QC成果全站儀對(duì)邊測量在跨河水準(zhǔn)中的應(yīng)用目錄課題介紹…………………1小組概況…………………2選題理由…………………3確定目標(biāo)…………………3方案選擇…………………4制定對(duì)策…………………7實(shí)施階段…………………8效果檢查…………………12鞏固措施和標(biāo)準(zhǔn)化………13總結(jié)及今后的打算………14附錄：小組活動(dòng)記錄一覽表…………15課題介紹名詞解釋全站儀對(duì)邊測量：根據(jù)三角高程測量原理和余弦定理，用全站儀間接地測定遠(yuǎn)處兩測點(diǎn)間的斜距、平距、高差，如圖1所示。在P點(diǎn)安置全站儀，測量P至P1、P2的斜距S1、S2和豎直角α1、α2，以及水平角β，即可求得P1P2的平距D和高差h。制圖：日期：2024年12月16日跨河水準(zhǔn)：利用各種技術(shù)測量江河兩岸水準(zhǔn)點(diǎn)間高差的過程。工程概況福州市灣邊大橋是福（州）至廈（門）高速公路復(fù)線工程的配套控制工程，是省重點(diǎn)工程。大橋位于福州市灣邊和閩侯縣南嶼，跨越福州市兩大河流之一的烏龍江，大橋全長1874m，其中跨江部分1500m，主航道寬約500m。該橋橋位靠近閩江口，每天受兩次潮汐影響，退潮時(shí)除主航道外均為沙灘，徒步可通行。主航道水深且急，徒步無法通行。為了保證大橋施工放樣的精度，保證大橋順利合龍，必須對(duì)設(shè)置在兩岸上的水準(zhǔn)基點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)測。課題難點(diǎn)和特點(diǎn)河面寬：既使在完全退潮期間，河面寬度仍有500m左右；精度高：《規(guī)范》規(guī)定——橋梁高程施工控制網(wǎng)中，跨河兩水準(zhǔn)點(diǎn)間高差的中誤差≯2mm；儀器少：公司沒有跨河水準(zhǔn)測量所需的高精度水準(zhǔn)儀和特制覘牌；時(shí)間緊：建設(shè)單位要求在1月28日前舉行開工典禮，為此項(xiàng)目部要求在1月21日前完成大橋的平面、高程控制測量及施工復(fù)測工作。小組概況小組概況小組名稱測量QC小組注冊(cè)號(hào)小組類型創(chuàng)新型成立日期2024年12月1日登記日期2024年12月1日重新登記日期2025年1月10日小組人數(shù)5人QC教育時(shí)間平均48小時(shí)以上活動(dòng)時(shí)間2024.12.10～2025.3.10活動(dòng)次數(shù)8次制表：日期：2024年12月1日主要成員序姓名性別年齡職稱文化程度組內(nèi)職務(wù)及分工1男32工程師大學(xué)組長2男28助工大學(xué)副組長3男29助工中專對(duì)策實(shí)施／記錄整理4男34工程師大專對(duì)策實(shí)施／資料收集5男62高工大學(xué)技術(shù)顧問制表：日期：2024年12月1日選題理由灣邊大橋是省重點(diǎn)工程，業(yè)主、公司、項(xiàng)目部對(duì)該工程的施工提出了很高的要求；灣邊大橋主橋?yàn)?5+90+106+90+45m單肋拱加勁V型撐剛構(gòu)－連續(xù)梁，引橋?yàn)轭A(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁，高程控制是施工的關(guān)鍵之一；《規(guī)范》對(duì)跨河水準(zhǔn)點(diǎn)間高差提出了很高的要求；公司目前沒有配備跨河水準(zhǔn)測量所需的高精度水準(zhǔn)儀。確定目標(biāo)活動(dòng)目標(biāo)活動(dòng)目標(biāo)活動(dòng)目標(biāo)精確：跨河水準(zhǔn)點(diǎn)間高差中誤差＜2mm高效：按業(yè)主要求的時(shí)間完成測量制圖：日期：2024年12月13日可行性分析小組成員具有豐富的工程測量經(jīng)驗(yàn)，扎實(shí)的理論基礎(chǔ)；小組成員具有良好的團(tuán)隊(duì)精神和很強(qiáng)的創(chuàng)新能力；公司和項(xiàng)目部領(lǐng)導(dǎo)非常重視工程實(shí)施的每一個(gè)環(huán)節(jié)，并且在人員、設(shè)備等方面給予大力支持。