水利水电工程测量误差影响因素及控制点研究

陈志洪

(广东省水利电力勘测设计研究院有限公司,广州 510000)

随着社会现代化技术的发展,水利水电工程规模与工程数量都在快速的增长。因此,水利水电工程测量工作开始得到了社会各个方面的关注与重视。但是在实际工作中测量结果受到多种因素的影响而出现误差。在这种情况下,需要针对于存在的误差进行分析,寻找预防误差的方式与方法。

1 水利水电工程测量工作概述

1.1 工程测量的概念

水利水电工程设计阶段的测量项目,属于工程人员在前期筹备阶段完成项目方案设计工作以及在编制实施工程计划的过程中,对于项目后期实施阶段以及实际应用过程中进行的各项现场检测的项目。施工测量属于水利水电施工的重要部分,在整个施工当中也充分发挥出了重要的功能。通常,水利水电施工测量分为项目测绘、施工放样、构建控网、施工测量、项目施工及变形检测等内容。

1.2 工程测量的误差

在当下发展的流程中,大多数水利水电建设工程都包括地下工程与地上建筑两个方面。对地面工程项目的计量而言,通常必须采用相应的检测装置与计量技术,这样才能正确的计量项目当中的所有数值及有关信息。不过在实际操作的过程中,受到某些事件的影响,水利水电工程计量工作难免产生不同的偏差及问题。比如说许多水利水电工程施工地点都处在相对荒凉的山地沟谷区域,在这种地方,出现大气对光照折射、山地风速很大、相对湿度较高情况,这些问题都将会对水利水电工程设计检测精度产生一定的影响,严重情况下甚至还会出现检测设备进入不正确的状况,导致检测数据存在问题。但在地下工程测试中,其影响因子还有测试仪器的不平衡和电子辐射导测量不良。此外,有些水利水电工程项目会进行洞内爆破,不过爆破之后难免会产生气体流量不平衡、光线分配不平衡等状况,这些现象的产生也容易造成检测人员的结果不正确。同时在勘测之后的建造过程中,测量工程中留在边壁上的控制点也会因为工期而产生变化,从而产生了偏差,而且洞的位置也由于角度变化大,所以光照较小,这些因素都会对观测工程带来不利的影响和相应的经济影响。

2 水利水电工程测量误差的影响因素

2.1 测量技术的影响

在不同水利水电工程建设中,必须采用合适的检测技术,但测量方法的差异也将会使得检测结果存在相应的偏差和问题。所以,即使是测试经验十分充足的专业团队,在测试项目当中也往往会存在一定偏差。在实际检测项目当中,检测技术人员必须根据工程的实际需要及现场的实际状况,选择最合适的测量方案与测量方法。通常分为直接检测和间接测量二种方式,两种方法必须按照检测要求而做出相应的结果,在特殊条件下进行间接测量的过程中,相较来说也会比较易产生偏差。此外,在检测的过程中,采用了不同的检测仪器也可能会造成相应的偏差。例如在水利水电项目检测的过程中往往需要用到全站仪和坡度尺,但实际检测的过程中,这两个仪器的检测准确度也会出现一定的差异。所以,即使是对同一项目进行检测,使用仪器不同也将会出现一定的偏差,这就要在检测的过程中按照项目的特点来选用正确的检测仪器,减少产生偏差的机会[1]。

2.2 人为因素的影响

在水利水电工程测量的过程中,人为因素对测量工作也会产生相当大的误差和负面影响。由于水利水电工程测量工作所用的仪器设备通常都相当精密,在测量的过程中各种形式情况都将会影响测量的实际成果。所以,在测试的过程中如果作业不标准或是使用方式发生了问题,那么都会产生测试结果的偏差。此外,许多水利水电工程测试工作都是选择人工方法进行测试,在这样的状况下,整个测试结果的精确程度许多时候很低。因为测试工作人员的技术、测试经验、专业能力,许多时候都属于影响测试结果产生偏差的关键因素。

