一种新型高精度施工测量接收标靶的设计与应用

唐 彬，王伟亮，何 钦

（广东省建设工程质量安全检测总站有限公司 广州 510500）

0 引言

随着科技的不断进步和经济的高速发展，超高层建筑在人们的生产生活中发挥着举足轻重的作用，同时人们对超高层施工测量的精度提出了更高的要求［1-5］。

在传统超高层施工测量中，对于轴线竖向投测及垂直度测量常选用2″级激光经纬仪或激光铅直仪进行［6］。该两款设备的精度及测量范围皆有其局限性，难以满足目前愈发高耸建筑物的施工测量要求；对于标高的竖向传递，则常采用悬挂钢尺引测方法进行。虽然该方法操作简单，但其精度受到温度、拉力等因素的限制，尺长一般不超过50 m，若建筑物高度超过50 m，需进行分段测量，在累计误差的影响下，测量精度难以保证。

为解决超高层建筑作业粗糙、误差较大等问题，王天应等人［7-9］研究采用全站仪天顶距法，传递高层建筑竖向标高。该方法通过移动反射片位置保证全站仪竖直瞄准反射片，根据全站仪至反射片的铅垂距离进行竖向高程传递。该方法相对于悬挂钢尺引测法有一定的改进，但亦存在以下几点问题：①采用手动移动反射片的方式进行全站仪瞄准，难以对中的同时，误差亦较大；②透明毛玻璃无法保证完全水平，反射片中心点与水准尺底部所在位置高程难以保证一致。

针对上述问题，本文通过设计一款用于超高层建筑高精度施工测量的超高层测量接收标靶（以下简称“接收标靶”），改进目前传统施工测量存在的不足，同时提升超高层建筑施工测量效率与精度。

1 接收标靶的设计

为解决上述全站仪天顶距法存在的缺点，该装置设计了水平调平装置、水平方向双轴移动装置。

接收标靶的三视图如图1所示，其中，①为接收标靶固定装置，可根据现场观测范围固定设备；②③为X和Y轴移动装置，在接收标靶安置过程中，将标靶X、Y轴与全站仪x、y方向对齐，在将全站仪对准棱镜后，确定棱镜在铅垂方向与全站仪的距离。通过⑤⑥刻度尺和⑦⑧刻度指针，准确调节固定棱镜位置，在全站仪望远镜垂直（竖直角设置为90°）时，棱镜中心对准测距光线；④为水平调平装置，通过四角调节使设备水平；⑨⑩为棱镜固定装置。

图1 接收标靶的三视图Fig.1 Receive Three Views of the Target

2 接收标靶在轴线竖向投测、垂直度测量与施工测量放线方面的运用

接收标靶需徕卡TS16/60 等型号全站仪配合使用，运用自动搜索照准棱镜中心ATR技术及全站仪天顶距测量技术，对施工轴线进行竖向投测，运用示意图如图2所示。具体操作步骤如下：

图2 接收标靶在轴线竖向投测、垂直度测量与施工测量放线运用示意图Fig.2 Schematic Diagram of the Application of the Receiving Target in the Vertical Projection of the Axis，the Measurement of Verticality and the Measurement of the Construction of the Line

⑴架设徕卡TS16/60 全站仪并在Q 点上方对中整平，把全站仪物镜朝上观测，并开启ATR 自动搜索棱镜功能。

⑵在待测楼层架设接收标靶，安装在投递孔内，并进行固定整平。

⑶通过接收标靶自带功能，调节P点与Q点处于同一铅垂线上（通过对讲系统，当仪器竖直角显示为0°0＇0″时）对接收标靶进行锁止。

⑷通过在P 点架设全站仪，把待放样坐标传输至徕卡全站仪，在通过徕卡TS16/60无棱镜放样模式，完成传递层的施工测量放线工作。

⑸通过在Q 点架设全站仪测量待测物特征点的平距S1，与通过在P 点架设全站仪测量同一待测物在传递层的特征点平距S2，再通过计算（S2-S1）/（i+D+d）获取待测物体的垂直度变化值。

3 接收标靶在高程传递方面的运用

全站仪高程传递法，具体操作步骤与轴线竖向投测、施工测量放线与垂直度测量一致，运用新一代徕卡TS16/60 全站仪自动量测仪器高功能，结合全站仪天顶距测量技术，结合接收标靶，其高程传递精度可达到mm级，运用示意图如图3所示。

图3 接收标靶在高程传递运用示意图Fig.3 Schematic Diagram of the Use of the Receiving Target in Elevation Transfer

通过接收标靶上部的沉降、水平位移棱镜安置测钉上放置水准测量标尺，在通过水准测量方法，把投递点高程引测至投递层布设的固定高程基准点上，从而完成高程的竖向传递工作。

4 接收标靶运用优势

4.1 精度方面

采用接收标靶进行轴线的竖向投递的精度小于1 mm，远小于《工程测量标准：GB 50026—2020》［10］表8.3.11 关于轴线竖向投测总高H≤30 m，测量允许偏差5 mm的最高精度要求。

4.2 施工便利、快捷

采用本方法只需在传递层安装对中全站仪，在待测层安装接收标靶，然后通过全站仪自动捕捉棱镜中心就可以进行放样测量工作。上部人员根据自动化数据对接收标靶X、Y轴位置进行准确微调，完成轴线投测任务，相比传统垂准仪及全站仪投点，自动化程度高，施工更为便捷，现场实测，完成放点仅需5 min便可完成。

4.3 效率提升

通过接收标靶进行施工测量只需通过1 台全站仪，2个投递孔（保证通视），可以直接或间接完成多项测量工作的数据采集（包括上部楼层的施工放线、垂直度测量、高程传递等多项工作）。

5 结论

针对目前超高层建筑测量作业粗糙、误差较大等问题，本文开发了一款用于超高层建筑高精度施工测量的超高层建筑测量接收标靶。通过该接收标靶可快速高效完成高层建筑轴线竖向投测、垂直度测量、施工测量放线和高程传递等工作，改进了目前常用的全站仪天顶距法中存在的低效操作反光片、玻璃板不水平、测量精度低等问题。

目前该设备自动化程度相对较低，后续针对市场需求，进一步改进标靶传动系统与智能化调节系统，做到与下部全站仪自动互联，进一步提升施工测量精度与效率。