全站仪在施工中的应用与重要性-测量部-梁博文

全站仪在施工中的应用与重要性单位：中交隧道工程局一公司项目：京沈项目部姓名：梁博文摘要全站仪是随着现代科学技术的迅速发展而诞生的，它的出现极大地改变了传统的测量方式，促进了测量技术的发展，它可以减少劳动强度、提高工作效率、避免了人为的测量错误和误差的传递、提高测量精度。

基于全站仪各方面的优点，它被认为是实现高精度、高效率的最佳选择。

所以全站仪已经被广泛地应用于工程建设项目中，而且应用比例也越来越大，为了更好地利用全站仪的特点，使其在测绘工作中发挥出更大的作用，因此有必要对全站仪有一个比较全面的了解。

1全站仪的特点及主要放样功能1.1全站仪的特点全站仪可与电子计算机配合使用，以实现工作的高效性。

其优势主要表现在：作业面相对高差限制大大缩小，一板高差在150m以内，（要正确设置大气常数），其水准测量能满足四等水准精度，这一高差基本上能满足各种大型工程的要求，其粗略放样半径可达2000m 以上，无需钢尺量距，测距速度快。

同时内业计算也非常简单，尤其在坐标放样时，更显其优越性，其角度和边长都会显示在屏幕上，操作方便。

传统的测量工作一般需要几种测量仪器配合来完成任务，至少需要两种测量仪器才能完成，而且需要改变测站，费时费力。

而全站仪在一个测站就可以完成控制点范围内的所有测量工作。

尤其在高程测量上，全站仪的一站可以完成传统水准仪10站乃至40站的工作，且避免了因转点而引起的误差累积。

因此，对放样同样任务的工作，全站仪比传统测量仪器可节省2/3的时间，人力可节省1/2。

1.2全站仪的主要放样功能2.2.1全站仪放样已知方向的长度由于全站仪一般都具有斜距换算平距功能。

因此，使用全站仪放样长度的方法很简单。

具体步骤如下：(1)首先安置全站仪于A点，照准放样方向B，将温度、湿度、气压及各种参数输入到全站仪中。

(2)在目标方向线AB上移动反光镜，当全站仪平距显示为待放样距离S时，固定反光镜，整平后，松开制动螺旋，在三脚架上平移反光镜到目标方向、并使显示器为待放样值S为止，固定反光镜。

(3)将反光镜中心投影到地面上定一点p，此点即为待定点。

AP距离为近似的放样值S。

2.2.2全站仪坐标放样在已知坐标点上架设仪器，对中整平。

选择坐标放样程序，输入设站点坐标，同时输入定向点坐标，对准定向点确认，接下来就可以放样了。

在视线范围内移动棱镜，直到与被放样点坐标相符位置，该点就是所求点。

在未知点架设仪器，选择两个以上的已知点作为定向点，输入这些已知点的坐标，然后完成定向，接下来可以进行放样工作了。

1.3本章小结本节主要介绍了全站仪的主要特点，以及全站仪的放样功能，简要介绍了与传统放样相比具有的优势。

2全站仪在工程中的应用2.1全站仪在路基施工中放样路基边桩放样在路基施工中是一项繁琐而重要的工作。

放样效率及放样精度的高低直接影响到路基施工进度的快慢、费用的多少和质量的好坏。

对于深挖路堑、高填路堤的边桩放样, 传统的边桩放样方法, 一般均以中桩为基准向两侧丈量, 经过反复测量逐渐逼近而完成。

放样进度慢、精度低。

运用全站仪具有的坐标测量功能进行路基边桩放样, 在现场先初步估计边桩的位置,并实测估计点的三维坐标。

根据实测点的三维坐标反推出测点所在的横断面的桩号, 并计算出其到路线中线的距离。

然后, 根据设计资料计算出边桩到路线中线的实际距离, 通过比较确定边桩的准确位置。

此方法放样快、精度高,实用性强。

（1）初定边桩位置,并确定其所在横断面的桩号在现场根据实地情况和设计资料,初步拟定放边桩的置, 并利用全站仪实测该估计点G的三维坐标（XYZ）,由此确定该实测点G 所对应路线中桩点P 点的桩号。

