时间:2023-07-11 17:37:40
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇水利水电工程测量规范,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
摘要:随着计算机技术的进一步发展,水利水电工程测量方法和手段必将不断更新换代,服务领域也将不断拓宽。本文主要介绍了水利水电工程测量质量的控制进行了探讨,仅供参考。
关键词:
一、水利水电工程测量技术的现状
水利水电工程测量是一门应用测量学科,是多专业测绘的综合学科。由于是一门专业性较强、内容丰富的工程测量学科,因此水利水电测量技术对于水利水电工程的勘测、施工以及竣工验收起着至关重要的作用。就目前而言,工程测量的工作内容主要包括:
规划阶段。规划阶段的测量主要是为后续的施工做好合理、科学的预测和估计,由此在规划阶段首先要为流域的综合利用和水利枢纽的布置等设计比例适中的地形图,同时对于重点的引水排水和河道冲污情况等特殊地域则需要提供包括水下地形在内的大比例的地形。
施工阶段。施工阶段主要是要做好水利枢纽地区的地壳、滑坡、危崖的安全监测。此外也要做好各种线路和施工控制网的测量。
运行阶段的测量。水利水电工程进入运行管理阶段后,重点是要针对相关建筑物和库区的淤积、电站的泄洪做好监测。
二、水利工程施工测量的准备工作
1、熟悉工程施工图纸
在水利工程施工测量之前一定要对工程的图纸进行全面的了解,并且还要对工程的设计意图进行详细的分析,熟悉施工图纸提供的平面控制点所属的华标系,同时还要对高程控制点的所属高程系进行详细的了解,并且还要将水利工程施工场地的位置以及施工的控制范围限制在施工测量的控制范围内。
2、确定水利工程施工测量的测量精度
根据现行的国家标准《工程测量规范》以及施工行业标准《水利程测量规水电工程测量规范》中的施工设计以及施工要求,并且根据水利工程的施工现状,对工程施工的各项测量标准进行测量,定出控制测量,并且还要对碎部施工测量以及断面测量作出具体的精度要求,为日后的工程测量做好基础。
3、检校施工测量仪器
在对水利工程进行施工之前要对施工中使用中的测量仪器进行进行检校从而确保施工测量的准确性,通常说来,对测量仪器的检校除了由专业人员进行检验外,还要由专业的仪器检校机构进行,并且还要在进行检验后出具有效的检校单,并且将其作为水利工程竣工完成后进行验收的根据。
三、水利工程施工测量的基本步骤
1、复测控制点
对于水利工程建设方提供的控制点不能直接的进行测量,而是要经过复测与复核后才可以进行使用,才可以进行施工测量,同时,还要将复测报告反馈给建设方。
2、施工控制网的建立
通常情况下,在控制点复测合格后,要根据水利工程施工处的地形以及可以被利用的地位来建设施工控制网,应该注意的是,施工控制网的建设要有全局观念,要考虑到水利工程的建设需要,同时,还要将控制点放置在通视条件好以及控制范围相对广阔的场所。
首先,要根据提供的资料进行选择,水电工程测区区地形图通常比例尺为1:2000,并且经过现场勘探可以了解原有的导线点、三角点以及水准点的标志现状,并且对水利工程建设处的地形以及自然情况进行了解,然后根据平面控制网进行技术选择,同时,要选择那些稳固且保存完好的三角点来推算出控制网点的大地坐标并且还要推算出施工坐标,然后,布设一级平面控制网点。其次,在控制点网方案确定之后,确定方案,要将基础挖到基岩,并且在顶部安装中心开孔直径为16mm的钢板,做为强制归心的仪器平台,在全部埋设工作完成后,经过一段时间后进行外业观测工作。水利工程建设开始之后,施工单位要根据建设的分工程,对首级控制网进行复核,同时要将复测成果交给建设方的监理进行审核,审核结果符合水利水电工程的施工规范要求的精度后,再回馈到施工单位来使用。但是,如果建设方的施工控制点与要求的精准度不相符,那么建设方要根据及时通知施工单位,还要根据水利水电工程的测量要求对其提出返工的要求,并将测量监理审核后再回馈给施工方。
