到最低。

2.2 測(cè)量?jī)x器因素

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的背景下，如今的水利水電工程測(cè)量技術(shù)手段更加先進(jìn)，通常會(huì)用到GPS空間定位技術(shù)，以及各種現(xiàn)代化、信息化測(cè)繪方式，此時(shí)需要配合使用各種先進(jìn)儀器進(jìn)行測(cè)量，不管是測(cè)量精準(zhǔn)性，還是定位準(zhǔn)確性，均有了巨大提升。如今的水利水電工程測(cè)量不僅會(huì)用到傳統(tǒng)的水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀、全站儀等設(shè)備，還會(huì)用到GPS、遙感儀等新型設(shè)備[2]。隨著測(cè)量設(shè)備的不斷升級(jí)，測(cè)量誤差也會(huì)因?yàn)樵O(shè)備的先進(jìn)性提升而不斷降低。然而在實(shí)際的測(cè)量過(guò)程中，儀器也會(huì)因?yàn)樯a(chǎn)工藝的影響而出現(xiàn)一定誤差，再加上可能人員對(duì)新設(shè)備的不熟悉而出現(xiàn)操作失當(dāng)?shù)那闆r，同樣帶來(lái)誤差。所以，測(cè)量?jī)x器同樣是影響測(cè)量誤差的重要因素。

2.3 自然環(huán)境因素

水利水電工程測(cè)量中，自然環(huán)境因素也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量誤差的出現(xiàn)。第一，地形因素。如果水利水電工程測(cè)量時(shí)所在區(qū)域的地形非常復(fù)雜，便會(huì)影響到測(cè)量的通視條件，也就會(huì)造成測(cè)量誤差。第二，空氣密度因素。如果在海拔較高的地區(qū)展開(kāi)測(cè)量，因?yàn)榭諝饷芏绕投斐蓽y(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)光的折射，水準(zhǔn)儀的精度便會(huì)下降。第三，風(fēng)力因素。風(fēng)力太大會(huì)導(dǎo)致測(cè)量?jī)x器與測(cè)量目標(biāo)物出現(xiàn)搖晃，同樣造成測(cè)量誤差。第四，溫度因素。測(cè)量環(huán)境存在溫度差異，也會(huì)影響測(cè)量?jī)x器的使用狀態(tài)，進(jìn)而直接影響測(cè)量精度，可能出現(xiàn)測(cè)量誤差。

2.4 人為因素

水利水電工程項(xiàng)目測(cè)量工作開(kāi)展中，需要技術(shù)人員操作儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)觀測(cè)，而儀器操作必定會(huì)受到人體感官的影響，因此容易出現(xiàn)誤差。舉例來(lái)講，如果技術(shù)人員在高層控制中用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，倘若未能?chē)?yán)格按照規(guī)定讀數(shù)，那么記錄的測(cè)量數(shù)據(jù)便會(huì)有誤差[3]。在采用儀器測(cè)量之前，必須對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，倘若人員忽略了這一步驟，也有可能造成誤差出現(xiàn)。此外，測(cè)量誤差還與技術(shù)人員的專(zhuān)業(yè)能力水平有關(guān)，技術(shù)水平不過(guò)關(guān)也會(huì)影響測(cè)量精準(zhǔn)度。