（2）路基边桩位置的确定路基边桩的位置除了与路基宽度、边坡率以及碎落台宽度等有关外, 还与边桩所处地面高程直接有关。

（3）路基边桩与中桩的实际距离的计算在实测出拟放边桩的估计位置G的三维坐标后可计算出边桩的估计位置G与对应中桩P处的高差边桩的估计位置G点对应断面路基边缘的设计标高,可根据G点所对应的路线中桩P点的桩号,由设计资料查得。

路基边桩与中桩的实际距离按相应的公式求出。

（4）边桩位置的最终确定路基边桩与中桩的距离计算,若计算的设计值与测量值之差能满足工程精度的要求, 则不需做任何调整, 即边桩的估计位置G点就是待放边桩的准确位置。

反之, 应对边桩的估计位置G点进行适当调整, 重新按前述方法进行计算比较, 直至满足工程精度要求。

2.2全站仪参考线测量放样方法的原理所谓参考线测量放样方法，是指在放样的过程中，在任意点设站，以2个或2个以上点为后视基点，根据给定的待放样点坐标或待放样点与后视基点的几何关系放样点位。

其核心思想是建立一个平面直角坐标系。

当后视基点为已知坐标点时，通过水平度盘定向(即使水平度盘00方向线与已知坐标系的x轴正向平行，设站点的坐标为已知坐标系中的坐标)，使仪器坐标系与已知坐标系一致，这时，参考线方法可视为是参考点方法的扩展。

而当后视基点为未知坐标点时(如为某一直线上的任意2点)，可建立一个自由平面直角坐标系(如仪器坐标系，即将设站点坐标假设为某值，以水平度盘零方向线为x轴正向的坐标系)，这时，参考线方法可视为是与几何法方法相对应的解析法。

参考线测量放样与传统放样方法的比较传统的放样方法可归纳为两类：(1)当给定的放样条件是2个或2个以上已知坐标点，且待放样点的坐标也是已知时，使用的是解析的方法。

利用坐标的反算，在已知点设站，放样出待定点。

这一方法也可称为参考点方法。

(2)当给定的放样条件是红线或其他直线(如已知建筑物的围墙边线等)及待放样点与这一直线的几何关系时，使用的是几何的方法。

通过定线量边等辅助手段，多步骤放样出待定点。

这一方法可称为几何法方法。

2.3全站仪在桥梁工程施工放样随着国家建设投资的发展，建筑工程的投入进一步加大，各类桥梁在建筑工程的应用日益广泛，但是，相应暴露出来的问题也越来越多，桥梁工程施工要按照规划和设计所列出的工程结构、数量、质量等要求进行，其中，施工放线是确保建筑工程顺利进行的基础，在桥梁测量工程中是必不可少的一个环节。

目前桥梁承建地点的地质条件、地域差别、地段特征均呈现出多样化复杂化的趋势，这就给前期的测量工作带来很多意想不到的困难，而要解决这些难题，除了测量人员过硬的专业素质外，还需要使用高精度的仪器，只有保证了设备的精度，才可以保证测量结果的准确，为放样工作以及后期的施工创造最为有利的条件。

桥梁工程中的施工放线（也称施工放样）是指，根据桥梁设计图纸上标明的尺寸，用一定的测量仪器和方法找出桥梁各部分特征点与控制点位置之间的几何关系，算出距离、角度、高程等数据，然后利用控制点在实际施工地点确定所建桥梁的特征点，从而作为施工依据的测量工作过程。

所有的建筑工程都离不开施工放线工作，路桥工程也不例外。

无论是在桥梁工程的勘测设计阶段，还是在施工建造阶段或运营管理阶段，相应的测量工作都必不可少。

因在桥梁测量工程中，由施工放线工作疏忽引发的某一细微差错，都有可能埋下极其严重的安全隐患，甚至导致坍塌事故的发生。

任何的测量错误如果不能及时发现并纠正，将会延续至其后的开挖、打桩、立模、钢筋捆扎、混凝土浇筑等一系列施工作业过程中，不但会对施工进度和施工质量造成不利的影响，而且直接影响桥梁交付使用后的运行安全及使用寿命。

