工程测量实习指导书.docx
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工程测量实习指导书
兴城基地工程测量实习指导书
编写：
夏自进
一，实习场地：
工程测量的方法比较多，实习要求的场地既有小范围的平坦地面，也有大范围的起伏较大的丘陵和山区，甚至需要狭长的综合性地带。
鉴于此，实习地点应该选在远离市区的丘陵地区比较合适，要求该地区略有地形起伏，没有旱地、水田、各种植被、经济林，有少量的道路，电力线、通讯线和房屋、沟渠等，以适应工程测量的各种测量方法，更贴近工程项目的实际情况。
二、实习目的：
通过实习，使学生能够更深地理解理论知识，熟练掌握各种施工放样方法和作业方法，并能自行应用，能够使用全站仪和GPSRTK得心应手地解决各类常规的施工测量问题。
同时，提高学生的操作能力，分析问题、解决问题的能力，开发学生的创新思维，为以后的工作打下坚实的基础。
三、工程测量实习内容及安排
工程测量中各类施工测量、施工放样方法较多，但是教学实习时间有限，不可能将各种工程测量问题都一一进行实习，为让学生更快、更好地适应生产实践，积累生产实践的经验，选择一些实践中常用的，或更贴近生产实践的工程测量方法和技术进行实习，以达到提高学生工作能力的目的。
实习的主要内容有：
高程放样、道路中线放样（直线放样、曲线放样）、场地平整、建筑物放样和断面测量等。
第一作业项目：
高程放样（设计高程和已知高程临时给定）
一）、实习目的：
通过实习使学生掌握高程放样的方法，更理解有关高程放样的理论，并能够解决一些类似的实际问题。
二）、实习设备：
水准仪、全站仪、棱镜等
三）、实习内容：
在已知设计高程或高度点位置，需放样设计高程点位置的情况一般有四种，工作中经常会用到的有两种，即设计高程点位在地表面和设计高程（高度）点位在浅槽或浅坑里。
有时也会采用全站仪无仪器高法放样。
1、待定高程点在地面上
如上图，其作业方法步骤为：
1）、安置水准仪，在已知点A上竖立标尺并读数a；
2）、计算B点标尺读数b=HA+a-HB；
3）、在待定点B位置钉大木桩，标尺紧贴木桩竖立，并上下移动，当读数为b时，沿标尺底部在木桩上画一横线，此横线就为要放样的高度。
2、待定高程点在浅槽或浅坑里
常用木条代替水准尺作高程放样，方法步骤如下：
1）、把该木条立于高程为±0的水准点a上，并在木条上标出视线高（红线）；
2）、从该标记向下（或向上，如果Hp>Ha）用钢尺两取Δ=Hp-Ha，并划一横线（HP为P点的高程或高度）；
3）、将木条立在待放高程的木桩或墙面旁，上下移动木条，直至仪器横丝与木条上的红线重合为止；
4）、沿木条底部作个记号，此即为Hp的高度。
3、全站仪无仪器高法
对于一些高低起伏大的工程放样，采用此法直接放样高程。
如图，为放样B、C、D,......目标点的高程，在O处安置全站仪，后视已知点A（设目标高为l）,测得OA的距离S1和垂直角α1，可计算O点全站仪中心的高程为：
HO=HA+l-Δh1
然后测得OB的距离S2和垂直角α2，并顾及上式，可计算B点的高程为：
HB=HO+Δh2-l=HA-Δh1+Δh2
而得到的B点高程HB与该点的设计高程H设之间有一个高差：
h=H设-HB,自HB位置向下或向上量取h，即得B点设计高位置。
注意：
当测站和目标点的距离超过150m时，必须考虑大气折光和地球曲率的影响。
四）、实习要求：
1、每四人为一组，组长负责本组的具体工作；
2、每组占一控制点，假定一高程数据作为需放样的设计高程，小组每人至少放样两次，两次互差不超过1cm;