經(jīng)過分析論證，小組成員一致認(rèn)為此目標(biāo)能夠?qū)崿F(xiàn)。方案選擇制定方案通過熟讀《規(guī)范》、查閱各種專業(yè)測量書籍、向兄弟單位咨詢，結(jié)合現(xiàn)場地形條件和以往的施工測量經(jīng)驗(yàn)，我們初步擬定了三種可行的跨河水準(zhǔn)測量方案?？绾铀疁?zhǔn)測量方案編號(hào)測量方案所需的儀器設(shè)備一傳統(tǒng)的跨河水準(zhǔn)測量S1或S0.5高精度水準(zhǔn)儀，特制覘牌二光電測距三角高程測量全站儀或光電測距儀三全站儀對(duì)邊測量全站儀制表：日期：2024年12月17日方案比選為了保證跨河水準(zhǔn)測量方案經(jīng)濟(jì)可行、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，并能如期完成，我們運(yùn)用頭腦風(fēng)暴法，對(duì)三個(gè)方案的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行細(xì)致、全面的分析討論，為下一步方案評(píng)估以及確保方案順利實(shí)施打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？绾铀疁?zhǔn)測量方案優(yōu)、缺點(diǎn)對(duì)照表優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)方案一《規(guī)范》及各專業(yè)書籍中對(duì)觀測的等級(jí)、方法、限差均有明確規(guī)定，按部就班即可順利完成測量任務(wù)；有成熟的經(jīng)驗(yàn)可供借鑒；結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性較高；需購置兩臺(tái)高精度水準(zhǔn)儀；需專門制作觀測用的覘牌；需兩臺(tái)儀器同步對(duì)向觀測；測量操作較為繁瑣，而且要求嚴(yán)格，對(duì)觀測者、立尺者均有較高要求；方案二不需要另購儀器，可直接利用公司現(xiàn)有的儀器；可收集到相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)供參考；需對(duì)向觀測，要求對(duì)向觀測的大氣條件相同或相近，受天氣尤其是大氣折光的影響很大；測量時(shí)間較長；測角的精度要求很高，遠(yuǎn)距離的高差精度很難保證；可供參考的成功經(jīng)驗(yàn)不多；方案三不需要另購儀器，可直接利用公司現(xiàn)有的儀器；一次置鏡即可完成觀測，受天氣和環(huán)境條件的影響??；結(jié)果直接顯示，人為誤差??；測量操作簡單、快捷；結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性較高；可供參考的資料很少；棱鏡高度的量取誤差較大；對(duì)全站儀的精度、穩(wěn)定性、可靠性要求較高；制表：日期：2024年12月23日方案分析及評(píng)估為了保證測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，并用最經(jīng)濟(jì)的方案順利完成跨河水準(zhǔn)測量任務(wù)，我們?cè)趯?duì)三個(gè)測量方案的優(yōu)、缺點(diǎn)進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)其可行性進(jìn)行分析，并在小組內(nèi)采用民主的方法對(duì)這三個(gè)方案進(jìn)行評(píng)估，由此得出最終的結(jié)論。