全站仪在倒虹基坑开挖中的应用

2013-09-03张春海张维丽

湖北开放大学学报 2013年2期

陈帅，张春海，张维丽

（1.河南理工大学测绘学院，河南焦作 454000；2.山西水利职业技术学院，山西运城 044004；3.山西运城市普林工程设计有限公司，山西运城 044004；4.山西省华晋岩土工程勘察有限公司，山西太原 030021）

20世纪90年代以来，全站仪的出现，即全站型电子速测仪（Electronic Total Station）。它是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，集水平角、垂直角、距离（斜距、平距）、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。大大提高了工作效率。工程测量上坡度测设当坡度较小时一般采用水准仪进行，当测设坡度较大时，采用经纬仪来进行。在工程上，尤其在倒虹基坑开挖时，既涉及到坡度水平坡度的测设，又涉及到较大的倾斜坡度，既需要水准仪，又需要经纬仪，这样观测起来十分不便。为了解决这一问题，利用全站仪测设，既方便，又快捷。

1.常规测量方法

1.1 水平视线法

图1 水平视线法测设坡度

如图1所示，在A、B两点间测设坡度i。步骤如下：

1）按照下列公式：H设＝H起＋id

计算各桩点的设计高程。

第1点的设计高程H1＝HA＋i×d

第2点的设计高程H2＝H1＋i×d

B点的设计高程HB＝Hn＋i×d

或（用于计算检核）HB＝HA＋i×DAB

2）沿AB方向，按规定间距d标定出中间123…n、各点；

3）安置水准仪于水准点 5附近，读后视读数 a，并计算视线高程Hi；

4）根据各桩的设计高程，计算各桩点上水准尺的应读间视读数；

5）在各桩处立水准尺，上下移动水准尺，当水准仪对准应读前视数时，水准尺零端对应位置即为测设出的高程标志线。

1.2 倾斜视线法

图2 倾斜视线法测设坡度

经纬仪倾斜视线法是根据视线与设计坡度相同时，其竖直距离相等的原理，确定设计坡度线上各点高程位置的一种方法。当地面坡度较大，且设计坡度与地面自然坡度较一致时，适宜采用这种方法。

1）如图2所示，先用高程放样的方法，将坡度线两端点A、B的设计高程标志标定在地面木桩上；

2）将经纬仪安置在A点上，并量取仪器高i；

3）旋转照准部，使照准部倾角和坡度倾角一致，读取B尺上的读数为仪器高i；

4）指挥测设中间123…n，各桩的高程标志线。当中间各桩读数均为i时，各桩顶连线就是设计坡度线。

2.全站仪配合塔尺进行倒虹基坑开挖

全站仪配合塔尺进行倒虹开挖，其倾斜坡度测设类似经纬仪倾斜坡度测设，水平坡度测设利用全站仪对中杆测设已知高程。

如图3为全站仪倒虹开挖示意图。

图3 全站仪倒虹开挖示意图

2.1 全站仪测设倾斜坡度

当利用全站仪进行倒虹开挖时，由于倒虹口需要空出一部分做进水池，出水口要做出水池，所以全站仪不能架设在倒虹起点和倒虹终点，需要后退一部分距离，才能不影响其开挖。如图3所示，B点为倒虹进口地面起点（高程为HB），C为倒虹进口设计起点（高程为HC），倒虹的设计坡度为i，此时全站仪后退架设到A点（地面高程为HA），要测设已知坡度i，只需将全站仪架设在A点，仪器高为 a，设置成倾角为 i，读取塔尺读数为 b，就可以将倒虹的倾斜坡度测设出来。塔尺读数 b＝HA－HC＋（a－D×i），当水平距离为D1时，倒虹进口倾斜坡度就测设完成了。出口处坡度测设和进口处类似，全站仪需架设子在出口一侧。