3、小组内相互比较放样成果，讨论高程放样的理论和原理，加深对高程放样的理解；
五）、小结：
根据每个组、每个人作业的精度和态度进行总结，并对每个人的作业熟练程度和对高程放样的理解深度做出评价。
六）、考核：
采用两种考核方式之一
1、根据每个人的作业成果精度、态度、理解的深度、纪律等，对每个人成绩做出做出客观的评定；
2、这个项目实习结束后，统一进行作业操作考核，并给出成绩。
高程放样的误差不容许大于±0.5mm。
第二作业项目：
点位放样
一）、实习目的：
掌握实践工作中常用的几种点位放样方法，尤其是熟练运用全站仪和GPSRTK放样点位的方法；理解点位放样的有关理论知识和相关的计算；拓展知识面和思维方式；创新解决实际问题的能力。
二）、实习仪器：
全站仪、GPSRTK
三）、实习内容：
点位放样的方法有两大类，即直接法放样点位和归化法放样点位，而直接法放样点位的方法比较多，随着仪器设备越来越先进，现在的放样点位的方法主要是极坐标法、前方交会法、全站仪坐标法、GPSRTK坐标法及归化法。
1、极坐标法
极坐标法主要适用于地势比较平坦、待定点离控制点较近的地区，采用经纬仪和全站仪两种仪器均可，在大面积的建筑施工场地大多使用这种方法。
其作业方法步骤为：
（如图）
1）、利用已知点A、B及待定点P的坐标计算出αAB和αAP及SAP，则有
2）、在A点设站，以B点定向，顺时针拨角β，然后沿此方向量出SAP就得到P点。
3）、用盘右位置再放样一次P点进行检核，如果误差在限差之内，则取中点作为最终结果。
2、前方交会法
此法适用于丘陵地区和山区，更多的用于桥墩的施工放样中。
如图，方法如下：
1）、计算放样数据α和β；
2）、在A点设站，以B点定向，逆拨α角，并定出1、2点；
3）、在B点设站，以A点定向，顺拨β角，并定出3、4点；
4）、分别在1、2点和3、4点间拉线，两线的交点即为待定点P点。
3、全站仪坐标法
全站仪坐标法适用于任何地区，是现在施工放样点位的主要方法，方法简
单，易于操作，不用计算放样数据，只要给出坐标就行。
作业过程如下：
1.在测站点上安置仪器，对中、整平。
2.按电源键开机。
屏幕显示垂直角过零。
3.动望远镜，屏幕显示V，HR，进入角度测量界面。
4.按M键，进入菜单，屏幕提示：
各项作业菜单内容。
5.按F2选择测量程序，屏幕进入坐标放样1/2菜单。
▲、▼翻页。
6.F3选择坐标放羊，建立一个文件FN，然后按ENT进入输入坐标界面。
7.按F1选择输入测站点点名，屏幕进入测站点的N,E,Z坐标输入界面。
8.按F4输入测站坐标，进入集体坐标输入状态，在输入位置显示----，再按数字键输入具体坐标。
每输完一个坐标后按ENT回车确认输入。
重复此项操作依次输入N,E,Z的坐标值。
当输入完Z数据并回车后，屏幕显示输入仪器高并回车。
9.按F2输入后视点名，按F4进入坐标具体数据输入状态，在输入位置显示----。
完成后按ENT回车。
10.屏幕显示“是否照准后视”，照准并确认。
11.按F3是键，仪器确认现场方位角，屏幕返回坐标放样1/2菜单。
12.按F3输入放样点点名，屏幕显示放样点。
13.按F4坐标，屏幕进入放样点的N,E,Z坐标输入界面。
分别输入放样点的N,E,Z坐标（方法同第8步）。
输入完毕后按ENT回车,屏幕显示输入棱镜高度。
14.按F1输入棱镜高，完成后按ENT回车，屏幕显示放样参数计算。
15.按ENT继续，屏幕显示角度差调为零。
松开仪器水平制动螺旋调整水平读数直到dHR值为0。
指挥跑棱镜杆者，把棱镜杆放置到望远镜十字丝竖线的方向上。