方案評(píng)估時(shí)我們借鑒了加權(quán)平均的做法，經(jīng)過充分的討論，我們篩選出下4個(gè)因素作為測量方案評(píng)估的主要因素，并根據(jù)測量專業(yè)的特點(diǎn)確定了各因素的權(quán)重，具體如下：a——可靠性，權(quán)重為5；b——準(zhǔn)確性，權(quán)重為4；c——易操作性，權(quán)重為2；d——經(jīng)濟(jì)性，權(quán)重為1。每個(gè)因素的滿分為5分。跨河水準(zhǔn)測量方案評(píng)估表可行性分析評(píng)估結(jié)論方案一多年總結(jié)形成的成熟的測量方案，結(jié)果的可靠性、準(zhǔn)確性都較高，是跨河水準(zhǔn)測量的首選；購置儀器需投入2～3萬元，還要制作專用的觀測覘牌；測量過程較為繁瑣；公司缺少這方面的成功經(jīng)驗(yàn)；洪王林戴劉得分備選a55445115b5544592c2212422d111126合計(jì)235方案二在理論上是可行的，但影響因素太多，包括大氣條件等；測量結(jié)果的誤差與距離成正比，測量結(jié)果的精度不易保證；測量過程最為繁瑣；無需增加投入；洪王林戴劉得分否定a3332265b3333256c4333230d5555424合計(jì)175方案三在理論上是可行的；各影響因素的影響值可控制在一定范圍內(nèi)；測量結(jié)果可靠性、準(zhǔn)確性較高；測量方案簡單，易于掌握；無需增加投入；洪王林戴劉得分首選a5443395b5544384c5545344d5555424合計(jì)247制表：日期：2024年12月23日結(jié)論經(jīng)過綜合分析和民主評(píng)估，方案三即全站儀對(duì)邊測量方案以其較高的可靠性和準(zhǔn)確性、實(shí)施簡單、無需增加投入，并可充分挖掘全站儀的潛力等優(yōu)點(diǎn)受到了小組成員的青睞，一致同意將該方案定為首選方案。制定對(duì)策方案確定后，我們應(yīng)用5W1H方法，分析論證該方案實(shí)施中存在的問題和難點(diǎn)，并制定了相應(yīng)的對(duì)策，具體如下表：全站儀對(duì)邊測量方案對(duì)策表序問題對(duì)策目標(biāo)措施負(fù)責(zé)人時(shí)間1測角精度對(duì)測量結(jié)果影響大提高角度測量精度測角精度的影響值控制在可接受的范圍內(nèi)使用經(jīng)檢定合格的高精度的全站儀；選擇合適的天氣和地形；減少儀器系統(tǒng)誤差2024.12.31～2025.1.202棱鏡高度誤差大、棱鏡下沉提高棱鏡量高精度，降低下沉影響誤差控制在1mm以內(nèi)采用水準(zhǔn)儀測量棱鏡高度；觀測過程中多次量取棱鏡高；優(yōu)化對(duì)邊測量觀測順序2024.12.31～2025.1.203大氣折光、地球曲率及環(huán)境的影響降低影響的程度將影響降低到可接受的程度通過查閱資料、現(xiàn)場調(diào)查，借鑒他人成功經(jīng)驗(yàn)；優(yōu)化跨河位置；2024.12.31～2025.1.104應(yīng)觀測多少測回，限差如何控制確定觀測的測回?cái)?shù)和限差計(jì)算公式保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性從理論上分析計(jì)算所需測回?cái)?shù)；通過查閱資料，確定觀測限差的計(jì)算公式2024.12.31～2025.1.20制表：日期：2024年12月31日實(shí)施階段實(shí)施一：制定措施，提高測角精度，保證成果精度為了保證所制定的措施更有針對(duì)性，我們首先從對(duì)邊測量的原理入手，運(yùn)用誤差理論對(duì)其進(jìn)行分析。根據(jù)全站儀對(duì)邊測量原理，由誤差傳播定律可得，全站儀對(duì)邊測量高差的中誤差公式如下：其中，，。則由此可知，高差誤差的主要來源是距離、和測角精度，為此我們采取了如下措施：使用公司擁有的測角精度為1″的全站儀TOPCONGTS601。確保儀器處于正常的合格狀態(tài)：該儀器1個(gè)前剛剛經(jīng)省計(jì)量檢定站檢定合格，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合其標(biāo)稱值。