3、施工放样
为了保证施工放样数据的准确性,要利用业内与业外相分离的方法来进行施工放样工作,同时,还要根据水利工程的设计图纸以及施工要求进行相应的施工放样工作。比如在施工场地比较平整时放样精度可以低一些,而对其长度的测量可以选用钢尺或者是平尺;在填筑堤路上可以先放样出堤路中线或堤路边线,然后根据堤路中线或者是边线用皮尺和钢尺量出每层的填筑范围,还可以根据要求选用全站仪放样。对于水利工程施工中的关键部位的测量,要有专业的监理工程师在现场,在对测量结果检验无误后,方可进行施工。
四、水利工程施工中的测量关键技术
1、选取加密点
水利工程施工中对加密点的选取要点是:(1)精密导线网的构成要结合平面加密点、现有的精密导线点和GPS点,闭合或附合线路的构成要结合精密水准点与高程加密点,应该在地质稳定、施工影响不到的地段上进行高程及平面控制点的布设;(2)确保平面加密点间的相邻边长差异适中,高程加密点之间的距离平均在300m为宜,个别边长应该大于100m;(3)相邻平面加密点和GPS点间的垂直角应小于30°;(4)在发生沉降变形的区域,不能进行加密点的布设。
2、布设加密点
在完成复测工作之后,平面加密控制方案的制定应该结合水利工程的实际情况,根据工程项目的施工需要在首级控制点的基础上进行,通过对数量一定的加密点进行合理布设,实现对闭合导线的测量,确保其满足水利工程的监控测量和施工测量。
3、测量加密点
推荐使用索佳SET230RK3全站仪进行平面测量,观测6个测回。使用的测量技术对水准点进行加密必须达到国家二等水准,使用一对条码尺配合中纬电子水准仪测量附合水准线路,经监理工程师批复后测量加密点,必须保证测量精度达到精密水准测量技术和精密导线测量技术的有关要求,采用严密平差法对数据进行测量,监理工程师要对测量成果进行审批。利用加密点与原有控制桩构成附合水准线路实现水准测量;利用原有控制桩组成闭合导线和附合导线测量精密导线。
4、复核工程量复核,测量地形
复核开挖工程量应该在开始进行主体工程施工之前进行,为了保证开挖工程量计算结果的准确性,应该准确测量工程施工各部位的原始地形,断面图比例为1∶200,平面图比例为1∶500,断面图兼具应小于25m,开挖工程量的计算应该以地形断面图为依据,监理工程师要审核计算结果,以此作为水利工程的结算依据。在完成开挖工程之后,应该测量各部位的断面图和基础竣工地形,并以此为依据对竣工资料和工程量进行计算。
五、施工测量中应注意的问题
施工测量人员严格执行有关法律、法规、规范性事件等规定。强制性条文规范标准加强测量外业和内业的检测工作,做到全面掌握施工的质量,作为测量施工人员应对工程建设项目中每一个部位施工放样的全过程进行检查、校核,发现问题及时整改,特别是对于重要部位,隐蔽工程,不能有丝毫麻痹大意,更应加强测量检测工作,以免给业主和本单位带来不可估量和不必要的经济损失。在测量作业过程中一定要注意以下问题:
同一工程,施工测量一定要采用统一的坐标系统、统一的高程系统。要注意保护施工控制点,在控制点处设置明显标志,以免机械、车辆撞动,或者根据条件尽可能多设置备用控制点。
在施工测量中并不是精度越高越好,只要能满足工程需要就可以,这样既提高了工作效率,也节省了人力、物力、财力等不必要的浪费。
施工放样和施工往往是交叉进行要合理安排时间,不能因放样滞后而影响工程施工进度。要和施工班组多沟通,使得施工放样尽可能最方便班组作业,放样后要向班组负责人交代清楚所放的是图纸上什么位置,不能放样完就一走了之。
结束语
总之,施工测量是施工中缺一不可的产物,是工程建设的必要途径,是社会化、专业化的一种技术服务行业。在工程施工过程中,测量施工要认真掌握施工图纸、施工合同、有关政策、规范、标准,通过艰苦细致的工作,树立测量施工工程师的权威性,科学性、可靠性,确保工程测量的施工质量。
参考文献
[1]张海水.关于测量在水利水电工程建设中的重要性研究[J].中华民居(下旬刊),2013,12:286.
