光学测微法跨河水准测量应用及精度分析

2015-12-19徐良孙阳阳

中国港湾建设 2015年7期

徐良，孙阳阳

（中交一航局第二工程有限公司，山东青岛 266071）

1 工程概况

港珠澳大桥主体工程岛隧工程起于粤港分界线，止于西人工岛结合部非通航孔桥西端，全长约7 440 m。东人工岛东边缘距粤港分界线约366 m，西人工岛东边缘距伶仃西航道约2 000 m，两岛长度均为625 m，两岛最近边缘间距约5 584 m。目前在东、西人工岛北侧各建设1座测量平台，测量平台到人工岛的距离约300 m。

2 光学测微法跨河水准测量

跨河水准测量是由测量平台上高程基准点传递到人工岛，根据GB/T 12897—2006《国家一、二等水准测量规范》[1]，按照二等水准测量标准施测，并定期对其成果进行检测及复测，以确保施工质量。

西人工岛测量平台的位置如图1所示。

图1 测量平台与人工岛位置图Fig.1 Location of survey platform and artificial island

光学测微法适用于视距小于500 m的跨河水准测量[1-2]，可以满足本工程实际工作需要。

2.1 点位布设

东、西人工岛跨海水准测量点位分别布设在人工岛内及海中测量平台上。以西岛为例，西岛测量平台观测点及立尺点点号分别为I1、XPT1（b1），在西人工岛钢圆筒位置的防台围堰上布置跨海水准测量点BX1、BX2以及设站点IX1，IX1同BX1、XPT1（b1）、I1构成等腰梯形，IX1同BX2、XPT1（b1）、I1构成平行四边形，如图2所示。

图2 平台与人工岛间光学测微法跨河水准图形Fig.2 River-crossing leveling between platform and artificial island by optical micrometry method

2.2 觇板制作

觇板的制作参照《国家一、二等水准测量规范》附录C.1跨河水准测量觇板的制作规定，采用铝材质制成，背部有专用夹具，可沿标尺侧面滑动，并能稳定地固定于标尺的任意位置。觇板中央打开一小窗，小窗中央设一水平指标线，以指示觇板固定标尺的位置。

觇板标志的长度和宽度以及标志线的间距，依跨河视线长度S而定，中心标志线的大小依据规范如表1所示。

表1 觇板标志制作标准Table 1 Sign making standard of sighting board

本工程跨河水准测量跨海距离接近300 m，为统一起见，一律按照300 m距离计算觇板中心标志线的宽度规格a=12 mm；增加标志线长度对于测量作业及精度基本无影响，故标志线长度直接取觇板长度20 cm。使用的觇板如图3所示。

图3 觇板示意图Fig.3 Schematic diagram of sighting board

2.3 外业测量注意措施

在海上钢平台上进行跨海水准测量观测时，由于风力的影响，导致水准尺在水准仪中成像晃动较大，因此，测量时尽量选择在无风或微风等成像晃动不大的情况下进行。

在晴天进行跨海水准测量时，考虑温度及逆光的影响，实际观测时尽量避免在日中前后进行测量。

跨海水准测量时，受水准仪气泡晃动的影响较大，因此，在海上平台测量时尽量避免人员来回走动，岛内测量时，尽量选在岛内施工震动不大的情况下测量。

跨海水准测量时，觇板中心线必须精确对准标尺上最临近的基本分划线，并固定，扶尺人员及时转告对岸记录员。

2.4 观测流程

使用两台水准仪在两岸同时进行观测，对换仪器观测1次组成1个双测回，观测流程如下：

1）在测站点上整平仪器后，按光学测微法，对本岸近标尺，先后5次照准基本分划并读数、记录。

2）将仪器转向对岸远标尺，使测微器读数居于全程的中央位置，指挥对岸扶尺员将觇板尺面上下移动，待标志线到望远镜楔形丝中央时，即通知扶尺员使觇板标志中心线精密对准标尺上最邻近的基本分划线，并固定，记下标志中心线在标尺上的读数。再按光学测微法，转动测微器精密照准觇板上的标志线，并读、记测微器格值。同样重复照准、读数10次，即完成1组观测。以后各组开始观测之前，应将觇板较大地移动后，重新使标志中心线对准标尺基本分划线，并固定。按相同的操作顺序，逐个完成其余各组的观测，共观测3组。

上半测回结束后，立即谨慎地将仪器及标尺搬到对岸，进行下半测回的观测。下半测回的观测是先观测对岸的远标尺，观测远近标尺操作与上半测回相同。

参考《国家一、二等水准测量规范》中的规定，并综合考虑现场实际情况，确定观测的时间段数、测回数及组数。