水利工程施工测量工作手册式教材水利工程施工放样实水利工程施工放样实训
⽔利⼯程施⼯放样实训 ⽔利⼯程施⼯放样实训 水利工程施工测量 工作手册式教材
内容提要本书是高等职业教育“双高校”建设规划教材，是教育部高等学校高职高专水利水电建筑工程专业教学指导委员会推荐教材。本书是依据《工程测量规范》（GB50026-2020）、《水利水电工程施工测量规范》（SL52-2015）、《水利水电工程测量规范》（SL197-2013）编写完成的。全书包括基础测量、大比例尺地形图测绘、施工测量的基本工作、渠道断面测量及土方量计算共四个项目，每个项目内容任务-计划-实施-考核评价-任务拓展等进行组织教学，以学生为中心，学生在合作中完成工作任务。本书可作为高职、高专和职大水利水电类专业的实训教材，亦可作为水利水电工程技术人员的参考用书。水利工程施工放木水利工程施工放样实训2
⽔利⼯程施⼯放样实训 ⽔利⼯程施⼯放样实训 2 内容提要 本书是高等职业教育“双高校”建设规划教材，是教育部高等学校高职高专水利水电建 筑工程专业教学指导委员会推荐教材。本书是依据《工程测量规范》（GB 50026-2020）、《水 利水电工程施工测量规范》（SL52-2015）、《水利水电工程测量规范》（SL197-2013）编写完 成的。全书包括基础测量、大比例尺地形图测绘、施工测量的基本工作、渠道断面测量及土 方量计算共四个项目，每个项目内容任务-计划-实施-考核评价-任务拓展等进行组织教学， 以学生为中心，学生在合作中完成工作任务。 本书可作为高职、高专和职大水利水电类专业的实训教材，亦可作为水利水电工程技术 人员的参考用书
前言本书是贯彻《国家职业教育改革实施方案》（国发【2019】4号）精神，关于教材改革提出了教学内容和教材形式改革的两大任务，即“每3年修订1次教材，其中专业教材随信息技术发展和产业升级情况及时动态更新”，“倡导使用新型活页式、工作手册式教材并配套开发信息化资源”。本书是在教育部高等学校高职高专水利水电工程专业教学指导委员会指导下编写而成的工作手册式教材。本教材以培养学生水利工程施工测量工作基本能力为核心，以任务为载体，依据学生不同基础，从基础测量、大比例地形图测绘、施工放样的基本工作、断面测量及土方量计算中选择性开展实训教学。教材选题具有鲜明的高职特色，突出对基本技能的训练与掌握，同时注重与课程思政、创新教育的有机融合。本教材依据最新《工程测量规范》（GB50026-2020）、《水利水电工程施工测量规范》（SL52-2015）、《水利水电工程测量规范》（SL197-2013）等行业规范编写而成，可与张雪锋、刘勇进主编的中国水利水电出版社出版的《水利工程测量》教材配套使用。本书由黄河水利职业技术学院编写，张雪锋编写项目一、项目三：刘勇进编写项目二、项目四。本书由张雪锋、刘勇进、孔令惠担任主编，水利工程学院雷恒院长担任主审。由于编写时间仓促，编写经验不足，内容编排难免有不妥之处，尽请读者批评指正。编者水利工2022年5月
⽔利⼯程施⼯放样实训 ⽔利⼯程施⼯放样实训 前 言 本书是贯彻《国家职业教育改革实施方案》（国发〔2019〕4 号） 精神，关于教材改革提出了教学内容和教材形式改革的两大任务，即 “每 3 年修订 1 次教材，其中专业教材随信息技术发展和产业升级情 况及时动态更新”，“倡导使用新型活页式、工作手册式教材并配套开 发信息化资源”。本书是在教育部高等学校高职高专水利水电工程专 业教学指导委员会指导下编写而成的工作手册式教材。 本教材以培养学生水利工程施工测量工作基本能力为核心，以任 务为载体，依据学生不同基础，从基础测量、大比例地形图测绘、施 工放样的基本工作、断面测量及土方量计算中选择性开展实训教学。 