在水利水电工程建设的不同阶段,对测绘都会有不同的要求,以确保工程质量、工程进度和工程造价都能够严格按照预算展开。建立工程控制网,就是要建立统一的空间参考框架,为测绘工作确定基准位置,确保测绘工作顺利展开。水利水电工程控制测量包括两种测量方式,即平面控制测量、高程控制测量。
1.1平面控制测量
平面控制测量运用平面控制系统,对水利枢纽地区以及水利工程建筑物地区测图。与其他的工程项目有所不同,水利工程项目测区相对独立而狭长,所以在工程项目所在位置的选择上,要根据位置、大小设定平面控制系统。如果要对重要的工程建筑物所在区域进行测量,就需要考虑到测绘区域内的投影长度变形问题,通常变形值的界定范围为每平方公立5厘米。在设定坐标系的同时,考虑到投影变形,需要采用高斯正形投影任意带建立平面直角坐标系统,通过坐标转换来完成,即采用换代计算的方法,将国家大地点的坐标转换为测量区域所在中央子午线处的坐标,也可以建立独立的独立坐标系统,要将起始数据确定下来,计算出国家大地点的坐标和该点至另一个大地点所形成的方位角即可。
1.2高程控制测量
高程控制测量采用高程控制系统。中国采用正常高系统作为准点的高程系统,原点高程为72.260米,但是在具体应用中,还要根据工程实际对高程系统进行选用,以使系统运行与工程所在区域的基础资料相匹配。高程控制测量中,选择高程系统还要尊重当地的使用习惯。
2水利水电工程地形图测绘
地形图在水利水电工程中所发挥的作用是为规划选址和建筑物布置提供参考依据。地形图的测绘要遵守国家行业测量规范,在具体当地测绘工作中,还要考虑到当地地形特点。
2.1地物测绘
地物测绘要结合水利水电工程规划设计,对控制点、居民点、地质勘探点、道路、输配电线路、管线、独立地物以及气象设施等细致测量。在测量的过程中,要将测绘的区域划分为工程区域内和区域外。对工程区域内的建筑,要仔细测量建筑规模和高程,并确定建筑的性质,在地形图上标注。工程区域外的建筑,可以根据工作需要放宽测量范围,对测量内容合理取舍。另外,对水利水电工程建筑物的测量,要从工程环境的角度出发,对工程的建筑测量要仔细,而建筑物内的测量则要根据实际需要对测量内容进行取舍。工程测量内容以及所获得的数据都要为工程的规划设计提供有价值的参考信息。
2.2地貌测绘
水利水电工程所在地理环境复杂,以依山邻水之地居多,进行地貌测绘,不仅程序复杂,而且操作困难。对水利水电工程所在地貌的测绘中,要使用等高线,以专用的地貌符号表示地貌,并做好高程注记点。为了提高测绘质量,不仅需要将高程点保留下来,还需要勾绘等高线。对于地貌复杂的环境进行测绘,要将地貌碎部特征绘制出来,就要运用绘间曲线,还需要将部分高程注记点和比高保留下来。在部门地形图中,还要将经济价值的地貌以及植被绘制出来。
2.3水下测量
水利水电工程测绘中,水下地形测量是重点环节。测量的过程中,要确保所获得的信息资料全面而准确。如果在水下有重要的沟渠、涵闸,在地形图中使用特定的标记标注出来,注上底部高程。
3水利水电工程的断面测量
水利水电工程规划设计阶段的测绘工作中,所涉及到的土石方施工内容较多,诸如削坡、填高以及挖深等等。工程施工中,都要涉及到断面测量,测量是否准确对工程建设具有直接的影响。
3.1横断面的布设
水利水电工程的规划设计中,横断面的布设要求间距控制在50米至200米之间,不仅要对断面间距充分满足,还要考虑到一些断面形态变化,比如,河道的急转弯出、主流的入口处等等。为了确保横断面布设的合理性,还要根据区域内地形特点开展实地勘察,以对断面间距进行适当调整。
3.2纵断面测量