選擇合適的天氣施測對(duì)邊測量：選擇在風(fēng)力微弱以及氣溫變化較小、呈像清晰穩(wěn)定的陰天進(jìn)行。選擇最佳的地形：經(jīng)過多次實(shí)地踏勘，我們巧妙地利用北岸河堤丁壩和碼頭這些有利地形（如圖2），不僅縮短了跨河的距離，而且使前、后視邊長接近，兩岸臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)高程相近且與置鏡點(diǎn)的高差都很小。這避免了觀測過程中全站儀多次調(diào)焦所帶來的影響，提高了測角、測距的精度。制圖：日期：2025年1月12日觀測時(shí)，全站儀微調(diào)螺旋最后旋轉(zhuǎn)方向均為“旋進(jìn)”，并嚴(yán)格按有關(guān)操作要求進(jìn)行作業(yè)。實(shí)施二：采用水準(zhǔn)儀量高法，提高棱鏡高測量精度如果采用鋼尺按斜量法量取棱鏡高度，其精度約為±2～3mm，對(duì)于高精度的跨河水準(zhǔn)來說，這個(gè)精度顯然是無法接受的。同時(shí)，主航道南側(cè)的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)在沙灘上，觀測過程中棱鏡的下沉是在所難免的，如何減少這方面的影響這也是我們應(yīng)考慮和研究的問題。經(jīng)過查閱資料和論證，我們采用水準(zhǔn)儀法測量棱鏡的高度，將其精度提高到±0.2mm。具體做法如下：在離棱鏡2.5～3.5m處安置水準(zhǔn)儀，用直尺（毫米刻劃）的零點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)棱鏡覘牌中心，用水準(zhǔn)儀讀出直尺上的讀數(shù)，估讀至0.1mm。對(duì)邊觀測前、后及觀測半數(shù)測回時(shí)各讀取一次直尺的讀數(shù)，取其平均值；移去棱鏡后，立即在轉(zhuǎn)點(diǎn)上立水準(zhǔn)尺，并用直尺對(duì)準(zhǔn)水準(zhǔn)尺的整數(shù)刻劃，用水準(zhǔn)儀讀出直尺上的讀數(shù)，估讀到0.1mm，再加上水準(zhǔn)尺的整數(shù)刻劃。這兩個(gè)數(shù)值之差即為棱鏡高。對(duì)邊測量觀測前、后及觀測到半數(shù)測回時(shí)各用水準(zhǔn)儀測量一次棱鏡，取其平均值。對(duì)邊測量的觀測順序進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整：奇數(shù)測回的觀測順序?yàn)椤昂螅埃埃蟆?，偶?shù)測回的觀測順序?yàn)椤扒埃螅螅啊?。?shí)施三：優(yōu)化跨河方案，減少大氣、環(huán)境的影響全站儀對(duì)邊測量的基本原理還是三角高程測量，因此大氣折光、地球曲率等因素對(duì)測量結(jié)果的影響是不容忽視的。為此，我們采取了如下措施：查閱大量的資料，借鑒三角高程測量的成功經(jīng)驗(yàn)。采用推薦的大氣折光系數(shù)0.13，并輸入全站儀中實(shí)時(shí)進(jìn)行改正。測量全站儀儀器中心附近的溫度（讀記至0.2℃）和大氣壓（讀記至1Pa），并輸入全站儀中實(shí)時(shí)進(jìn)行改正。觀測前打開儀器箱半小時(shí)以上，以使儀器溫度與環(huán)境溫度一致。前后視邊長、高差相近，減少地球曲率、大氣折光的影響。兩岸的臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)到水邊的距離、距水面的高度相近，保證前后視線通過的環(huán)境相近，降低環(huán)境條件的影響。實(shí)施四：理論分析計(jì)算，確定對(duì)邊測量的測回?cái)?shù)和限差由于規(guī)范中沒有全站儀對(duì)邊測量用于跨河水準(zhǔn)測量的資料，僅有光電測距三角高程應(yīng)用于四、五等測量的資料。