工程测量实习报告西安科技大学.docx

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工程测量实习报告西安科技大学

西安科技大学

测绘科学与技术学院

实习报告

一、实习的目的与意义

《工程测量学》是资源环境与城乡规划管理专业的一门主要专业课，内容繁多，涉及测绘学的各个分支学科，服务于土建、交通、城建、水利、电力、桥梁、隧道等各类工程建设项目，重点在于测量基本理论、基本技能在工程实践中的综合应用。

开设这门课的目的是让学生了解各种工程测量的理论和方法。

1、实习的目的

工程测量实习为模拟生产实习，是资环专业本科学生在学完《工程测量学》后，将所学的理论知识用于实践的一次极其重要的综合性实践环节。

通过本次实习，要求学生初步掌握工程控制网设计技术和施测方法；掌握施工放样的方法及其实施；变形监测的方案设计及实施；新仪器操作使用等。

2、实习的意义

通过本次实习，使学生将测量学、误差理论与测量平差、控制测量、工程测量、施工测量及变形监测等课程中所学的基本理论、方法和技能融于一体，并在控制测量、施工放样等测量实践中加以灵活运用。

学生通过该实习将获得方案设计、外业观测、内业计算、图形绘制、文献引用、资料整理、精度分析、报告编写等测绘工程师的基本素质训练，从而巩固和深化理论教学的内容，检验学生理论联系实际的能力，锻炼实际操作的动手能力；培养学生运用基本测量理论来分析、解决实际工程技术问题的能力；加深对工程测量基本理论方法的理解，并为毕业实习和设计及以后参加实际工作做好准备。

二、任务概述

1、测区概况

测区距西安180公里，位于陕西省渭南市合阳县城东23公里处的洽川镇黄河二级台地上，全部工程南北长约6公里，本组的作业区域位于测区最北端。

洽川东临黄河、西依青山，土地肥沃，气候湿润，水源充足，物产丰富，素有“小江南”之美称。

108国道和陕西省十五重点项目西禹高速公路纵贯县城，交通十分便利，发展生态旅游得天独厚，已被列为国家级重点风景名胜区。

2、工作起止日期

2011-06-27~2011-07-12

3、实际完成的工作量

1.公路初测：

1）图根平面控制测量：

踏勘选点、外业观测、内业计算；

2）图根三角高程测量：

路线设计、外业观测、内业计算；

3）坐标系统的分析与选择：

应使测区内投影长度的变形值≤2.5cm/km；

4）数字化地形图测绘：

外业测量、内业成图。

2.公路定测：

1）中桩放样；

2）中平测量；

3）横断面测量。

3.千金塔变形监测：

1）平面控制测量；

2）倾斜变形观测；

3）内业计算；

4）变形分析。

4.场地平整：

1）施工桩放样；

2）高程测量；

3）平整场地底面平整方案设计；

4）设计高程与填、挖边界线的确定；

5）施工桩填挖深度计算；

6）填挖土方量计算。

三、公路勘测

1、作业模式确定

公路建设分前期准备、设计和施工三个阶段。

前期准备阶段包括立项、工程可行性研究；设计阶段根据《公路工程基本建设项目设计文件编制办法》的规定，其勘测分为初测、定测和一次定测。

两阶段初步设计阶段所进行的勘测工作为初测；施工图设计阶段进行的勘测工作为定测；一阶段施工图设计阶段进行的勘测工作为一次定测。

为全面地了解、掌握公路勘测中的各项测量工作，根据《公路勘测规范》JTGCl0-2007的要求，高速公路、一级公路不宜进行一次定测方式。

因此，本次实习采用两阶段勘测设计方式，完成初测和定测的各项测量工作。

2、作业任务

本次实习的线路为一条环山公路，设计长约6.8km，各小组独立完成环山公路所有测量工作的设计、坐标系统的分析和选择工作。

实地作业时，本小组原则上的规定任务约2.2km。

需完成控制点选埋；外业导线与三角高程测量；内业平差计算；带状地形图测绘；纵、横断面测量等。

3、控制点选点埋石

根据《公路勘测规范》JTGCl0-2007的要求，相邻控制点间距大约500m，平原、微丘区不得小于200m；点位距路线初步设计中心线的距离应大于50m，宜小于300m，每一点应至少有一相邻点通视。