2.3 自然因素的影响

大多数的水利水电工程的地点,都选择了在地理、气象条件比较不好的山地之中,而这种地方对测量作业也会造成相当大的不良干扰,而观测困难度也会因此增加,这也会很容易出现测量误差。比如说,在勘测过程中由于受地形的干扰,就很容易对观测视线产生妨碍。此外,由于山地的气候条件以及潮湿的天气原因都会对勘测作业产生干扰,在某些相对湿度相当大的地方,进行勘测的人媒体很可能会因为潮湿而产生错误。另外,由于山地的地下水气相当丰富,在勘测的过程中很容易对光线造成折射显现,从而使得观测产生了错误和困难。所以,在进行水利水电现场检测的过程中,必须选取恰当的检测时间,需要尽量的减少外部影响条件,通常适宜选择阴天、气候舒适、无雨、微风的环境下进行操作。在检测范围当中的土壤松软点,要求科研人员采取反复检测、反复读数,尽可能减少数据误差,或者把尺垫放在水平尺底部,防止水平尺倾斜,减少偏差。

3 预防水利水电工程测量误差的建议

3.1 规范使用测量设备

水准仪属于水利水电施工检测过程中一个常常用到的一种设备,但对此类仪器设备的准确度有着相当高的要求,就必须在实际应用的过程中严格使用,进行对数据的检测,不然就很可能会产生测量误差。因此水准尺在实际运用的过程中,首先就必须重视水准望远镜的实际应用,因为如果水准望远镜的视准轴与水平轴管间存在高度不均匀的状况,就有可能会产生偏差。所以,必须在实际运行的过程中预先校正好水准仪,使水准尺一直保持在水平的位置,这样才能确保视准轴上没有发生偏斜的情形。而想要得到比较精确的测试结果,在实际使用水准尺的过程中可以通过中间法和举例补偿法进行使用。

在采用标准中间方法进行测量的工程中,立尺检查有着十分重要的意义,因为首先就必须采用普通的真皮尺来对目标举例进行初步的检查,然后才能进行对测量举例立尺详细检查。除此以外,由于标准尺还常会在实际使用的过程中产生偏差,一般分为:零点距离发生偏差、标尺长发生偏差、标尺身刻度发生偏差等等现象。所以,在实际检测之前,就必须先针对不同标准尺的情况进行误差测试,比如说通过标尺零点测量,才能对偏差进行合理的检测。在水利或者水电施工使用标准测段的工程中,就需要同时通过两个标准尺进行检测,才能利用这一方法进一步减少产生偏差的机会。另外,这一目的实施,还可以购销的减少尺身刻度偏差和尺长偏差发生的可能性。

3.2 合理进行观测

1)水准管内的气泡都必须达到中心位置,不过因为所观察到的角度具有一定的特殊性,还是会使得测定的结果存在一定的偏差。但如果水准仪中千里眼的视准轴发生了偏斜,那么就会导致观测结果产生偏差,这就必须在观测的过程中,确保仪表始终保持在平整的状况。

2)在利用水准仪进行水利水电工程项目检测的过程中,由于检测人员视差问题就会导致检测结果产生偏差,此外由于仪器设备的十字丝和尺像之间无法有效的重合,也就有可能会产生偏差与问题。所以,检测员在完成读数的过程中,还必须确保尺像可以和十字丝完全重叠。另外,在检测的过程中,还必须确保操作标准正确,在观测前还必须使用物镜进行对光,以防止因视觉的偏差而导致读数不正确。

3)也就是必须防止水平标尺发生偏斜,从而造成计算出现错误。在进行水利水电工程计算的过程中,必须确保水平标尺永远保持垂直的情况,一旦水平标尺发生偏斜,那将会导致计算与真实资料相比发生很大的误差和问题[2]。此外,也必须注意,如果采用水平面作为计算的基础,那么用来取代水准面的话产生的高程误差将会比一般计算工程中产生的偏差更为巨大。所以,在实现精确的高程数值计算的工程中,一旦存在深度不够的现象,就必须采用水准面来计算,不得采用水平面来替代[3]。

