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【摘 要】 任何一个工程在施工前都要对建筑单位提供的控制点进行高程控制点验证，而验证的过程中往往又会碰到复杂的水准路线，在这个时候就必须选择合适的仪器设备，布设准确的水准路线，进行精确的水准路线测量，得出精确的数据资料，优化施工方案，促进施工的顺利进行。但是，在实际工作中，许多单位并不注重水准路线的测量，测量的精度不高，尤其是在复杂水准路线的测量中，经常出现超过误差范围的现象。本文就复杂水准路线中的测量进行详细的论述，以期为今后的水准路线测量带来裨益。
【关键词】 复杂水准路线;测量;设备;方法
水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。水准仪为两点间高差提供一条水平视线，而当前使用的水准仪按照其等级可以分为普通水准仪、精密水准仪、数字水准仪等。其中，精密水准仪如：DS05、DS1，普通水准仪如：DS3、DS10。
为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要，测绘部门在全国各地埋设并测定了很多高程点，这些点称为水准点（BenchMark），简记为BM。水准测量通常是从水准点引测其它点的高程。水准点有永久性和临时性两种。
在大中型工程施工前，一般会采用水准测量的方法来完成高程控制点的准确性验证，而这些高程控制点又是对该地区高程面计算的依据，当精度要求较高时，一般要求将这些高程控制点设置在山顶、房顶等处，避免遭受人为损害。但是，在进行水准路线测量时，经常会遇到复杂的水准路线，这时候就要求测量人员采取正确的路线方案、精密的仪器工具反复测量，减少误差，得出最为精确的结果，从而促进施工的顺利进行。
1 水准路线
水准路线可以分成单一水准路线和水准网，而单一水准路线又可以分成三种：闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线。
第一，闭合水准路线。如图1所示就是闭合水准路线，从一个已知水准点BM0开始，沿各待测高程点1、2、3等点进行水准测量，最后又回到原水准点BM0。路线上各个待测高程点之间高差的代数和应等于0，如果产生高差闭合差，其值不能超过允许的范围。
图1 闭合水准路线
第二，附合水准路线。如图2所示为附合水准路线。从已知点BM1开始，沿各待测高程C、D、E、等点进行水准测量，最后附合到另一个水准点BM2上，这种水准路线就是附合水准路线。在这种水准路线中，各个待测高程点间高差的代数和应与BM1、BM2水准点间的已知高差相等，如果不相等，那么两者之差就称为高差闭合差，其值不能超过允许的范围，否则的话就得重测。
图2 附合水准路线
第三，支水准路线。如图3所示为支水准路线。从已知高程的水准点BM1出发，进行待定高程水准点A的水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线就被称之为支水准路線。但是，支水准路线没有校验功能，所以往往要往返测量，以检测测量的准确性，而往测高差与返测高差绝对值相等，符号相反。
图3 支水准路线
2 复杂水准路线测量实践
在某大型工程建设中，建设单位给施工单位提供了三个已知高程控制点，一个设在山顶上，另外两个设在楼房顶上，而设在山顶上的控制点与设在楼房顶的两个控制点相距甚远，且中间地势起伏大，水准路线非常复杂。在这个时候，施工单位采用了两种测量方法。
2.1三角高程+四等水准联测法
我们先在两个楼房顶的高程控制点间建立起附合水准路线，进行四等水准附合测量。首先运用全站仪对楼房顶上的A、B两个高程控制点进行了三角高程观测，并将高程引测到能用水准仪进行四等附合联测的地方A1、B1，然后再对高程控制点的三角高程点进行四等水准联测进行测量。测量结果显示，A与A1的对向观测平均高差互差为4mm，比规范要求的16mm要小;而B与B1的对向观测平均高差互差为3mm，小于规范要求的4mm，所以说，运用A1、B1两点进行四等水准附合联测是可行的。而且，A1、B1两点位于路面上，我们得出这两点的高程，然后再与山顶上的高程控制点形成了完整的水准观测路线，这样就完美解决了复杂水准路线测量的困难，得出了较为精确的数据，为施工带来了许多便利。
2.2高程传递法
高程传递法就是运用水准仪和钢卷尺将高程从高往低传递或从低往高传递的一种方法。在这个项目中，我们从楼房顶上的A高程点往地面上的A1位置的高程传递测量实施如下：