纵断面的测量,是量取横断面的间距,然后明确中心线高程所呈现的变化情况。沿线地物投影所处中心线位置也需要通过纵断面测量确定下来。纵断面的测量是否存在合理性,直接关乎到工程量计算的准确性。比如,水利水电工程建设的规划设计进入到河道疏浚环节,往往会将河道的中心线确定下来。如果是加固河流堤防,则需要确定堤顶线。在水利水电工程的总工程量计算中,横断面和纵断面的测量精度起到了决定性的作用。在进行测绘中,要根据实际需要调整测量方法,提高测量精度,以使工程量概算与真实值趋近。
4结束语
[关键词]水利水电工程 测量投影 变形控制
中图分类号:TG333.2 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2016)24-0361-01
在实际运用中,水电水利工程发挥了跨流域引水、治水、发电等重要的作用,具体在跨流域引水的工作上,跨流域长度在几十公里到上千公里不等,且通常会面临海拔较高、落差较大的客观条件影响,测量路线非常长,因此必须合理设计工程的测量变形,对投影带与投影面合理选择,才能确保工程平面的各个控制点坐标与实际测量的长度相吻合,才能提高精确度以满足要求。
1. 投影
当前的水利工程测量工作大多采用高斯克吕格投影,这种投影事实上也属于正形投影综合的方法之一。地图投影就是将椭球面作为测量对象,上面的各个元素都是通过对应的数学计算法的数据测量技术而显示于平面中的,其中等角投影要保持投影前后角度的一致,但这又受到了长度或面积因发生变化而产生的影响。通常情况下,其长度与面积不会有较大的变化,才适应于后续的计算与修改工作。高斯投影则在很大程度上填补了上述测量选择时的不足,人们对这种技术应用可以简单地看成是将椭圆柱横套在如地球一样的椭圆体上,由地球球体的本初子午线在中央相切,对应的中心轴则刚好经过了球体的正中心,将子午线两边存在一定经度差的地方以阴影的方式表示,那么其对应的投影就可以直接射到椭圆圆柱面上[1]。
2. 变形基本公式分析
上述讨论的投影长度变形由一些因素影响而形成,在其长度因素变形的问题上,要将考虑的重点放在投影带与投影面中。
2.1 水平的距离归算高程面长度变形
将实际测量而得到的长度在椭圆的球面上表示并对其进行换算,对应的公式可以表示为So=mm/km,在这个公式中,RA表示测出的实际距离与所在方向椭球曲率的半径,Hm表示测出的实际距离在高程面中椭球面平均的高程,Hp表示选定高程面的高程。
2.2 水平的距离归算高程面长度变形
在其对应的S1=-=-mm/km运算公式中,S1为变形值,对应的绝对值根据测量距离高出大地水准面高程的平均值增大而增大,且均为负值,这个公式关系说明在地面进行实际测量的距离换算为地球椭球面的距离,整体上呈现缩小的态势。
2.3 椭球面边长归算高程面长度变形
运算公式为S2=mm/km,其中Ym表示被测区域两端Y 的坐标值,Rm表示被测地区的地球参考椭球平均曲率半径值。在这个公式中,S2为变形值,并随着被测距离两端横坐标平均值增加,也就是说与中央子午线的距离越远,那么变形数值也就越大。
2.4长度投影变形情况
对上述的各个运算公式进行综合可得总的长度投影变形值S=S1+S=,而在这个运算公式中我们可以知道长度变形和被测地区平均的高程以及Y坐标相关,如果长度的投影在规定的高程面上,那么Hm则表示为被测区的边长高程与规定高程的差,也可以将其看成为高出椭球面的高程值。
3. 适合投影方式的选择方法