教材选题具有鲜明的高职特色，突出对基本技能的训练与掌握，同时 注重与课程思政、创新教育的有机融合。 本教材依据最新《工程测量规范》（GB 50026-2020）、《水利水电 工程施工测量规范》（SL52-2015）、《水利水电工程测量规范》（SL197- 2013）等行业规范编写而成，可与张雪锋、刘勇进主编的中国水利水 电出版社出版的《水利工程测量》教材配套使用。 本书由黄河水利职业技术学院编写，张雪锋编写项目一、项目三； 刘勇进编写项目二、项目四。本书由张雪锋、刘勇进、孔令惠担任主 编，水利工程学院雷恒院长担任主审。 由于编写时间仓促，编写经验不足，内容编排难免有不妥之处， 恳请读者批评指正。 编者 2022 年 5 月
目录项目1基础测量任务1水准测量，.3子任务1水准仪的认识与使用3子任务2普通水准测量10子任务3闭合水准测量，15子任务4i角检验.21任务2角度和距离测量.26子任务1全站仪的认识和使用26子任务2角度、距离测量..··...32任务3坐标测量41子任务1全站仪坐标测量..41子任务2GNSS-RTK坐标测量46项目2大比例尺地形图测绘，54任务1平面控制测量，..56.. 56子任务1全站仪图根导线测量.子任务2卫星定位动态控制测量，71任务2高程控制测量...79子任务1四等水准测量79任务2高程控制测量...85.85子任务2三角高程测量任务31:1000地形图测绘.89子任务1全站仪数据采集，.89任务31:1000地形图测绘，.94..94子任务2GNSS-RTK数据采集，任务31:1000地形图测绘.9898子任务3南方CASS内业成图105项目3施工测量基本工作.任务1已知高程的测设106任务2已知坐标的测设110子任务1全站仪坐标放样，..110子任务2GNSS-RTK坐标放样..115任务3圆曲线的测设..119项目4渠道断面测量及土方量计算126任务1渠道纵断面测量127任务2渠道横断面测量..132任务3土方量计算..135附 录1394
⽔利⼯程施⼯放样实训 ⽔利⼯程施⼯放样实训 4 目 录 项目 1 基础测量. 1 任务 1 水准测量.3 子任务 1 水准仪的认识与使用 .3 子任务 2 普通水准测量 .10 子任务 3 闭合水准测量 .15 子任务 4 i 角检验.21 任务 2 角度和距离测量 .26 子任务 1 全站仪的认识和使用.26 子任务 2 角度、距离测量.32 任务 3 坐标测量 .41 子任务 1 全站仪坐标测量 .41 子任务 2 GNSS-RTK 坐标测量.46 项目 2 大比例尺地形图测绘. 54 任务 1 平面控制测量.56 子任务 1 全站仪图根导线测量.56 子任务 2 卫星定位动态控制测量.71 任务 2 高程控制测量.79 子任务 1 四等水准测量 .79 任务 2 高程控制测量.85 子任务 2 三角高程测量 .85 任务 3 1:1000 地形图测绘 .89 子任务 1 全站仪数据采集 .89 任务 3 1:1000 地形图测绘 .94 子任务 2 GNSS-RTK 数据采集.94 任务 3 1:1000 地形图测绘 .98 子任务 3 南方 CASS 内业成图 .98 项目 3 施工测量基本工作. 105 任务 1 已知高程的测设 .106 任务 2 已知坐标的测设 .110 子任务 1 全站仪坐标放样 .110 子任务 2 GNSS-RTK 坐标放样.115 任务 3 圆曲线的测设 .119 项目 4 渠道断面测量及土方量计算. 126 任务 1 渠道纵断面测量 .127 任务 2 渠道横断面测量 .132 任务 3 土方量计算 .135 附 录 . 139