我们已知楼房顶上A高程点的高程为HA，然后要测出地面A1的高程HA1，首先从楼房上悬挂一个带着重锤的钢卷尺，卷尺的零点在下面。其次，在楼顶上安装水准仪，其后视A点的读数为a，前面钢卷尺的读数为b。再次，在地面也安装一个水准仪，后视读数为a1，前视读数为b1。这样，我们就可以计算出地面A1处的高程HA1了。
根据：HA+a=HA1+b1+（b-a1）可知，地面A1处的高程HA1=HA+a-b1-b+a1，这样，楼房顶A的高程就传递到地面A1处了。
3 复杂水准路线测量中的注意事项
一个完整的水准测量是很复杂的，分成四个步骤：第一，选择水准点;第二，布设合适的水准路线;第三，水准路线的测量;第四，水准路线各点的高程计算。测量完成后，测量人员要整理好外业记录、计算、记录校验、水准路线图、平差计算图、精度评定结果、高程成果表等内容。其中，水准路线图是最为关键的，而且必须在测量现场完成，各点要标注清楚，当测量中出现某些变化时，必须加以批注说明。
第一，仪器检验。在观测前按照相关要求检查水准仪、水准尺等仪器、工具是否正常。水准仪应安置在土质坚实处，踩实三角架，确定水准仪的平稳。
第二，读数。在读数前要消除视差，当水准仪的水准气泡居中之后才能开始读数，同时，读数时不能随意估计，应将仪器工具上显示的数据准确读出来。且要认真将数据记录下来，边记变回报数据，准确无误的将数据计入到相关记录簿上，而且必须保证书写的端正、清楚，当需要改正时，在原数字上划线，然后在上方重写。
第三，仪器保护。当这一测站的测量任务完成，且计算合格之后才能搬到下一站去测量，而搬站时则要确定仪器的连接螺旋是否固定紧实了，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。同时，还要确保水准仪的原前视点尺垫位置的固定。
第四，水准测量成果计算。计算之前必须先检查外业测量的手册，当确定资料完整无误之后再开始进行计算，而不同的测量路线有不同的计算方法，不可随意混用，当发现计算结果超过误差允许范围时，必须重新测量，并努力消除测量误差，如：估读水准尺、视差、水准尺倾斜等误差。
4 结束语
在工程施工中，水准路线测量的准确与否关系到施工方案的优化，关系到施工的顺利进行。施工单位必须提高思想认识水平，重视水准路线测量工作，在遇到复杂水准路线时，采用合适的测量方案，多次测量，减少误差，得出精确的高程测量结果，以促进工程的顺利进行，减少设计变更现象的出现。
参考文献：
[1]赵安坤.中小型水库除险加固施工测量方法[J].东北水利水电，2009，27（4）.
[2]赵卫常.水准路线中水准支点的精度分析[J].地矿测绘，2013，29（3）.
[3]陶红星.工程水准施测中常见问题分析[J].现代企业文化，2010（11）.
[4]罗志远，凌发远.浅谈复杂水准路线的测量实施[J].技术与市场，2010，17（11）.
【关键词】 复杂水准路线;测量;设备;方法
水准测量是利用一条水平视线，并借助水准尺，来测定地面两点间的高差，这样就可由已知点的高程推算出未知点的高程。水准测量所使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。水准仪为两点间高差提供一条水平视线，而当前使用的水准仪按照其等级可以分为普通水准仪、精密水准仪、数字水准仪等。其中，精密水准仪如：DS05、DS1，普通水准仪如：DS3、DS10。
为了统一全国的高程系统和满足各种测量的需要，测绘部门在全国各地埋设并测定了很多高程点，这些点称为水准点（BenchMark），简记为BM。水准测量通常是从水准点引测其它点的高程。水准点有永久性和临时性两种。
在大中型工程施工前，一般会采用水准测量的方法来完成高程控制点的准确性验证，而这些高程控制点又是对该地区高程面计算的依据，当精度要求较高时，一般要求将这些高程控制点设置在山顶、房顶等处，避免遭受人为损害。但是，在进行水准路线测量时，经常会遇到复杂的水准路线，这时候就要求测量人员采取正确的路线方案、精密的仪器工具反复测量，减少误差，得出最为精确的结果，从而促进施工的顺利进行。
1 水准路线
水准路线可以分成单一水准路线和水准网，而单一水准路线又可以分成三种：闭合水准路线、附合水准路线和支水准路线。
第一，闭合水准路线。如图1所示就是闭合水准路线，从一个已知水准点BM0开始，沿各待测高程点1、2、3等点进行水准测量，最后又回到原水准点BM0。路线上各个待测高程点之间高差的代数和应等于0，如果产生高差闭合差，其值不能超过允许的范围。
图1 闭合水准路线
第二，附合水准路线。如图2所示为附合水准路线。从已知点BM1开始，沿各待测高程C、D、E、等点进行水准测量，最后附合到另一个水准点BM2上，这种水准路线就是附合水准路线。在这种水准路线中，各个待测高程点间高差的代数和应与BM1、BM2水准点间的已知高差相等，如果不相等，那么两者之差就称为高差闭合差，其值不能超过允许的范围，否则的话就得重测。