3 水利水電工程測(cè)量誤差的有效預(yù)防辦法

3.1 科學(xué)控制水準(zhǔn)儀測(cè)量誤差

在水利水電工程測(cè)量中需要大量用到水準(zhǔn)儀，而水準(zhǔn)儀的使用同樣是測(cè)量誤差的高發(fā)點(diǎn)，所以需要了解清楚出現(xiàn)誤差的主要成因。大量實(shí)踐表明，水準(zhǔn)儀在測(cè)量中會(huì)因?yàn)樗疁?zhǔn)管軸、望遠(yuǎn)鏡等部件未能處在平衡狀態(tài)，所以會(huì)造成測(cè)量誤差的出現(xiàn)。因此，在利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量前，必須做好校正工作，進(jìn)行多輪校正，能夠有效降低誤差出現(xiàn)率。需要注意的是，盡管水準(zhǔn)管軸已處在水平狀態(tài)且管內(nèi)氣泡居中，但倘若未能第一時(shí)間調(diào)整望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)度，視準(zhǔn)軸有偏差，同樣會(huì)影響測(cè)量精準(zhǔn)度。而一旦測(cè)量精準(zhǔn)度不足，便會(huì)出現(xiàn)讀數(shù)誤差，水準(zhǔn)儀長(zhǎng)度與密度密切相關(guān)，也就導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。要預(yù)防這種情況，則在利用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程中，可使用中間法進(jìn)行測(cè)量，首先用普通皮尺開(kāi)展測(cè)量工作，記錄測(cè)量結(jié)果且確定目標(biāo)立尺點(diǎn)。另外，水準(zhǔn)尺同樣會(huì)在使用時(shí)出現(xiàn)誤差，其中包含零點(diǎn)位置誤差、尺長(zhǎng)誤差、尺身刻度誤差等情況。所以，在實(shí)際測(cè)量工作開(kāi)展前，要對(duì)所使用的水準(zhǔn)尺進(jìn)行本體誤差檢查。比如，通過(guò)標(biāo)尺零點(diǎn)檢測(cè)，能夠有效把控誤差[4]。在水利水電工程的同個(gè)水準(zhǔn)測(cè)量段中，可同時(shí)采用兩個(gè)水準(zhǔn)尺展開(kāi)測(cè)量，以此類(lèi)方法能最大限度降低誤差出現(xiàn)概率，而且也能降低尺身刻度誤差、尺長(zhǎng)誤差的出現(xiàn)概率。

3.2 合理開(kāi)展觀測(cè)工作

第一，水準(zhǔn)管內(nèi)部氣泡必須處在中點(diǎn)位置，然而因?yàn)橛^測(cè)角度存在一定差異，同樣會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。并且如果水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸發(fā)生偏斜，也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)誤差，所以在觀測(cè)時(shí)，需要確保儀器始終維持在調(diào)平狀態(tài)。

第二，在采用水準(zhǔn)儀開(kāi)展水利水電工程測(cè)量工作時(shí)，相關(guān)人員的視差同樣會(huì)造成測(cè)量結(jié)果的誤差，而且設(shè)備的十字絲與尺像無(wú)法有效重合，導(dǎo)致出現(xiàn)誤差的概率非常高。因此，測(cè)量人員在讀數(shù)時(shí)，一定要確保十字絲與尺像完全重合，而且要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行測(cè)量操作，在觀測(cè)前需要進(jìn)行物鏡對(duì)光，防止因?yàn)橐暰€(xiàn)的誤差而出現(xiàn)讀數(shù)失準(zhǔn)的情況。

第三，控制水準(zhǔn)尺因?yàn)閮A斜而導(dǎo)致測(cè)量出現(xiàn)誤差。在開(kāi)展水利水電工程測(cè)量工作時(shí)，一定要確保水準(zhǔn)尺一直維持在直立狀態(tài)，倘若水準(zhǔn)尺存在偏斜情況，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果與實(shí)際不符。另外，還要注意到倘若采用水平面作為測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，用以替代水準(zhǔn)面，出現(xiàn)的高程誤差一定會(huì)比正常測(cè)量時(shí)出現(xiàn)的誤差更加嚴(yán)重。因此，如果水利水電工程對(duì)測(cè)量精度要求非常高，一旦出現(xiàn)距離不夠的情況，則一定要采用水準(zhǔn)面進(jìn)行測(cè)量，而不可以用水平面替代。