对坐标系和投影方式的选择必须遵循一定的原则,比如在中央子午线与测量地段偏离不是太大,且地面平均的高差非常小的话,那么距离长度投影变形就会比所选测量图比例与投影限差的精度要求偏低,才能尽可能保证所要测量的坐标和国家在此所统一的坐标相一致,保证了国家统一坐标系的合理利用。再比如所测量区域平均高差太大,而且与中央子午线的距离非常远,那么在进行选择的同时就要充分考虑到抵偿高程面,如果还无法满足测量图以及施工的精度,就要以国家统一坐标系为标准,并在此基础上对其进行一定的控制,选用高斯正形投影任意带投影的方法。具体到水利水电工程的测量工作中,工作人员必须紧密结合工程的实际情况来选择投影的正确方法,通常情况下完成水利水电工程流域的规划时,基本能确定各梯级电站中库区长度及正常的蓄水位等基本情况,再通过后期相关的测量工作将工作图与实际距离的比例控制在1:2000以上,同时根据标准要求将边长的投影变形控制在50mm/km以内。这就需要建立具备独立性质的电站平面坐标系,也就是要采用高程抵偿面任意带高斯正形投影坐标系,投影边长以及中央子午线在工程具体的位置、实际涉及的范围,结合投影所产生的变形来进行估算与确定。
3.1 关于高斯投影变形的计算
首先要根据测量地区不同部位做高斯投影变形,并对其进行正确的估算,随后得出不同部位的变形值。比如测区Y坐标的实际长度为65800m,那么其对应左端变形的计算则可以表示为:S左1==53.4mm/km,而测区Y坐标实际长度为53500m,那么对应的右端变形的计算则可以表示为:S右1==35.3mm/km,枢纽区Y坐标是36000m,那么对应的枢纽区变形的计算可以表示为:S枢纽1==16mm/km。
3.2 选择高程归化面的设计
在上述的变形公式中,测距边可以归化为椭球面,且规律是处于缩小的变化,如果归化为高斯面,那么其伴随Y的增大而增大,这种一正一负的关系在边长投影值的变化中表现出相互补偿的关系[2]。在本文中,笔者将枢纽区高程作为参考,数据取值为3005米,于是补偿高斯面投影长度的变形计算结果由16mm/km高程归化面,带入公式也就是=,结果为16mm/km,其中的Hm表示侧区边长平均的高程和归化高程的差值,由H表示,那么其对应的值为16*RA=100m,H归化=H枢纽-H=2905m。因此我们所得出的2905m为高程归化面的枢纽区长度变形,两者也有相互抵偿的关系,再通过得出的高程归化面对测区其他部位的长度变形情况是否满足规范的要求进行估算,于是就可以确定对于归化面的选择正不正确。
3.3 高程归化面投影变形的计算方法
通过已经计算出的高程规划面对测距边归算和高程面测区的变形值平均数进行计算,如上数据可知归化面高程是2905m,平均值为3100m,那么平均的变形则为:S平均==-30.6mm/km,枢纽区的变形则可以表示为:S枢纽2==-16mm/km。
3.4 投影变形计算方法
通过评估总投影变形值,就可以看出其是否与精度的要求相符,其对应的总变形分别为:S左端=S左端1-S平均=22.8mm/km,S右端=S右端1+S平均=4.7mm/km,S枢纽=S枢纽1+S枢纽2=0。在估算中可知测区投影的中央子午线是93°43′,而边长高程是2905m,其对应的变形值并不高于《水利水电工程测量规范》中所规定的50mm/km数值,综合考虑了工程测量位置范围的大小以及精度高低,抵偿面的选择较为合理,也满足了整个工程在精度方面的需求,适合建立该工程独立的坐标系统。
4.结束语
综上所述,在实际的水利水电工程投影变形的测量设计工作中,工作人员必须以工程具体的精度要求以及测区的实际长度变形情况进行准确的估算,才能根据得出的数据准确选择合理的独立坐标系。如果比例尺图的比例较大,那么工作人员可以采用换代计算的方法,采用高斯投影的3°坐标进行计算,比如比例尺图的比例较小,且测量的水利水电工程比较重要,那么就要通过建立抵偿高程面任意带的方法建立独立坐标系,才能满足在精度等方面的要求。