16.上下转动望远镜，知道瞄准棱镜中心，按F3距离，屏幕显示HD，dH,dZ,（HD为测站点到棱镜之间的水平距离,dH为棱镜到放样点间的水平距离
17.指挥跑棱镜者在望远镜十字丝竖线的方向上前后移动，直到dH为0，此时棱镜杆尖所在位置即为放样点。
18.按ENT换点，屏幕返回12步，重复操作即可。
4、GPSRTK坐标法
这种方法主要用于山区、丘陵地区和平坦地面的开阔地区。
GPSRTK的作业方法和作业流程为：
★、收集测区的控制点资料。
包括测区的控制点的坐标、等级、中央子午线、坐标系等。
★、求定测区转换参数。
GPSRTK测量是在WGS-84坐标系中进行的，而一般工程测量都是在北京54坐标系上进行的。
★、工程项目参数设置。
应输入下列参数：
当地坐标系的椭球参数、长轴和偏心率、中央子午线、测区西南角和东北角的大致经纬度、测区坐标系间的转换参数和待放样点的设计坐标。
★、野外作业。
将基准站GPS接收机安置在参考点上，输入各项参数，流动站接收机在跟踪卫星信号的同时，接收来自基准站的数据，处理后显示为当地坐标，指导放样。
★、野外实施。
最佳方式为两台流动站作业。
1）、打开开关，显示“工程之星”。
2）、选择新建工程名称，并输入名称，回车。
3）、编辑坐标系统，指选择1954年坐标系统，还是当地坐标系统。
4）、进行参数校正，并输入各项参数校正值，回车。
5）、进入坐标管理库，选择增加点
6）、屏幕进入N,E,Z坐标输入界面，输入已知点和放样点的坐标并回车。
7）、屏幕显示菜单，选择测量，然后显示点放样。
8）、屏幕显示放样点和已知点之间的坐标差，拿着流动分机走动，当坐标差均为0时，分机杆的杆尖就是要放样的点位。
5、归化法放样点位
当放样点位的精度要求比较高时，往往会采用归化法放样点位，方法就是在直接放样的点位的基础上来进行的，具体作业过程为：
1）、用直接法放样点位并作为过渡点。
2）、用全站仪精确测定各点的坐标值。
3）、计算各点的坐标差：
ΔX=X设-X测，Δ=Y设-Y测
4）、画出各点的归化改正图，按一定比例来画。
5）、实地改正。
先确定各点间的方向，然后将改正点标定出来即可。
四）、实习要求：
1、每人分别用全站仪采用直角坐标法、前方交会法、坐标法和GPSRTK坐标法至少放样一次点位；
2、尝试在不同场地放样点位，并进行不比较；
3、小组内部可放样同一点位，并相互比较放样结果，误差不超过±0.5mm。
五）、小结：
对学生作业过程中的所出的问题、作业精度、熟练程度、作业的积极性、解决问题的能力等进行简单的总结，并给出恰当的表扬和批评。
六）、考核：
1、依据作业的熟练程度、对知识的理解、解决问题的能力进行评定；
2、依据学生实习的态度和实习纪律做出评定。
第三作业项目：
道路中线及曲线放样
一）、实习目的：
系统地了解和掌握道路施工的作业方法，掌握不同的放样道路中线和曲线的方法，理解其中的理论知识，熟悉相关计算，能熟练解决施工放样中的问题，并具有创新的思维，达到提高自身水平的要求。
如有条件的话，尽量熟悉道路施工的有关软件。
二）、实习仪器：
全站仪、GPSRTK
三）、实习内容：
中线放样和曲线放样是线状工程里的两个主要的施工放样部分，在线状工程施工中，除高程放样和点位放样以外，这两项放样工作是比较多的，实习时最好把它们放在一起进行作业，形成一个整体的工程项目。
（如果时间和条件许可，设计一个完整的道路施工测量过程，可以让学生体会道路施工中的每一种测量工作和方法，增加实践经验）。
▊、道路中线放样
