土木工程测量学实践教学研究

吕芳礼

(徐州工程学院土木工程学院，江苏徐州 221008)

土木工程《测量学》是土木建筑工程专业的一门专业基础课，本门课程主要讲授三个方面的内容:1)测量学的研究对象、测量的基准面、基准线，测量工作要遵循的基本原则等测量学的基本知识;2)水准仪、经纬仪、全站仪、钢尺等几种常用测量工具的构造及使用方法;3)常用测量工具在工程实践中的具体应用，主要表现在两个方面:a.测绘地形图;b.专业施工测量，即各工程专业如房屋建筑、道路桥梁、园林专业、给水排水专业在施工的过程中需要进行的各种测量工作。学好本门课程可以对以后学习《建筑施工》课程、《建筑施工管理》课程打下良好的基础，也是以后进行施工放线，施工管理直接用到的知识。怎样才能更好地学习并掌握好本门课，据我多年的工程测量实践教学研究，就是:认真领会工程测量的实践性强，现总结出以下几方面的具体实践操作。

1 全站仪的使用

全站仪又称全站型电子速测仪(Electronic Total Station)，是一种集光、机、电为一体的技术测量设备，它是在电子经纬仪的基础上增加了电子测距仪、数据处理功能，使得全站仪不仅能够测角，而且能够进行测距、放样等操作，只需安置一次仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称为全站仪［1］。近年来，全站仪的使用比较普及，而且技术性能不断改进提高，主要表现为以下几点:1)自动补偿功能，全站仪不像经纬仪那样需要严格居中，全站仪气泡居中只要不超过补偿范围，在测量时由于气泡不居中产生的误差可以自动消除，这就是自动补偿功能。2)无棱镜测距，这也是全站仪的一项新技术，全站仪测距通常情况下需要棱镜，只有通过棱镜的反射才能被全站仪接受，这样全站仪才能测出光纤来回所用的时间，根据光速即可测出距离。而无棱镜测距不需要棱镜反射光线，即可测出距离，所以这是一项新功能。3)激光照准目标，通常照准目标，先是通过粗瞄器照准目标，固定照准部，再旋转照准部微动螺旋通过望远镜精确照准目标，这样非常麻烦，有时很难照准目标。全站仪有了激光以后，照准目标时，就好像有一个无形的直杆指向目标，所以照准目标非常方便。

2 经纬仪在使用时，如何精确瞄准目标

经纬仪在使用时，望远镜精确瞄准目标比较困难。常用的做法是，当仪器整平后，首先利用望远镜上的准星照门照准远处的目标，此时拧紧水平制螺旋和望远镜制动螺旋。再调节望远镜微动螺旋和照准部微动螺旋，通过望远镜内的十字丝，用十字丝的竖丝精确切准目标［2］，书上是这样说，但实际操作不是那么容易。我的教学经验是:1)照准前首先在目标处放置一醒目标志，通常是插一红旗。只要望远镜找到红旗，然后沿着旗杆即可找到目标;2)瞄准目标时不要先通过望远镜，而是通过望远镜上方的瞄准器瞄准目标，在看瞄准器时不是通过瞄准器中心轴看，而是紧贴瞄准器的外侧看，眼睛离瞄准器的距离在一尺左右，千万注意眼睛不要紧贴瞄准器;3)当用瞄准器瞄准目标时立即锁死水平制动螺旋和上下制动螺旋。再调节望远镜调焦螺旋，通过望远镜看远处的目标标志是否在望远镜镜筒内，若不在，再调节水平微动螺旋和上下微动螺旋，当十字丝的竖丝精确切准目标根部时，即表明望远镜精确照准目标［3］。

3 水准仪圆水准器气泡居中

水准仪圆水准器气泡居中是仪器粗略整平的标志，目的是将仪器竖轴VV置于铅垂位置，视准轴CC大致置平。书上的做法是任选两个脚螺旋，双手相向等速转动这对脚螺旋，使气泡移动至这两个脚螺旋连线过圆水准器零点的垂线上。然后再转动另一个脚螺旋，使气泡位于分划圈的零点位置。按上述步骤反复操作，直至仪器转动至任一方向气泡均居中为止［3］。书上这个做法比较复杂，不容易操作。实际上只要灵活掌握“气泡移动方向始终与转动脚螺旋的左手大拇指移动方向一致”这一句话就可以了。如图1a)所示气泡位置，只要用左手顺时针转动3号脚螺旋，气泡就向大拇指的移动方向运动。再比如图1b)所示气泡位置，只要用左手逆时针转动1号脚螺旋或用右手顺时针转动2号脚螺旋或同时用左手逆时针转动1号脚螺旋，用右手顺时针转动2号脚螺旋，则气泡就按图示方向左手大拇指的移动方向移动，当移动到零点下方时，再用左手顺时针转动3号脚螺旋，气泡即可居中。这样整平非常直观，也比较方便。

图1 圆水准器整平

4 水准仪管水准器气泡居中

水准仪管水准器气泡居中是仪器精确整平的标志，目的是将管水准轴LL置于水平位置，因视准轴CC与管水准轴LL平行，即视准轴CC也处于水平位置。书上的做法是调节微倾螺旋，使符合水准器气泡两半弧影像符合成一光滑圆弧，这时视准轴在瞄准方向处于精平位置［4］。需要说明的是符合水准器不是第三种水准器，它只是管水准器的一个附件，它和管水准器的作用是一样的。如果只通过符合水准器看气泡两半弧影像是否符合成一光滑圆弧，这是很难做到的。在我的教学中比较有经验而且是使管水准器比较快速居中的做法是:调节微倾螺旋，先看望远镜侧面的管水准器气泡而不是看符合水准器，等气泡大概在管水准器中间时，再看符合水准器，这样能快速使管水准器气泡居中。还有一点，管水准器比较灵敏，在转动微倾螺旋的时候一定要非常慢。

5 导线测量时导线点的选取

依相邻次序将地面上所选定的点连接成折线形式，测量各线段的边长和转折角，再根据起始数据用坐标传递的方法确定各导线点坐标的测量工作称为导线测量。导线测量是平面控制的一种，导线点的选取至关重要，它直接影响导线测量的繁简程度。在选点时可不一定全部拘泥于课本上的要求，根据我这几年的教学经验，在现场选点时还要注意以下问题:1)在勘测选点前应尽量搜集测区的有关资料，如地形图、已有控制点的坐标和高程，从图上先选出导线点的大概方位;2)在测量时从远处看应能看到点的根部，所以当点的周围有杂草时应清除杂草;3)点位一定不要选在道路中间，尽量远离道路，因为道路上车的来回行驶对路面会产生振动，这对测量精度会产生很大影响;4)点位选好后要及时建立标志，可在地面上打一木桩，在木桩顶钉一小钉当作点位，也可在水泥地面上用红漆画一“十”字当作点位等几种措施;5)点位一旦确定，不得随意改动。

以上几点即是笔者在教学实践过程中得到的一些启发。可见，学习测量不能局限于书本，只有认真地实践，多去实际操作，才能更好地掌握各种测量仪器的具体使用方法，真正把握各种具体仪器操作的实用技巧。

［1］李 楠.工程测量［M］.西安:西北工业大学出版社，2012.

［2］陈久强，刘文生.土木工程测量［M］.第2版.北京:北京大学出版社，2012.

［3］胡伍生，潘庆林.土木工程测量［M］.南京:东南大学出版社，2010.

［4］周秋生，郭明建.土木工程测量［M］.北京:高等教育出版社，2009.