图2 附合水准路线
第三，支水准路线。如图3所示为支水准路线。从已知高程的水准点BM1出发，进行待定高程水准点A的水准测量，这种既不闭合又不附合的水准路线就被称之为支水准路線。但是，支水准路线没有校验功能，所以往往要往返测量，以检测测量的准确性，而往测高差与返测高差绝对值相等，符号相反。
图3 支水准路线
2 复杂水准路线测量实践
在某大型工程建设中，建设单位给施工单位提供了三个已知高程控制点，一个设在山顶上，另外两个设在楼房顶上，而设在山顶上的控制点与设在楼房顶的两个控制点相距甚远，且中间地势起伏大，水准路线非常复杂。在这个时候，施工单位采用了两种测量方法。
2.1三角高程+四等水准联测法
我们先在两个楼房顶的高程控制点间建立起附合水准路线，进行四等水准附合测量。首先运用全站仪对楼房顶上的A、B两个高程控制点进行了三角高程观测，并将高程引测到能用水准仪进行四等附合联测的地方A1、B1，然后再对高程控制点的三角高程点进行四等水准联测进行测量。测量结果显示，A与A1的对向观测平均高差互差为4mm，比规范要求的16mm要小;而B与B1的对向观测平均高差互差为3mm，小于规范要求的4mm，所以说，运用A1、B1两点进行四等水准附合联测是可行的。而且，A1、B1两点位于路面上，我们得出这两点的高程，然后再与山顶上的高程控制点形成了完整的水准观测路线，这样就完美解决了复杂水准路线测量的困难，得出了较为精确的数据，为施工带来了许多便利。
2.2高程传递法
高程传递法就是运用水准仪和钢卷尺将高程从高往低传递或从低往高传递的一种方法。在这个项目中，我们从楼房顶上的A高程点往地面上的A1位置的高程传递测量实施如下：
我们已知楼房顶上A高程点的高程为HA，然后要测出地面A1的高程HA1，首先从楼房上悬挂一个带着重锤的钢卷尺，卷尺的零点在下面。其次，在楼顶上安装水准仪，其后视A点的读数为a，前面钢卷尺的读数为b。再次，在地面也安装一个水准仪，后视读数为a1，前视读数为b1。这样，我们就可以计算出地面A1处的高程HA1了。
根据：HA+a=HA1+b1+（b-a1）可知，地面A1处的高程HA1=HA+a-b1-b+a1，这样，楼房顶A的高程就传递到地面A1处了。
3 复杂水准路线测量中的注意事项
一个完整的水准测量是很复杂的，分成四个步骤：第一，选择水准点;第二，布设合适的水准路线;第三，水准路线的测量;第四，水准路线各点的高程计算。测量完成后，测量人员要整理好外业记录、计算、记录校验、水准路线图、平差计算图、精度评定结果、高程成果表等内容。其中，水准路线图是最为关键的，而且必须在测量现场完成，各点要标注清楚，当测量中出现某些变化时，必须加以批注说明。
第一，仪器检验。在观测前按照相关要求检查水准仪、水准尺等仪器、工具是否正常。水准仪应安置在土质坚实处，踩实三角架，确定水准仪的平稳。
第二，读数。在读数前要消除视差，当水准仪的水准气泡居中之后才能开始读数，同时，读数时不能随意估计，应将仪器工具上显示的数据准确读出来。且要认真将数据记录下来，边记变回报数据，准确无误的将数据计入到相关记录簿上，而且必须保证书写的端正、清楚，当需要改正时，在原数字上划线，然后在上方重写。
第三，仪器保护。当这一测站的测量任务完成，且计算合格之后才能搬到下一站去测量，而搬站时则要确定仪器的连接螺旋是否固定紧实了，一手托住仪器，一手握住脚架稳步前进。同时，还要确保水准仪的原前视点尺垫位置的固定。
第四，水准测量成果计算。计算之前必须先检查外业测量的手册，当确定资料完整无误之后再开始进行计算，而不同的测量路线有不同的计算方法，不可随意混用，当发现计算结果超过误差允许范围时，必须重新测量，并努力消除测量误差，如：估读水准尺、视差、水准尺倾斜等误差。
4 结束语
在工程施工中，水准路线测量的准确与否关系到施工方案的优化，关系到施工的顺利进行。施工单位必须提高思想认识水平，重视水准路线测量工作，在遇到复杂水准路线时，采用合适的测量方案，多次测量，减少误差，得出精确的高程测量结果，以促进工程的顺利进行，减少设计变更现象的出现。
参考文献：
[1]赵安坤.中小型水库除险加固施工测量方法[J].东北水利水电，2009，27（4）.
[2]赵卫常.水准路线中水准支点的精度分析[J].地矿测绘，2013，29（3）.
[3]陶红星.工程水准施测中常见问题分析[J].现代企业文化，2010（11）.
[4]罗志远，凌发远.浅谈复杂水准路线的测量实施[J].技术与市场，2010，17（11）.