控制点应选在地质条件稳定、视野开阔、点位不易遭到破坏的地方，离信号发射塔200m，高压电线50m以外。

控制点的布设如下图所示：

4、平面控制测量

本小组独立完成了测量选定的控制点的导线测量任务。

根据《公路勘测规范》的要求，平面控制测量的等级为一级5"导线。

平面控制测量的各项技术要求见下表1、表2、表3、表4。

表1导线测量水平角观测的技术要求

等级

附合导线长度

边数

平均边长

每边测边中误差

测角中误差

导线全长相对闭合差

方位角闭合差

一级

≤16km

≤12

0.5km

≤±14mm

≤±5″

≤1/17000

≤

注：

导线网节点间的长度不得大于表中长度的0.7倍。

表2水平角观测的主要技术要求

测量等级

仪器型号

半测回归零差

一测回内2C较差

同一方向值各测回较差

测回数

一级

DJ2

≤12

≤18

≤12

≥2

DJ6

≤24

—

≤24

≥4

注：

当照准点方向的垂直角超过士3。

时，该方向的2C（C为视准轴误差）较差可按同一观测时间段内的相邻测回进行比较，其差值仍按上表规定。

按此方法比较应在手薄中注明。

表3测距边测距的主要技术要求

控制网等级

观测次数

每边测回数

一测回读数较差（mm）

单程各测回较差（mm）

往

返

一级

≥1

—

≥2

≤7

≤10

注：

一测回是指照准目标一次，读数4次的过程。

表4角度、长度和坐标的数字取位要求

等级

角度（″）

长度（m）

坐标（m）

一级

1

0.001

0.001

5、三角高程测量

根据《公路勘测规范》JTGC10-2007的规定，高程控制测量应采用四等水准测量的方法或相同精度的三角高程测量方法实施。

由于环山公路地形的限制，本次实习采用图根三角高程测量测定控制点的高程，高程控制点与平面控制点位置相同。

图根三角高程控制测量的各项技术要求见下表5。

表5图根三角高程测量的主要技术要求

每公里观测高差全中误差（mm）

垂直角测回数

指标差较差垂直较差（″）

对向观测高差较差（mm）

附合或环线闭合差（mm）

≤±20

中丝法≥2测回

≤25

≤60

≤40

注：

D为边长（km）。

6、带状地形图测绘

本次实习测图比例尺为1：

2000，因地形平坦，基本等高距为1m。

采用测记法实测地形图，野外观测时绘制草图，内业在计算机上用南方CASS软件根据草图绘制数字地形图。

野外采集碎部点的坐标采用全站仪极坐标法。

光电测距的最大长度应

≤600m。

地形图测量时，仪器对中误差应小于图上0.05mm；当以较远一点标定方向，用其它点检核时，检核偏差不应大于图上0.3mm；当检查另一测站高程时，其较差不应大于1/5基本等高距。

高程注记点的分布力求均匀，其间距宜符合下表6的规定。

高程注记至0.1m。

表6地形图上高程注记点的间距

比例尺

1：

1000

1:

2000

高程注记点间距（m）

≤30

≤50

7、中线测设（放样）

本次实习的线路设计由指导教师完成。

公路设计的线型有直线和圆曲线，设计时给定了各类线型的各项参数。

中线测设作为本次实习内容中放样工作的一个方面，要求根据设计的线路位置和参数，内业计算自己需要的整桩坐标。

计算整桩坐标时，可利用EXCEL表格进行，对于圆曲线部分可根据圆心到各整桩的方位角和圆曲线的半径，通过计算坐标增量，得出各整桩坐标。

如下图，圆曲线圆心O点的坐标为X=3892601.8093,Y=438464.8480，半径为700，圆心到圆曲线端点A的方位角为113.165236111°，经过计算，我们小组的第一个整桩号M点位于圆曲线AB上，弧AM的距离为112.1157，则可计算逐桩坐标（i分别取1,2,3……）：