因此，在桥梁测量工程中从事施工放线工作的测量人员，不但要具有高度的责任心，还要配备精确、便携、易于操作的测量仪器。

2.3.1全站仪在桥梁测量工程施工放线中的应用由于全站仪的功能比其他测角、测距仪器更多，也更便于使用操作，因此，目前全站仪已广泛应用于各领域的测量工作中，大大提高了测量作业的工作效率。

（1）桥梁工程施工放线桥梁工程施工放线应从承建桥梁定位开始，一直持续到主体工程完成。

虽然在桥梁工程建设之前的勘测设计阶段，为了测绘大比例地形图，已经对各个控制点的分布及其精度、密度进行了测量，但这种测量工作并不能满足桥梁工程施工放线的施工要求，因此在施工放线之前要建立符合施工要求的施工控制网。

由于桥梁工程的放线点一般远离控制点，容易造成放线不便，增大放线误差，而放线工作又需要及时配合施工，因此，在布置施工控制网时，应尽量减小由控制点误差引起的放线误差，为其后的建筑工作创造便利条件。

施工放线常用的测量仪器有水准仪、经纬仪、全站仪、激光铅垂仪、激光指向仪等。

其中，水准仪是进行水准测量时使用的仪器，由望远镜、水准器及基座三部分构成，其主要也是最基本的功能是提供一条水平视线，测量两点之间的高差（高程差），常用于标高测量、高程传递测量；经纬仪由望远镜、水平度盘、竖直度盘、水准器、基座等组成，是根据测角原理设计的测量水平角和竖直角的仪器，可用于点位测量，并可用来辅助进行立点放样操作，是工程定位的常用仪器；全站仪虽然不能完全代替水准仪，但可以看作是水准仪和经纬仪的综合体；激光铅垂仪包括壳体、直线激光发生器、阻尼摆及电源，是一种借助仪器中安置的高灵敏度水准管或水银盘反射系统，将激光束导至铅垂方向用于进行竖向准直的工程测量仪器；激光指向仪是以激光器为光源的发射系统，经由目镜组、物镜组组成的光学镜筒放大、聚焦，给出直线方向的仪器，在放线、定位、指向方面作用明显。

（2）全站仪施工放线技术的应用对于一般的桥梁测量，经常使用河道、堤防平面图，如果不需要专业测绘行业进行测绘的小型桥涵，可以采取以下的方法进行平面图的绘制，需要的设备只需要全站仪一台，计算机一台就可以了。

野外作业包括：1）人员与设备的配备。

人员的配备需要测量员一名，记录员一名，跑棱镜标尺2 人，设备配置为全站仪一台，棱镜标尺2套。

2）原点坐标的确定。

全站仪测量平面图时优点就是可以读取相对坐标，这样在确定某一条线时，就可以连接相关坐标点。

一般情况堤防、河道测量的原点选择在上游，原点选择后，楔入2cm×2cm中间有铁钉的木桩，原点选择完毕。

3）设立平面坐标系。

在埋设好的木桩上方架设全站仪，用罗盘确定方向，使全站仪的视角方向与罗盘指定的方向一致，启动全站仪的定向功能，输入水平方位角0°0′0″，测存，记录定向值，平面坐标系设立完成，可以测量了。

4）测量与记录。

我们由这个控制点进行碎部测量，可以先由外向内测量，顺序是从背河堤脚、背河堤肩、临河堤肩、临河戗台临河堤脚、河口，然后再由内向外进行。

记录采取仪器和人工同时记录，以免发生漏记，人工记录可采取表格形式，需要连线的同类坐标记录在同一列或同一行中，为内业绘图提供方便。

5)测站搬移。

一个控制点的碎部测量完成后需要搬站，这时就需要在上一个控制点能通视的情况下，又能便于这个控制点进行碎部测量的堤防位置设立控制点，并测量出坐标，然后进行搬站，全站仪设立后，定向要采取坐标定向的方式，用上一个控制点作为后视进行定向，定向完成后可以用已知控制点进行校核，如果坐标吻合，说明定向正确，然后开始碎部测量。