参考文献:
关键词:导线 闭合差 超限
一、问题的提出
随着测距技术的发展,各种测距仪、全站仪在导线测量中得到了广泛应用。在实际作业中,如果依据的控制点成果精度低,同时又不大注意测距仪器的使用,则施测结果常不到测量规范相应等级的精度要求,造成不良后果,轻则返工、延误工期;因此,如何正确地使用这些先进的仪器,一次性达到测距导线测量成果的精度要求,是本文讨论的重点问题。
本人曾参加某河坝工程测量工作,施测技术方案设计五等二级导线方位角闭合差不超过±20√n,导线全长相对闭合差不超过1/10000,满足1:1000测图精度(点位精度小于0.1m,点间精度小于0.1m)要求,在观测时仪器观测员认识不到仪器存在“三轴误差”(包含视准轴误差、水平轴倾斜误差和垂直轴倾斜误差)和仪器制造、校准、磨损等原因产生的机械结构误差(包含度盘和测微尺分划误差、照准部和度盘偏心误差、光学测微器行差,照准部旋转、微动螺旋旋转和光学测微器隙动差),简化规范中规定的有关仪器操作,往往易造成水平角测回超限;却导线最弱点位精度、最弱点间精度、最弱边长相对中误差均超限,不能很好满足工程设计要求。
二、成果超限的主要原因
1、使用的全站仪、棱镜架腿未检验、校正
1.1全站仪在出厂前,虽然将坚盘的指标差、水平度盘的视准轴误差已测定,并存入仪器中,但仪器经长期使用,其值已发生变化。测水平角和垂直角时,又每次只读一个读盘位置,测半个测回,使2C值偏大,没有及时发现,致使测角测距产生系统误差。这是造成闭合差超限的主要原因之一。
1.2忽略对全站仪、棱镜等光学对点器的检验、校正。对使用的全站仪检差发现:光学对点器的对中误差已超过±2mm,检验还发脚架的基座螺丝和脚尖铁插螺丝松动,易使气泡偏离。
2、水平角观测产生目标偏心
2.1由于忙于赶进度,急于获取观测成果,有时不顾观测条件,在目标不清晰、雾气较大,天气透明度差的天气观测,产生照准误差大、测距精度低。
2.2未按测量规范的有关规定进行作业
2.3观测导线的水平角时,导线点被高杆农作物挡住视线,架设棱镜不通视。用花杆做照准目标,距离较近、花杆粗、不易照准。再则花杆竖的不直,只能照准花杆上部,产生照准目标偏心。导线点间距离越近,偏心越大。
水利水电勘测规范明文规定:电磁波测距边经过气象、加常数、乘常人数改正后的斜距,才能化算为水平距离。
其中M为所测地形图比例尺,N为转角数
水平角、天顶距观测应严格按照表1-3执行,重测水平角和垂直角,可只测半个测回,且必须变换度盘位置,避免水平角观测达不到精度要求,方位角闭合差超限。垂直角观测达不到精度要求,直接影响测距精度,使导线闭合超限。
三、应采取的主要措施
1、对使用的仪器、脚架要进行严格的检验、校正。全站仪也不能例外。不能忽略对光学对点器的检校,要固紧基座螺丝和铁插螺丝。
2、全站仪要在相对180°的2个读数装置上读取水平角和垂直角,以消除度盘的偏心差。
3、不宜在雾天、雨天、大气透明度差、目标不清晰的天气中观测
4、正确地选择的设置目标。注意以下几点:
(1)架设棱镜要能通视:作业时最好采用三联脚架法进行导线水平角观测,以提高导线水平角观测工效,减弱仪器对中误差和目标偏心对测角精度的影响,以提高方位角的推算精度。
(2)测导线水平角时,导线点上架设棱镜看不见,不用花杆做目标,而采用φ6的2.5m长而直的冷拨丝钢筋杆做照准目标。照准目标时尽量照准下部。