3.3 有效消除角度測(cè)量誤差

水利水電工程測(cè)量中的角度測(cè)量誤差主要分為對(duì)中誤差、整平誤差、工作臺(tái)傾斜誤差等方面。第一，有效消除對(duì)中誤差。在展開(kāi)角度測(cè)量的過(guò)程中，測(cè)量?jī)x器出現(xiàn)的對(duì)中誤差會(huì)嚴(yán)重影響測(cè)量結(jié)果，并且還會(huì)與目標(biāo)距離產(chǎn)生反比情況，因此在角度測(cè)量時(shí)需要格外關(guān)注對(duì)中問(wèn)題。第二，有效消除整平誤差。如果儀器擺放不平整，則會(huì)造成儀器的垂直軸與水平軸發(fā)生傾斜。在望遠(yuǎn)鏡圍繞橫軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中，視準(zhǔn)軸掃過(guò)傾斜平面。特別是當(dāng)盤(pán)的左右兩面用于觀察時(shí)，水平誤差會(huì)對(duì)水平角的角度造成影響，而且無(wú)法借助正倒鏡觀察進(jìn)行消除。因此，在測(cè)量前，一定要保證測(cè)量?jī)x的平整性。第三，有效消除工作臺(tái)傾斜誤差。在展開(kāi)角度測(cè)量時(shí)，桿的傾斜會(huì)造成瞄準(zhǔn)點(diǎn)、測(cè)量點(diǎn)出現(xiàn)偏移，進(jìn)而造成誤差。因此，水利水電工程中對(duì)水平角的測(cè)量，一定要確保電桿垂直度達(dá)標(biāo)，而且要與電桿底部對(duì)齊。如果測(cè)量目標(biāo)之間的距離過(guò)近，有必要采取懸掛垂線(xiàn)的手段開(kāi)展測(cè)量作業(yè)。最后，把握測(cè)量鋼尺距離的關(guān)鍵點(diǎn)。在距離測(cè)量過(guò)程中需要遵循“一直、二平、三準(zhǔn)”的原則，其中“直”指的是兩點(diǎn)間的直線(xiàn)長(zhǎng)度需要保證頂線(xiàn)的準(zhǔn)和直；“平”則是指測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的水平距離，而非傾斜的距離，所以尺身需始終保持水平；“準(zhǔn)”代表著精準(zhǔn)的讀數(shù)和投點(diǎn)。另外，前尺與后尺的協(xié)調(diào)性必須注意，拉力需要保證均勻[5]。

3.4 制定針對(duì)性的測(cè)量方案

通過(guò)上文對(duì)測(cè)量誤差的影響因素進(jìn)行分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)主要可分為人為誤差與非人為誤差兩種。倘若是人為誤差，則能通過(guò)提高人員責(zé)任心以及加強(qiáng)人員培訓(xùn)方式予以改善；倘若是非人為誤差，則要深入分析誤差產(chǎn)生的最有可能原因，制定針對(duì)性預(yù)防措施，以完善方案把控好誤差。同時(shí)，在水利水電工程測(cè)量中，開(kāi)展測(cè)量工作的人員必須先對(duì)相關(guān)圖紙予以分析，了解方案中的測(cè)量意圖，保證測(cè)量時(shí)能夠嚴(yán)格按照方案中的結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)放線(xiàn)，才能確保測(cè)量精準(zhǔn)度。同時(shí)，要結(jié)合測(cè)量要求，選擇適用的測(cè)量?jī)x器。

3.5 保證測(cè)量設(shè)備操作正確性

在開(kāi)展水利水電工程測(cè)量工作時(shí)，必須確保所有測(cè)量人員嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行規(guī)范操作，盡量確保測(cè)量的精準(zhǔn)度，同時(shí)也要關(guān)注設(shè)備的定期維保工作。在正式測(cè)量前，先要校驗(yàn)測(cè)量設(shè)備，一旦察覺(jué)問(wèn)題要第一時(shí)間處理，避免測(cè)量誤差出現(xiàn)。一方面，設(shè)備安裝時(shí)一定要優(yōu)選硬度大的區(qū)域，并且要保證安裝區(qū)域的平整性，隨后進(jìn)行固定。另一方面，要了解設(shè)備的規(guī)范操作流程，切不可隨意調(diào)換操作順序，保證測(cè)量精準(zhǔn)度。當(dāng)然，設(shè)備使用之后需要定期展開(kāi)維護(hù)保養(yǎng)，保證設(shè)備始終處在最佳狀態(tài)中。