项目1基础测量通过本项目的学习学生能够完成水准测量、角度、距离及坐标测量。本项目共设置3个任务，分别为高程测量、角度和距离测量、坐标测量。1.项目概况在学校测量实训场完成高程测量、角度、距离测量和坐标测量实训，实训场已有控制点3个KZ01、KZ02、KZ03，1个水准点BMa，高程为76.15m（图1-1）。控制点坐标如下：KZ01:x=53438.218m，y=47061.985m，H=75.64m;KZ02:x=52638.218m，y=47061.985m，H=75.95m;KZ03:x=52636.325m，y=47562.228m，H=76.28m。KZ01下善路口75.64训明楼水利工P湖n实训祥云体育场明志广场?B?TP1润水河KZ02KZ03口口75.9576.28图1-1学校测量实训场示意图2.内容表1-1实训内容及目标学习任务子任务任务简介“课程思政元素”育人目标掌握水准测量观测、1.增强学生团队协作，强调子任务丨普通水准合作意识、严肃认记录、计算的基本方养成良好习惯的重要性：测量真、精益求精法方：2.培养工匠精神的工作习惯任务1高程测掌握闭合水准路线的量1.增强学生家国情怀和使命子任务2闭合水准施测方法：爱国情怀、北斗精担当：测量掌握高差闭合差的计神、创新意识2.培养学生创新意识：算与调整；任务2角度、掌握测回法测量水平行业规范、团队协1.增强学生守成创新的使命距离测量角、竖直角和水平距作、劳动精神担当：1
⽔利⼯程施⼯放样实训 ⽔利⼯程施⼯放样实训 1 项目 1 基础测量 通过本项目的学习学生能够完成水准测量、角度、距离及坐标测量。本项目共设置 3 个任务，分别为高 程测量、角度和距离测量、坐标测量。 1.项目概况 在学校测量实训场完成高程测量、角度、距离测量和坐标测量实训，实训场已有控制点 3 个 KZ01、KZ02、 KZ03，1 个水准点 BMA，高程为 76.15m（图 1-1）。 控制点坐标如下： KZ01: x=53438.218m，y=47061.985m，H=75.64m； KZ02: x=52638.218m，y=47061.985m，H=75.95m； KZ03: x=52636.325m，y=47562.228m，H=76.28m。 图 1-1 学校测量实训场示意图 2.内容 表 1-1 实训内容及目标 学习任务 子任务 任务简介 “课程思政元素” 育人目标 任务 1 高程测 量 子任务 1 普通水准 测量 掌握水准测量观测、 记录、计算的基本方 法方； 合作意识、严肃认 真、精益求精 1.增强学生团队协作，强调 养成良好习惯的重要性； 2.培养工匠精神的工作习惯 子任务 2 闭合水准 测量 掌握闭合水准路线的 施测方法； 掌握高差闭合差的计 算与调整； 爱国情怀、北斗精 神、创新意识 1.增强学生家国情怀和使命 担当； 2.培养学生创新意识； 任务 2 角度、 距离测量 掌握测回法测量水平 角、竖直角和水平距 行业规范、团队协 作、劳动精神 1.增强学生守成创新的使命 担当；
离的方法、步骤及技2.培养学生吃苦耐劳的劳动术要点：精神1.增强学生国家安全观、自掌握全站仪野外数据子任务1全站仪坐我保密意识：地形图与家国情怀、采集的方法、步骤及标测量保密意识、劳动精神2.培养学生吃苦耐劳的劳动技术要点：任务3坐标测精神量掌握GNSS-RTK野外数1.增强学生家国情怀和使命子任务2GNSS-RTK爱国情怀、北斗精担当：据采集的方法、步骤坐标测量神、创新意识及技术要点：2.培养学生创新意识水利工程施工放样水利工程施工放样实训2