為了保證測量成果的可靠性和準(zhǔn)確性，我們從理論上進(jìn)行分析計(jì)算。測回?cái)?shù)的確定：我們擬采用的全站儀測角精度為1″，測距精度為2mm+2ppm，根據(jù)現(xiàn)場情況，前、后視的豎直角均不會(huì)大于5°，距離均不大于600m，分析時(shí)我們?nèi)?，，根?jù)對(duì)邊測量高差的中誤差計(jì)算公式有：也就是說，在此條件下，全站儀對(duì)邊測量觀測一測回的高差值的中誤差為4.14mm，如果觀測5個(gè)測回，其高差中誤差為，就完全能夠滿足《規(guī)范》中“橋梁高程施工控制網(wǎng)中，跨河兩水準(zhǔn)點(diǎn)間高差的中誤差不應(yīng)大于2mm”的要求。測量限差的確定《規(guī)范》規(guī)定光電測距三角高程對(duì)向觀測較差的限差為：《規(guī)范》規(guī)定水準(zhǔn)儀跨河水準(zhǔn)測量各測回高差互差的限差為：經(jīng)過分析比較，我們采用后者作為高差觀測一測回較差的限差。效果檢查實(shí)測結(jié)果根據(jù)分析論證結(jié)果，我們于2025年1月20日組織實(shí)測，經(jīng)過計(jì)算和驗(yàn)證，測量取得了成功。測量結(jié)果如表1所示。灣邊大橋?qū)厹y量(跨河水準(zhǔn))成果表測回對(duì)邊測量結(jié)果棱鏡高度高差（m）dDdh高差互差高差均值LBM1LBM21402.68401.3912-10.01.3962402.6748-1.40122402.67661.3948-6.01.3978402.6672-1.40083402.68401.3900-8.61.3943402.6772-1.39864402.68141.3880-9.21.3926402.6770-1.39725402.67921.3930-9.61.3978402.6762-1.40266402.67981.3986-9.41.4033402.6802-1.4080均值402.6781±19.81.39701.42651.50921.3143制表：日期：2025年1月20日實(shí)測D1＝501.3638m，D2＝458.6422m，，，則實(shí)測的高差中誤差為：計(jì)算結(jié)果表明，測量結(jié)果滿足規(guī)范要求，達(dá)到了我們預(yù)期的目標(biāo)。我們的測量結(jié)果同時(shí)也通過了監(jiān)理單位的驗(yàn)證。經(jīng)濟(jì)效益通過此次QC活動(dòng)，一方面節(jié)省了購置高精度水準(zhǔn)儀的費(fèi)用2萬多元；另一方面，本方案大大縮短了水準(zhǔn)路線的長度，僅用時(shí)一個(gè)半小時(shí)就完成了全橋的高程控制測量，大大提高了工作效率。技術(shù)效益通過此次QC活動(dòng)，我們對(duì)全站儀的應(yīng)用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，改變了一些組員“全站儀就是測角、測距和坐標(biāo)放樣的工具”的片面看法。同時(shí)，總結(jié)出一種新的跨河水準(zhǔn)測量方法，這讓我們?cè)诮窈蟮墓こ虒?shí)踐中又多一種選擇。社會(huì)效益我們的跨河水準(zhǔn)測量方案得到了監(jiān)理單位的好評(píng)，監(jiān)理單位對(duì)我們的工作態(tài)度、業(yè)務(wù)能力給予了充分肯定。本次QC活動(dòng)的成功，極大地鼓舞了小組的每一個(gè)成員，增強(qiáng)了大家的自信心，也進(jìn)一步增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)的凝聚力和創(chuàng)造力，培育了小組成員勇于開拓、敢于創(chuàng)新的精神。鞏固措施與標(biāo)準(zhǔn)化我們已將本次測量的方案形成《作業(yè)指導(dǎo)書》，并被收編到公司的《工程施工測量指導(dǎo)書》中，在公司內(nèi)推廣。另外還撰寫發(fā)表論文一篇“全站儀對(duì)邊測量技術(shù)在