3.3 消除角度测量误差

角度测试偏差中,还有对中误差、标杆倾斜误差、整平误差等,想要合理控制测试偏差,并提高测试的精确度,就必须针对实际测试对象做出针对性的分析,明确测量对象的实际情况。

1)对中误差的管理。因为一般来说在水利水电施工勘测的过程中,如果产生了对中误差,则将会直接影响勘测角度,而不能实现勘测目标。针对这些误差类型,在检测流程中必须提高对中测量的重要性,进行检测并且提高测试的精确度。

2)控制整平的误差。由于检测仪表的整平不到位,非常容易导致仪表竖轴与横轴的高度不均匀,进而导致测量的过程中出现倾斜。观测盘左、盘右运动期间,往往造成了水平角角度测定的不正确。针对这些情形,必须通过正倒镜观测的方法,把偏差调节得很小,当然还必须在测定前后对平衡性加以调节。

3)标杆倾斜的误差。在水平对角的过程中,因为标杆的原因经常造成对准点不能和测量点一致,从而也很容易产生测量误差。针对于这一情形,就必须及时对标杆位置加以校正,做好测量准备工作,在保持标准竖直的状况下对水平角进行检测。在实际计量的过程中,只要通过垂球线进行对水利水电的计量即可。

4)钢尺方面的偏差。这方面偏差的控制和管理,计算的过程中必须按照一直、二平、三准的测量规定,在确定直线距离的同时,还必须准确设置好调查时的标准高度,避免测量偏斜的现象。与此同时,还必须确定钢尺使用过程中自身的工作状态,正确读出实测数据,通过实测数据来确定需要的技术参数和位置。而检测技术人员也是必须通过水利水电的使用图纸来掌握实际状态,科学进行相应的检测操作。

3.4 在测量加密控制点工作中RTK技术的使用

在正式开工之前,大多数的水利工程都会开展实地测量,在实地测量的过程中基本上都会使用RTk技术来对控制点进行加密测量。之所以如此选择,主要是由于很多水利工程都处于较为荒凉或者偏远的地区,并不具备非常充足的高级控制点,大部分都属于通过普通测量的方式来对三角网和对距仪导线进行测量,但是这种方式很多时候需要承担非常多的工作量,并且数据精度也比较低。如果使用RTK技术实施加密控制点的测量,工作人员只需要将≥3个的测量控制点设置在测量区域15km左右的区域就能够顺利开展测量工作,获得较为理想的测量效果。RTK测量技术具有较高的可操作性,可以极大的提升加密控制点测量工作的效率。

目前水利水电工程需要到现场根据高程坐标数据来进行分析明确测量位置。但是RTK技术可以进行快速的定位,提供对应的坐标优势,在现场选址以及定线工作当中整体效果比较好,可以保证提供数据的精确性。除此之外,在使用RTK技术进行测量的过程中,能够解决连续站积累误差的问题,并且使用这一技术无需消耗过多的人力,这样不仅仅可以保证碎部点定位的精度,并且可以节约资源。

4 结 语

在开展水利水电工程测量的过程中,由于受到各种方面因素的影响以及限制,可能会导致测量的数据出现误差与问题。因此,在实际测量的过程中,需要通过有效的方式来尽量降低误差,建议技术人员不断地强化自身专业性水平,根据不同的测量类型来选择最合适的测量仪器与测量方法,提升测量结果整体准确性。因此,文章主要针对于水利水电工程测量过程中存在的相关问题进行分析,讨论出现误差的各种因素以及原因,提出针对于不同误差的处理方案,希望可以通过文章的分析来为我国水利水电工程测量工作起到参考的意见和价值。