⽔利⼯程施⼯放样实训 ⽔利⼯程施⼯放样实训 2 离的方法、步骤及技 术要点； 2.培养学生吃苦耐劳的劳动 精神 任务 3 坐标测 量 子任务 1 全站仪坐 标测量 掌握全站仪野外数据 采集的方法、步骤及 技术要点； 地形图与家国情怀、 保密意识、劳动精神 1.增强学生国家安全观、自 我保密意识； 2.培养学生吃苦耐劳的劳动 精神 子任务 2 GNSS-RTK 坐标测量 掌握 GNSS-RTK 野外数 据采集的方法、步骤 及技术要点； 爱国情怀、北斗精 神、创新意识 1.增强学生家国情怀和使命 担当； 2.培养学生创新意识
任务1水准测量子任务1水准仪的认识与使用1.任务说明表1-2任务说明（1）任务要求认识水准仪的构造：掌握水准仪的安置，照准和读数。①安置仪器时，脚架应大致水平，架腿应踩实：②水准尺应直立，不得倾斜③读数应根据水准尺刻划按由小到大的原则进行：先估读水准尺上的毫（2）技术要求米数，然后报出全部读数：读数一般应为小数点后三位数，估读至毫米即米、分米、厘米和毫米：④读数应迅速、果断、准确，不拖泥带水。①认识水准仪；②安置水准仪（3）工作步骤③整平仪器；④照准水准尺：③读数并记录。（4）仪器与工具DSs水准仪1台、三脚架1个、水准尺1对、尺垫2个：（5）需提交成果水准仪各部件及作用表1份：实训2.任务学习与实施2.1任务引导学习定义概念水准测量工具水准仪、水准尺、三脚架、尺垫等（图1-2）。目前，工程测量中常用的水准仪有自动安平水准仪（图1-2）和电子水准仪。我国的水准仪系列标准分为DSs、DS、DSa和DSto四个等级。D是大地测量仪器的代号，S是水准仪的代水准仪号，均取大和水两个字汉语拼音的首字母。下标数字表示仪器的精度，是指各等级水准仪每公里往返测高差中数的中误差，以Ⅲ为单位。水准标尺的简称，是指水准测量使用的标尺。常用的有塔尺、木质双面水准尺（图1-2）、水准尺铟瓦尺及条码尺等。用于转点上的一种工具，用钢板或铸铁制成（图1-2）。使用时把三个尖脚踩入士中，把尺垫水准尺立在突出的圆顶上。尺垫可使转点稳固防止下沉，当水准尺转动方向时，尺底的高程不会改变。三脚架用来安置、稳固水准仪，具有三个可伸缩的架腿的装置（图1-2）。水准仪，主要由望远镜、水准器和基座三部分组成（图1-3），各部分的具体组成和作用水准仪的构造及功能见表1-3。3
⽔利⼯程施⼯放样实训 ⽔利⼯程施⼯放样实训 3 任务 1 水准测量 子任务 1 水准仪的认识与使用 1. 任务说明 表 1-2 任务说明 （1）任务要求 认识水准仪的构造；掌握水准仪的安置，照准和读数。 （2）技术要求 ① 安置仪器时,脚架应大致水平,架腿应踩实； ② 水准尺应直立,不得倾斜 ③ 读数应根据水准尺刻划按由小到大的原则进行；先估读水准尺上的毫 米数，然后报出全部读数；读数一般应为小数点后三位数，估读至毫米， 即米、分米、厘米和毫米； ④ 读数应迅速、果断、准确，不拖泥带水。 （3）工作步骤 ① 认识水准仪； ② 安置水准仪 ③ 整平仪器； ④ 照准水准尺； ⑤ 读数并记录。 （4）仪器与工具 DS3水准仪 1 台、三脚架 1 个、水准尺 1 对、尺垫 2 个； （5）需提交成果 水准仪各部件及作用表 1 份； 2. 任务学习与实施 2.1 任务引导学习 概 念 定 义 水准测量工具 水准仪、水准尺、三脚架、尺垫等（图 1-2）。 水准仪 目前，工程测量中常用的水准仪有自动安平水准仪（图 1-2）和电子水准仪。我国的水准 仪系列标准分为 DS05、DS1、DS3和 DS10四个等级。D 是大地测量仪器的代号，S 是水准仪的代 号，均取大和水两个字汉语拼音的首字母。下标数字表示仪器的精度，是指各等级水准仪每 公里往返测高差中数的中误差，以 mm 为单位。 