3.6 提高測(cè)量人員的技術(shù)水平

人為因素是影響水利水電工程測(cè)量誤差的重要因素，唯有保證測(cè)量人員的技術(shù)水平過(guò)硬，才能減少測(cè)量誤差，所以要提高人員的數(shù)據(jù)處理能力及強(qiáng)化對(duì)數(shù)據(jù)的敏感性，了解測(cè)量誤差出現(xiàn)的主要原因，并能夠及時(shí)采取控制措施。所以，測(cè)量人員在日常工作中要加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)測(cè)量技術(shù)的學(xué)習(xí)，熟練操作各種類(lèi)型的測(cè)量設(shè)備，能夠依據(jù)測(cè)量環(huán)境的不同而選擇合理的應(yīng)對(duì)舉措，盡量確保測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性。一方面，測(cè)量人員要有扎實(shí)的圖紙審閱能力，在施工前會(huì)有大量圖紙方案，需要提前熟悉，測(cè)量人員唯有深入了解設(shè)計(jì)人員的想法，把握好圖紙的關(guān)鍵點(diǎn)，才能整理清楚結(jié)構(gòu)之間的邏輯關(guān)系，進(jìn)而優(yōu)選最適用的測(cè)量方案和儀器設(shè)備。另一方面，測(cè)量人員的工作態(tài)度必須端正，因?yàn)樵谒姽こ虦y(cè)量中，所有設(shè)備的操作以及數(shù)據(jù)的記錄，都需要人工完成，倘若測(cè)量人員工作責(zé)任心不強(qiáng)，也會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差，進(jìn)而影響工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量與安全。

3.7 消除自然因素的負(fù)面影響

通過(guò)上文分析可知，在水利水電工程測(cè)量中極易受到外界自然因素的影響，主要包括溫度、陽(yáng)光、風(fēng)力等，均會(huì)影響測(cè)量精準(zhǔn)度。此外，測(cè)量時(shí)如果土質(zhì)較為松軟，也會(huì)造成儀器擺置失穩(wěn)；溫度起伏較大，或是長(zhǎng)時(shí)間曝曬，也會(huì)影響設(shè)備平整性。所以，在正式開(kāi)始測(cè)量工作前，需要選擇合適的測(cè)量時(shí)間和氣候，盡量降低自然因素對(duì)測(cè)量產(chǎn)生的不良影響。比如，應(yīng)當(dāng)選在溫度適宜時(shí)，無(wú)風(fēng)或者微風(fēng)環(huán)境下開(kāi)始測(cè)量。倘若測(cè)量區(qū)域土質(zhì)松軟，應(yīng)當(dāng)在水準(zhǔn)尺下方擺放尺墊，避免水準(zhǔn)尺發(fā)生下沉或位移的情況，減少測(cè)量誤差。

4 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，水利水電工程作為關(guān)乎國(guó)計(jì)民生的重要項(xiàng)目，在工業(yè)生產(chǎn)以及民眾生活方面發(fā)揮著重要作用，因此在施工建設(shè)過(guò)程中必須保證其質(zhì)量與安全。通過(guò)上文分析可知，在水利水電工程的測(cè)量中會(huì)因?yàn)闇y(cè)量方法、測(cè)量?jī)x器、自然環(huán)境以及人為等方面的因素而引發(fā)誤差，進(jìn)而影響到水利水電工程項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量與安全。所以，在測(cè)量中需要有效消除水準(zhǔn)儀測(cè)量誤差、觀測(cè)誤差以及角度誤差，同時(shí)也要致力于制定合理測(cè)量方案、正確操作測(cè)量設(shè)備、提高測(cè)量人員專(zhuān)業(yè)能力以及消除自然因素的負(fù)面影響，通過(guò)采取一系列可行的預(yù)防辦法，最大程度消除測(cè)量誤差，保障水利水電工程項(xiàng)目的質(zhì)量與安全。