现实工作中道路中线的放样主要采用支距法、拨角放线法、全站仪坐标法和GPSRTK坐标法。
后两种方法实际上是采用放样点位的方法，将线路上的各主要点、坡度变换点、交点、交叉点等按坐标放样到实地，然后实地穿线检查各放样点是否在直线上，最后再测出线路的转折角，以达到放样线路的目的。
所以在此只介绍前两种方法。
1、支距放线法（穿线放线法）
此法适用于地形不太复杂且初测导线离设计中线较近的地区。
如上图，具体方法步骤如下：
●获取放样数据和初设线路的相互关系：
在带状图上，从初测导线点C1、C2、……Cn出发，作各导线边的垂线并交于线路设计中线，交点分别为D1、D2、……Dn，然后在图上量取相应的距离d1、d2、……dn；（有时需要加一点时，可量取S和β；
●实地放样：
分别在实地的C1、C2、……Cn上设站，拨直角，然后量出各di，就可定出各相应的Di点；
●穿线：
Di各点也许不在同一条直线上，为此，在实地的D1点设站，以远处的某一Di点定向，这样定出一条直线，各Di点虽然有不在直线上的，但是它们离直线很近，这条直线就是中线。
再用经纬仪定出中线上各标桩。
●线路交点的确定：
将各中线延长相交，定出相邻两中线段的交点JD，并在实地测量转向角α（又称偏角）。
通常是观测线路的右角β，按下式计算α：
β＜180°时α右=180°-β（右偏角）
β＞180°时α左=β-180°（左偏角）
2、拨角放线法
此法适用于无初测导线的任何测区。
如图所示，具体做法如下：
●准备数据：
在带状图上量取各JD点的坐标，并计算相邻两点连线的方位角αi与距离Si，以及S´i和β0等。
●实地放样：
按极坐标法，由导线点C1设站，以C2定向，拨β0，量S´i定出JD1点；再在JD1设站，拨β1角，量S1，定出JD2点，依次类推，直至中线放样完毕。
注意：
道路中线放样，也可以根据线路交点的设计坐标，在实地全站仪或GPSRTK将各交点放样出来，然后采用正倒镜分中延线法放样直线段。
▊、曲线放样
曲线放样的方法很多，这里主要介绍切线支距法和偏角法两种。
工作中可能用到的全站仪坐标法和GPSRTK法与直接放样点位中所述相同，只是需要按假定坐标系和设定的定长计算出各个曲线点的坐标值，这里不再叙述。
◆、圆曲线的放样
1、圆曲线要素的计算：
圆曲线要素有：
R、T、L、E、q、α，其中R是设计值，α是实测值。
2、圆曲线主要点的放样
1）、在JD点安置仪器，以中线方向上的中桩定向，量T分别放出ZY点和YZ点；
2）、仪器照准部旋转（180°-α）/2，并沿此方向线量外矢距E得到曲中点QZ。
3、切线支距法放样圆曲线
是直角坐标法的一种，分别以ZY点和YZ点为原点，以切线为X轴，Y轴指向圆心，利用点的坐标x,y放样圆曲线上的点。
设li为待放样点到原点的弧长，φi为li所对圆心角，R为曲线半径，Pi点的坐标按下式计算：
xi=R·sinφiyi=R·（1-cosφi）以φi=li/R代入上式，其展开式为：
在ZY（或YZ）点设站，以JD点定向，分别沿X轴量取x1、x2、x3…的值，然后在各xi点处作垂线，分别沿垂线量取各yi就得到圆曲线上各点i.。
4、偏角法放样圆曲线
是极坐标法。
是根据曲线点i的切线偏角δi及其间距c作为方向与定长交会，获得放样点位。
δi角称为弦切角，它等于弧（弦）所对圆心角的一半，即：
δ=φ/2=l·180º/2Rπl一般为定长，20米或10米的整倍数。
曲线上各等距点的偏角为：
用偏角法测设圆曲线的作业步骤：
1）、在ZY点设站，照准JD点定向，并使度盘归零；
2）、拨角δ1，沿视线方向自ZY点起量取l1，得曲线上1点；