(3)当导线点被高杆农作物挡住视线,立1根冷拔丝杆仍看不见时,应将3根冷拔丝杆用细铁丝绑在一起构成三角架,中间插入0.5m,露出2m的1根冷拔丝杆,用细铁丝与冷拔丝杆三角架绑紧,使其高度达4.5m,再在杆上端绑上红白小测旗,即可作为照准目标用。
5、严格按照水利水电测量规范要求作业。测距导线测量的主要技术要求,应符合表1有规定;天顶距观测应符合表3有关规定。当观测不符合要求时,应进行重测,并应遵守重测的有关规定。
6、改变测距时只测平距,不加任何改正的作业习惯,严格按照水利水电测量规范要求,对仪器所测的电磁波测距边加气象改正、加常数、乘常数改正后的斜距,才能斜改平运算。
目前现有的测距仪、全站仪都有自动气象改正装置或自动气象改正程序,只须根据实地测出的气温和气压,查出气象因子,将其输入仪器中由仪器自动改正。仪器乘常数数值随温度等条件而变化,一般不宜加此改正。
斜距划算为平距时可根据观测高差进行,也可根据观测垂直角进行。依照规范的规定,将观测到的平距划算到椭球面和高斯投影面上。
四、结束语
测距导线在作业时,只要采取以上措施,并认真按测量规范要求进行作业,不但能加快工作进度,而且能获得精度较高的测量成果。因此,测距导线一次测量成功是完全可以做到的。
参考文献:
关键词:水利工程;施工测量;技术
水利工程施工中的测量工作直接关系到工程施工的质量能否达标,测量工作到位,测量技术成熟是保证后续水利工程施工得以顺利进行的重要保障。本文首先介绍了水利工程控制网的测试和设置,接下来对水利工程施工测量技术的关键环节进行了探讨,提出了笔者自己的思考。
一、水利工程控制网的布设和测量
1、水利工程首级测量控制网
必须在监理提供的测量基准之后,在工程开始前必须配合监理人共同对基准点的测量精度进行校测,确定数据和资料是否符合标准。首先,为了避免错数据和点位的误用,必须复核本工程控制网中的控制点大地坐标数据、点号熟悉和控制点位。测试原来的导线点、平面控制点和水准点的位置以及标石的形状;对施工区的治安情况、行政区划、固有习俗、交通运输、气象情况要进行深入了解。经监理工程师批复后才能将使用所得到的测量结果,对控制网要进行定期与不定期相结合的复测,确保复测精度高于施测精度,复测周期为三个月,复测结果要上报监理单位。
2、布设施工控制网的
结合工程施工进度,以建筑物的现场地形和布设情况为依据对控制网点进行加密布设。采用三角高程测量和水准测量实现高程控制,采用导线测量、边角组合测量和三角测量实现平面控制,布设成结点网络、复合线路或闭合环线。监理要对测量平差计算后和控制网布设的资料进行审批,通过审批后才能进行施工测量。制定布网方案要以工程目标和控制网精度要求为依据,在图上结合测区地物地形的特点设计出一个图形结构较强的网。点位布设要严格遵守测量规范要求,尽量满足测量放样和施工控制条件,在通视条件良好,不易破坏且基础坚硬的地方埋设控制点。
此外,由于水利工程施工的依据是测量控制点,一定的保护措施对于本工程来说是非常有必要的。避免测量控制点遭受人为破坏,如果主控制网点的施工对工程本身造成影响,必须重新选点的话应该报请监理批准,监理批准之后再重新选点测设并进行数据平差计算。
二、水利工程施工测量的准备工作
1、熟悉工程施工图纸
在水利工程施工测量之前一定要对工程的图纸进行全面的了解,并且还要对工程的设计意图进行详细的分析,熟悉施工图纸提供的平面控制点所属的华标系,同时还要对高程控制点的所属高程系进行详细的了解,并且还要将水利工程施工场地的位置以及施工的控制范围限制在施工测量的控制范围内。
2、确定水利工程施工测量的测量精度