=3892601.8093+COS（113.165236111*PI（）/180-（112.1157+（i-1）*10）/700）*700

=438464.8480+SIN（113.165236111*PI（）/180-（112.1157+（i-1）*10）/700）*700

因此，利用EXCEL表格，可按照上述公式计算整桩坐标，直线部分与之类似。

计算出各整桩坐标后，然后在实地利用RTK放样出规定的整桩和各种地形、地物加桩。

中桩放样的间距与放样的精度要求见下表7、表8。

设置测站时应对所使用的测站元素进行检查，当转移测站后，后一测站放样前应对前一测站所放桩位重放1-2个桩点进行检查。

表7中桩间距

直线（m）

曲线（m）

平原微丘区

山岭重丘区

不设超高的曲线

R＞60

30＞R＞60

R＞30

50

≤25

25

20

10

5

表8中桩平面位置精度

公路等级

距离限差

中桩位置中误差（cm）

桩位检测之差（cm）

平原微丘区

山岭重丘区

平原微丘陵

山岭重丘区

一级

1／2000

≤±5

≤±10

≤10

≤20

地形加桩主要考虑陡坎、斜坡的上下缘；斜坡的变坡点等，地物加桩主要考虑道路、沟渠、房屋等建（构）筑物。

本次实习中桩间距设置为50m。

8、中平测量

公路中平测量是根据基平测量建立的控制点的高程，测出逐中桩的高程为绘制纵断面提供依据。

本小组利用RTK进行了本项测量工作。

9、横断面测量

公路横断面测量就是测定与公路中线正交方向上地形的起伏情况，沿路的数据采集。

逐中桩点测量左右各15m的地形图，地面线，地物至中桩的距离和高差。

然后用CASS把断面截取出来。

横断面测量是进行路基设计、土石方的计算及施工中确定基填挖边的依据。

本小组同样利用RTK进行本项测量工作，并与中线测设和中平测量同时进行。

横断面方向应与路线中线切线垂直，横断面中的距离、高程的读数应取位至0.1m，检测互差限差应符合下表9的规定。

表9横断面检测互差限差

公路等级

距离（m）

高差（m）

一级

≤L/100+0.1

≤h/100+L/200+0.1

注：

L为测点至中桩的水平距离（m）；h为测点至中桩的高差（m）。

四、坐标系统选择

1、坐标系统选择要求

在公路、铁路、水域等带状区域进行施工放样时，我国现行国家标准规定，在进行平面控制测量坐标系统选择时，1km长度变形的相对误差应小于1/40000，即投影长度的变形值不大于2.5cm/km，这样的投影变形能满足工程建设施工放样中平面控制点间的相对精度不低于1/20000的要求，否则应建立独立坐标系统。