3）、拨角δ2，从1点起量l=20米，与视线的交点为2点；
4）、同法可继续放出其余各点，直至曲中点QZ，并与QZ校核其位置的正确性；
5）、将仪器移到YZ点，重复1）—4）步，测设另一半曲线；
6）、闭合差的调整。
◆、带有圆曲线的缓和曲线（综合曲线）放样
主要介绍采用偏角法放样的方法。
1、曲线要素及其计算：
曲线要素有：
R、T、L、E、α、l0、β0、m、p，其中R、
l0是设计值，α实测，且β0、m、p称为缓和曲线参数。
计算式子如下：
2、主要点的放样：
1）、在JD点设站，以中线方向定向，量取切线长T，可以定出ZH点和HZ点；
2）、拨角（180º-α）/2。
量外矢距E定出QZ点；
3）、用直角坐标法，按x0、Y0定出HY点和YH点（也可以用极坐标法，按δ0、c0放样两点）。
3、偏角计算：
缓和曲线的偏角计算：
圆曲线的偏角计算见圆曲线放样部分。
4、综合曲线的具体的作业步骤：
●在ZH点设站，以JD定向，使水平度盘归零；
●拨角i1，自ZH点起，沿视线量定长c（10米），作为第1点；
●拨角i2，自第1点起两10米与视线的交点为第2点；
●同法继续定出其它各点，直至HY点；
●将仪器移到HY点上，度盘配置（β0-i0）后以ZH点定向，再纵转望远镜，拨角δ1，沿视线量定长L，得第一点；
●拨角δ2，自第一点起量L与视线的交点为第二点，同法继续，直至QZ点；
●将仪器移到HZ点，重复1）—6）步，测设另一半曲线。
注意：
曲线放样也可以采用全站仪坐标法。
四）、实习要求：
1、各小组在指导老师设计的图纸上获取放样数据，并按规定要求、精度等进行作业。
2、作业时组内人员要密切配合，并相互讨论，使每个组员都能够明白自己在做什么，学到了什么。
3、要求
五）、小结：
1、道路中线放样的方法和技巧以及曲线放样的方法和技巧。
2、用不同仪器设备放样的比较和注意事项。
3、理论和计算中的重点问题。
六）、考核：
根据小组的配合情况考核小组成绩，根据每个人对任务的理解和熟练程度、作业态度、配合的默契度评定个人成绩
第四作业项目：
场地平整测量
一）、实习目的：
了解、熟悉场地平整测量的方法及填挖土方量的计算方法、在cass软件上绘制场地平整图及计算土方量的方法。
二）、实习仪器：
水准仪、全站仪
三）、实习内容：
常用的方法有：
●方格法●等高线法●断面法，在此只介绍方格法，此法适用于地面高低起伏较小，地面变化均匀的场地，步骤如下：
♣、现场测定方格网：
方格大小视施工方法而定，机械施工50m×50m或者100m×100m的方格，人力施工20m×20m的方格。
♣、测量方格点的地面高程：
采用间视水准测量
♣、计算方格点的设计高程；H平=ΣPiHi/ΣPi（带权平均值）
♣、计算各点的填挖高度；（填挖数）=（设计高程）-（地面高程）
♣、填挖边界线的确定；x=׀h1׀·L/׀h1׀+׀h2׀
♣、土方量的计算。
v=（a+b+c+d）·S/4
上述方法，可以用手在纸上绘制图件，也可以在电脑软件上绘制图件。
也可以在现场用全站仪或GPSRTK进行作业，具体操作为：
1）、直接测出各地形变换点的坐标和高程。
2）、将采集的数据传入电脑，并展点。
3）、点击南方cass7.0软件目录里的“工程应用”，然后点“方格法计算土方量”，屏幕显示出场地的填、挖土方总量。
四）、实习要求：
选择一个有高低起伏，但又相对比较平坦的地区，要求200m×200m以上的面积大小。
每人用水准仪或全站仪作业一次，然后在电脑上画出平整图，并作为上交资料。
五）、小结：
对作业过程中问题进行说明和解释，对两种作业方法进行比较。