水准尺 水准标尺的简称，是指水准测量使用的标尺。常用的有塔尺、木质双面水准尺（图 1-2）、 铟瓦尺及条码尺等。 尺垫 用于转点上的一种工具，用钢板或铸铁制成（图 1-2）。使用时把三个尖脚踩入土中，把 水准尺立在突出的圆顶上。尺垫可使转点稳固防止下沉，当水准尺转动方向时，尺底的高程 不会改变。 三脚架 用来安置、稳固水准仪，具有三个可伸缩的架腿的装置（图 1-2）。 水准仪的构造及功能 水准仪，主要由望远镜、水准器和基座三部分组成（图 1-3），各部分的具体组成和作用 见表 1-3
水准仪水推尺图1-2水准测量工具区教馆2.FOIFNAL232水利工汐样实训检壳技用盘图1-3苏一光NAL232自动安平水准仪表1-3苏一光NAL232自动安平水准仪的构成及作用序号组成名称构成及作用构成目镜、物镜、调焦螺旋、十字丝分划板、微动装置照准部1①提供水平视线作用②照准目标，调焦螺旋使成像清晰并读数构成圆水准器2水准器作用粗略整平，是竖轴竖直构成轴座、脚螺旋、底板和三角压板①安装仪器3基座作用②通过中心连接螺旋与三脚架连接③三个脚螺旋用于粗略整平2.2任务计划实施【步骤1】认识水准仪认识水准仪各个部件及作用并填入表1-4。表1-4水准仪各部件及作用4
⽔利⼯程施⼯放样实训 ⽔利⼯程施⼯放样实训 4 图 1-2 水准测量工具 图 1-3 苏一光 NAL232 自动安平水准仪 表 1-3 苏一光 NAL232 自动安平水准仪的构成及作用 序号 组成名称 构成及作用 1 照准部 构成 目镜、物镜、调焦螺旋、十字丝分划板、微动装置 作用 ①提供水平视线 ②照准目标，调焦螺旋使成像清晰并读数 2 水准器 构成 圆水准器 作用 粗略整平，是竖轴竖直 3 基座 构成 轴座、脚螺旋、底板和三角压板 作用 ①安装仪器 ②通过中心连接螺旋与三脚架连接 ③三个脚螺旋用于粗略整平 2.2 任务计划实施 【步骤 1】认识水准仪 认识水准仪各个部件及作用并填入表 1-4。 表 1-4 水准仪各部件及作用
部件名称功能照准部提供水平视线：照准目标基座安装仪器，通过中心螺旋与三脚架连接目镜调焦螺旋调节目镜，使十字丝成像清晰物镜调焦螺旋调节物镜，使目标成像清晰微调螺旋微动调节螺旋，使十字丝精确照准目标粗瞄器用于初步照准目标圆水准器粗略整平仪器脚螺旋用于整平仪器【步骤2】安置水准仪将三角架张开，架头大致水平，高度适中，用脚踩实架腿，使脚架稳定、牢固。然后用连接螺旋将水准仪固定在三脚架上。EE实训(a）打开三脚架，伸缩三个架腿使高度适中(b)从仪器箱中拿出仪器，通过中心连接螺旋将仪器固定在架头上图1-5水准仪的安置【步骤3】整平仪器首先观察气泡的位置，通过调节三脚架的架腿高度使仪器大致水平（图1-5a），然后调整脚螺旋整平仪器（图1-5b）。3（b）调节脚螺旋（①、②、③）使气泡居中（a）调节架腿高度使仪器大致水平图1-5仪器整平【步骤4】照准水准尺首先调节目镜对光螺旋，使十字丝清晰。然后利用望远镜上的准星从外部瞄准水准尺（图1-6a），再旋转物镜调焦螺旋使尺成像清晰（图1-6b），即尺像落到十字丝平面上：最后用微动螺旋使十字丝竖丝照5