2、计算投影长度变形

观测边长归算至高斯平面上时，要经过高程归化和投影改化两项改正。

观测边长D投影至某一高程面H0上时（即高程归化），其长度变形

可按下式计算：

（1）

（1）式中H为观测边长的平均高程面高程，R为观测边平均曲率半径，其计算公式为：

（2）

（2）式中M为子午圈曲率半径，N为卯酉圈曲率半径，a为椭球长半轴，

为椭球的第二偏心率，B为观测边的平均纬度，实际计算时B可取测区的平均纬度。

由

（1）式可以看出，如投影面H0低于观测边的平均高程面，

为负值，即经投影后边长会缩短；反之，如投影面H0高于观测边的平均高程面，

为正值，即经投影后边长会放长；同时，应指出的是：

如果投影面为参考椭球面，此时，

（1）式变为

（H为观测边高出参考椭球面的距离，即正常高程与高程异常的和）。

观测边的第二项改正是将归化至某一高程面上的边长S投影至高斯平面，改正公式可按下式计算：

（3）

（3）式中

为观测边的平均横坐标值（即观测边离开中央子午线的距离），R为平均曲率半径。

由

（1）、（3）式可知，观测边投影至高斯平面后其长度变形Δ可近似的写为：

（4）

根据控制点的坐标，计算各条边的变形情况如下：

导线边

Y1（m）

H1（m）

Y2（m）

H2（m）

（自然值）

相对变形（cm/km）

（km）

G06-G07

438734.263

374.044

438932.355

371.197

-61.167

0.373

-1.248

G07-D01

438932.355

371.197

438894.270

404.787

-61.087

0.388

-1.502

D01-D02

438894.270

404.787

439157.430

384.850

-60.974

0.395

-1.626

D02-D03

439157.430

384.850

439057.545

414.220

-60.893

0.400

-1.712

D03-D04

439057.545

414.220

439147.156

381.859

-60.898

0.398

-1.688

D04-D05

439147.156

381.859

438885.776

432.509

-60.984

0.407

-1.818

D05-D06

438885.776

432.509

439400.204

368.408

-60.857

0.400

-1.732

D06-G10

439400.204

368.408

439395.186

368.369

-60.602

0.368

-1.266

G10-G09

439395.186

368.369

439404.898

373.199

-60.600

0.371

-1.304

根据计算结果可知，各导线边的相对变形值的绝对值均小于2.5cm/km，因此，在本测区可以使用国家统一坐标系。

五、变形监测

1、倾斜观测

建筑物产生倾斜的原因主要是地基承载力的不均匀、建筑物体型复杂形成不同荷载及受外力风荷、地震等影响引起建筑物基础的不均匀沉降。

测定建筑物倾斜度随时间而变化的工作叫倾斜观测。

建筑主体倾斜观测应测定建筑顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层观测点的倾斜度、倾斜方向及倾斜速率。

刚性建筑的整体倾斜，可通过测量顶面或基础的差异沉降来间接确定。

1.主体倾斜观测点和测站点的布设应符合下列要求：

1）当从建筑外部观测时，测站点的点位应选在与倾斜方向成正交的方向线上距照准目标1．5～2．0倍目标高度的固定位置。

当利用建筑内部竖向通道观测时，可将通道底部中心点作为测站点；

2）对于整体倾斜，观测点及底部固定点应沿着对应测站点的建筑主体竖直线，在顶部和底部上下对应布设；对于分层倾斜，应按分层部位上下对应布设；

3）按前方交会法布设的测站点，基线端点的选设应顾及测距或长度丈量的要求。

按方向线水平角法布设的测站点，应设置好定向点。

2.观测方法

观测千金塔的主体倾斜时，由于是从建筑或构件的外部观测，宜选用前方交会法，所选基线应与观测点组成最佳构形，交会角宜在60°～120°之间。

控制点到塔顶的水平距离，可通过在CASS软件上展点并处理后直接读出，再根据各测站观测塔顶时的垂直角可计算出控制点与塔顶的高差，得出塔顶的高程。

3.倾斜变形分析

根据导线测量结果，利用前方交会的方法，通过对塔底和塔顶水平角的观测，利用CASS软件，绘出塔底和塔顶所构成的小三角形，如右图所示，再利用CASS作出小三角形的内切圆圆心A和B，并认为它们分别是塔底和塔顶在平面上投影的位置。

在图上通过查询两点间距离和方位，量得A，B两点间实地距离=1.924米,图上距离=3.847毫米,方位角=79°57′10.72″，则可知千金塔的水平倾斜方向为东偏北，倾斜角度为α=79°57′10.72″。

再由水准测量的结果计算塔底与塔顶高程及高差，步骤如下：

测站

高程

仪器高

平距

垂直角

高差

塔底与塔顶高差

T6

722.706

1.509

86.523

19°53′45.75″

31.314128

32.279052

T7

722.069

1.434

46.438

34°37′29.50″

32.065178

T8

722.442

1.508

52.397

31°05′16.00″

31.592649

由以上计算结果可知，千金塔的垂直倾斜角度为：

β=arctan（1.924/32.27905168）=3°24′39.93″。

2、沉降观测

1.沉降观测的“五定”原则

1）沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物的沉降观测点，点位要稳定；

2）所用仪器、设备要稳定；

3）观测人员要稳定；

4）观测时的环境条件基本一致；

5）观测路线、镜位、程序和方法要固定；

以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实。

2.沉降变形分析

根据水准测量结果，同一砖缝高程计算值分别如下：

723.8337；723.7275；723.5403；723.3691；723.3855；723.4913；723.7061；723.8449。

其中，最大高程值为723.8449，最小高程值为723.3691，这两高程的高差为h=0.4758m，故可认为千金塔在某一方向沉降，沉降的高度为0.4785m，这也正是千金塔产生倾斜的原因。