六）、考核：
依据每个人的作业成果和精度及熟练程度进行考核。
第五作业项目：
建筑轴线放样
一）、实习目的：
学会建筑物轴线放样的不同方法以及龙门桩和龙门板的设置方法，体会实践过程。
二）、实习仪器：
全站仪、经纬仪或GPSRTK
三）、实习内容：
利用周边的解析控制点放样建筑物轴线，或者采用全站仪坐标法放样。
利用解析控制点放样的方法如下：
1）、获取放样数据。
在设计图纸上取得各点与已知点间的角度和距离。
2）、在已知点A上设站，采用极坐标法放样各点。
3）、在已知点B设站，再放样各点一次，进行检核。
4）测定相邻两个房角的角度，看是否是直角，或在限差之内。
5）测量两个房长，看是否相等，或在限差之内。
也可以利用全站仪坐标法和GPSRTK法放样建筑物轴线，与此方法的结果进行比较。
四）、实习要求：
选择一离已知控制点比较近的、相对比较平坦的场地，每人分别测设一个建筑物，并设置龙门桩和龙门板。
五）、小结：
1、建筑物放样的过程和方法。
2、龙门桩和龙门版的设置中的关键问题。
3、作业中出现的问题。
六）、考核：
1、依据放样精度和作业熟练程度考核。
2、配合的默契程度和作业态度。
第六作业项目：
断面测量
一）、实习目的：
经过实习，使学生理解断面测量的理论，掌握不同仪器测量断面的方法以及绘制断面图的方法。
二）、实习仪器：
全站仪、GPSRTK
三）、实习内容
断面测量过去一般采用水准仪或经纬仪来测量，随着仪器设备的更新，现在在施工中场采用全站仪和GPSRTK来测量，由于两种仪器都可以采集点位的坐标和高程，因此作业方法基本相同，只是GPSRTK在作业前要先输入各项参数，并设立基站，然后用流动站采集数据，具体作业过程为：
1）、（GPSRTK）输入各项参数，设立基站。
2）、建立文件，输入已知控制点坐标和高程。
3）、沿给定的方向，分别在坡度变换点，与地物交点、重要点等处立镜（设流动站），采集坐标和高程。
4）、将采集的数据传入电脑，并展点。
5）、打开cass软件，点“工程应用”里的“绘断面图”中的“根据已知坐标”。
6）、修正断面图，并绘制断面图框。
根据本专业的情况和实习的安排情况，以上各项内容的实习时间安排如下表：
四）、实习要求：
按照给定的方向测量断面，采集相关数据，并画出断面图。
断面长度不小于500m，且高低起伏较大。
要求每人至少测一个断面。
五）、小结：
1、断面测量采集的数据。
2、作图的方法和要求。
六）、考核：
根据作业成果和作业熟练程度考核
序号
实习基本内容
学时分配（或实习周数）
开课学期
1
高程放样
一天
4
2
点位放样
四天
4
3
道路中线放样
三天
4
4
曲线放样
四天
4
5
场地平整
一天
4
6
建筑轴线放样
一天
4
7
断面测量
一天
4
四、上交的成果和资料
实习结束后，要完成相关的实习资料并上交，主要有：
1、各种仪器设备；
2、场地平整图件和断面测量图件；
3、实习报告。
五、学生最终实习成绩的评定
学生最终实习成绩是对学生实习成果的检验，反映学生的实际作业能力，是对学生劳动成果的综合评价，可以从如下几个方面进行评定：
1、实习期间的纪律情况和出勤情况；
2、实习期间的表现和作业态度；
3、仪器操作熟练程度和实习作业能力；
4、个人作业成果的精度；
5、小组整体的作业精度；
6、实习相关资料的完成情况；
7、实习报告。
实习成绩的评定分为：
优、良、中、及格、不及格五个等级。
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