⽔利⼯程施⼯放样实训 ⽔利⼯程施⼯放样实训 5 部 件 名 称 功 能 照准部 提供水平视线；照准目标 基座 安装仪器，通过中心螺旋与三脚架连接 目镜调焦螺旋 调节目镜，使十字丝成像清晰 物镜调焦螺旋 调节物镜，使目标成像清晰 微调螺旋 微动调节螺旋，使十字丝精确照准目标 粗瞄器 用于初步照准目标 圆水准器 粗略整平仪器 脚螺旋 用于整平仪器 【步骤 2】安置水准仪 将三角架张开，架头大致水平，高度适中，用脚踩实架腿，使脚架稳定、牢固。然后用连接螺旋将水准 仪固定在三脚架上。 图 1-5 水准仪的安置 【步骤 3】整平仪器 首先观察气泡的位置，通过调节三脚架的架腿高度使仪器大致水平（图 1-5a），然后调整脚螺旋整平仪 器（图 1-5b）。 图 1-5 仪器整平 【步骤 4】照准水准尺 首先调节目镜对光螺旋，使十字丝清晰。然后利用望远镜上的准星从外部瞄准水准尺（图 1-6a），再 旋转物镜调焦螺旋使尺成像清晰（图 1-6b），即尺像落到十字丝平面上；最后用微动螺旋使十字丝竖丝照
准水准尺，为了便于读数，也可使尺像稍偏离竖丝一些；需要注意的使照准目标时必须要消除视差。当照准不同距离处的水准尺时，需重新调节物镜调焦螺旋使尺像清晰，但十字丝可不必再调：131(a)瞄准水准尺(6)调节焦螺旋使成像清晰图1-6照准水准尺视差：当观测时把眼晴稍作上下移动，如果尺像与十字丝有相对的移动，即读数有改变，则表示有视差存在。其原因是尺像没有落在十字丝平面上（图1-7a、b）。存在视差时不可能得出准确的读数。消除视差的方法是一面稍旋转调焦螺旋一面仔细观察，直到不再出现尺像和十字丝有相对移动为止，即尺像与十字丝在同一平面上（图1-7c）。十字定训D1D101T0/20130),D13(a)(b)(c)图1-7十字丝视差【步骤5】读数并记录读数前应先认清水准尺的分划特点，特别注意与注字相对应的分米分划线的位置。读数时用十字丝中间的横丝读取水准尺的读数。从尺上可直接读出米、分米和厘米数，并估读出毫米数，所以每个读数必须有四位数。如果某一位数是零，也必须读出并记录。不可省略，如1.008m、0.506m、1.600m等：为了保证得出正确的水平视线读数，在读数前和读数后都应该检查气泡是否居中。如图1-6b所示，水准尺中丝读数为1325或1.325。注意事项：（1）仪器操作时，旋转螺旋时手感均应匀滑流畅，当脚螺旋突然旋转不动时，说明已至极限范围，切勿再用力旋拧。（2）安置仪器时，应尽量使前后视距相等。（3）脚螺旋调节的高度是有限的，因此调节架腿高度时应尽量使气泡接近里面的小圆圈，再使用脚螺旋调平。6
⽔利⼯程施⼯放样实训 ⽔利⼯程施⼯放样实训 6 准水准尺，为了便于读数，也可使尺像稍偏离竖丝一些；需要注意的使照准目标时必须要消除视差。 当照准不同距离处的水准尺时，需重新调节物镜调焦螺旋使尺像清晰，但十字丝可不必再调； 图 1-6 照准水准尺 视差：当观测时把眼睛稍作上下移动，如果尺像与十字丝有相对的移动，即读数有改变，则表示有视 差存在。其原因是尺像没有落在十字丝平面上（图 1-7a、b）。存在视差时不可能得出准确的读数。消除 视差的方法是一面稍旋转调焦螺旋一面仔细观察，直到不再出现尺像和十字丝有相对移动为止，即尺像与 十字丝在同一平面上（图 1-7c）。 (a) (b) (c) 图 1-7 十字丝视差 【步骤 5】读数并记录 读数前应先认清水准尺的分划特点，特别注意与注字相对应的分米分划线的位置。 读数时用十字丝中间的横丝读取水准尺的读数。从尺上可直接读出米、分米和厘米数，并估读出毫米 数，所以每个读数必须有四位数。如果某一位数是零，也必须读出并记录。不可省略，如 1.008m、0.506m、 1.600m 等；为了保证得出正确的水平视线读数，在读数前和读数后都应该检查气泡是否居中。如图 1-6b 所 示，水准尺中丝读数为 1325 或 1.325。 注意事项： （1）仪器操作时,旋转螺旋时手感均应匀滑流畅,当脚螺旋突然旋转不动时,说明已至极限范围,切勿 再用力旋拧。 （2）安置仪器时,应尽量使前后视距相等。 （3）脚螺旋调节的高度是有限的，因此调节架腿高度时应尽量使气泡接近里面的小圆圈，再使用脚 螺旋调平