六、场地平整

大型工程项目要确定场地的设计底面，进行场地的平整工作。

场地平整就是将自然地面改造成工程建设需要的平面、斜面、陡坎、斜坡等，然后进行建（构）筑物的施工。

场地平整通常是挖高填低，并要求填、挖土方量应大致平衡。

在填挖土方量平衡的前提下,计算填挖土方量，并进行场地平整测设。

1、测设方格网

1．施工桩放样

平整场地设计时，需要确定施工场地的四至边界，在该场地的地形图上布设普通方格网，按10m的间距设计并在现场放样施工的桩位。

2．高程测量

测量施工桩的地面标高。

结果如下：

2、场地地面平均高程计算

式中：

——方格点的地面高程；

——方格点的权。

3、确定设计高程

将场地平整为一个水平面,要求填挖土方量平衡,则场地地面平均高程

就是各点的设计高程，即

。

4、计算各点的挖填高度

根据各方格网点的设计高程和地面高程，即可按下式计算各点填挖高度：

填挖高度=地面高程-设计高程，即

式中：

为正表示挖方；

为负表示填方。

各点的填挖数标注在相应方格点右下方。

5、确定挖填分界线位置

设计高程面与原自然地面的交线称为填挖分界线或零线,在零线上不填也不挖。

6、填、挖方量计算

方格点填、挖土石方工程量=

，分别算出各方格的挖、填土石方工程量，将全部方格的填、挖方土石工程量都计算出来后，按填、挖土石方工程量分别求和，即得总和的填、挖土石方工程量。

7、填挖边界和填挖高度测设

当填挖边界和士方量计算无误后，可根据土方计算图，在现场用量距方法定出各零点位置，然后用白灰线将相邻点连接起来，即得到实地的填挖分界线。

填挖高度注写在相应的方格点木桩上，作为施工的依据。

8、场地平整数据处理

1.根据公式计算（利用EXCEL表格，输入公式自动计算），结果如下：

1）设计高程

2）挖、填高度

式中：

为正表示挖方；

为负表示填方。

3）挖、填土石方工程量=

，分别算出各方格的挖、填土石方工程量，将全部方格的填、挖方土石工程量都计算出来后，按填、挖土石方工程量分别求和，即得总和的填、挖土石方工程量。

4）总填土石方工程量=-2043.465051立方米；总挖土石方工程量=2043.465051立方米。

2.利用CASS软件直接计算

展方格网点的高程后，点击CASS工具栏中的“工程应用”——“区域土方量平衡”——“根据图上高程点”，然后选择区域边界，自动计算出设计高程和总挖、填土石方工程量，并生成填、挖边界线。

结果：

土方平衡高度（设计高程）=377.268米,挖方量=1951立方米,填方量=1950立方米。

3.方案分析比较

以上两种方法计算出的设计高程相差-0.013m，总挖、填土石方量相差约92.5立方米，差值在较小的范围之类，我们认为他们均可以作为该场地平整的设计方案。

七、检查验收

测绘成果的检查验收及质量评定，是保证测绘成果符合规范和设计书要求的重要环节，是保证成果资料能满足甲方使用要求的重要前提，必须完成一项，检查一项，评定一项，验收一项。

本小组对所有测绘成果实行三级检查。

1．各作业组对所完成的工作必需进行自检、互检，把各类缺陷及问题消灭在作业过程中；

2．由项目负责协助质量检查员及各作业组长进行每一组的检查，对于不符合要求的及时修改，保证工程质量和工程进度；

3．将所有测绘资料交由老师以实事求是的原则对其进行验收及质量评定并提交最终成果。

八、实习心得与体会

为期三周的工程测量实习终于结束了，在大家共同的努力下，我们小组顺利地完成了实习任务，相比于课堂教学而言，真正的工程实习具有技术性和实践性，通过这次实习，我真正的体会到了理论联系实际的重要性。

测量是一门精确的工作，通过在课堂上的学习，我们具备了最基本的测量学知识，而实习的目的，则是要将这些理论与实际工作联系起来。

实习过程中，大家互相探讨，研究并解决一个接一个棘手的问题，使我们学习到了很多知识，比如对测量仪器的操作更加熟练，了解了更多的地形图测绘方法，提高了我们动手和动脑的能力。

在这次实习中团队精神至关重要。

每个人的粗心大意，都可能直接影响工程的进度。

要想完成全部实习任务,单靠一个人的力量远远不够,只有通过小组成员的合作和团结才能快速而高效地完成实习任务。

这次工程测量实习培养了我们小组分工协作的能力,增进了同学之间的感情。

对于工程测量而言，总是会在作业过程中遇到各种困难，在实习和以后工作的过程中，我们必须认真地分析并研究问题，不能有半点马虎，要做到“步步有检核”，杜绝测量事故的发生。

总之，本次实习对我来说，获益颇多，使我受益匪浅，并必将成为我们今后工作的财富。

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