根据现行的国家标准《工程测量规范》以及施工行业标准《水利程测量规水电工程测量规范》中的施工设计以及施工要求,并且根据水利工程的施工现状,对工程施工的各项测量标准进行测量,定出控制测量,并且还要对碎部施工测量以及断面测量作出具体的精度要求,为日后的工程测量做好基础。
3、检校施工测量仪器
在对水利工程进行施工之前要对施工中使用中的测量仪器进行进行检校从而确保施工测量的准确性,通常说来,对测量仪器的检校除了由专业人员进行检验外,还要由专业的仪器检校机构进行,并且还要在进行检验后出具有效的检校单,并且将其作为水利工程竣工完成后进行验收的根据。
三、水利工程施工测量的基本步骤
1、复测控制点
对于水利工程建设方提供的控制点不能直接的进行测量,而是要经过复测与复核后才可以进行使用,才可以进行施工测量,同时,还要将复测报告反馈给建设方。
2、施工控制网的建立
通常情况下,在控制点复测合格后,要根据水利工程施工处的地形以及可以被利用的地位来建设施工控制网,应该注意的是,施工控制网的建设要有全局观念,要考虑到水利工程的建设需要,同时,还要将控制点放置在通视条件好以及控制范围相对广阔的场所。
首先,要根据提供的资料进行选择,水电工程测区区地形图通常比例尺为1:2000,并且经过现场勘探可以了解原有的导线点、三角点以及水准点的标志现状,并且对水利工程建设处的地形以及自然情况进行了解,然后根据平面控制网进行技术选择,同时,要选择那些稳固且保存完好的三角点来推算出控制网点的大地坐标并且还要推算出施工坐标,然后,布设一级平面控制网点。其次,在控制点网方案确定之后,确定方案,要将基础挖到基岩,并且在顶部安装中心开孔直径为16mm的钢板,做为强制归心的仪器平台,在全部埋设工作完成后,经过一段时间后进行外业观测工作。水利工程建设开始之后,施工单位要根据建设的分工程,对首级控制网进行复核,同时要将复测成果交给建设方的监理进行审核,审核结果符合水利水电工程的施工规范要求的精度后,再回馈到施工单位来使用。但是,如果建设方的施工控制点与要求的精准度不相符,那么建设方要根据及时通知施工单位,还要根据水利水电工程的测量要求对其提出返工的要求,并将测量监理审核后再回馈给施工方。
3、施工放样
为了保证施工放样数据的准确性,要利用业内与业外相分离的方法来进行施工放样工作,同时,还要根据水利工程的设计图纸以及施工要求进行相应的施工放样工作。比如在施工场地比较平整时放样精度可以低一些,而对其长度的测量可以选用钢尺或者是平尺;在填筑堤路上可以先放样出堤路中线或堤路边线,然后根据堤路中线或者是边线用皮尺和钢尺量出每层的填筑范围,还可以根据要求选用全站仪放样。对于水利工程施工中的关键部位的测量,要有专业的监理工程师在现场,在对测量结果检验无误后,方可进行施工。
四、水利工程施工中的测量关键技术
1、选取加密点
水利工程施工中对加密点的选取要点是:(1)精密导线网的构成要结合平面加密点、现有的精密导线点和GPS点,闭合或附合线路的构成要结合精密水准点与高程加密点,应该在地质稳定、施工影响不到的地段上进行高程及平面控制点的布设;(2)确保平面加密点间的相邻边长差异适中,高程加密点之间的距离平均在300m为宜,个别边长应该大于100m;(3)相邻平面加密点和GPS点间的垂直角应小于30°;(4)在发生沉降变形的区域,不能进行加密点的布设。
2、布设加密点
在完成复测工作之后,平面加密控制方案的制定应该结合水利工程的实际情况,根据工程项目的施工需要在首级控制点的基础上进行,通过对数量一定的加密点进行合理布设,实现对闭合导线的测量,确保其满足水利工程的监控测量和施工测量。
3、测量加密点
推荐使用索佳SET230RK3全站仪进行平面测量,观测6个测回。使用的测量技术对水准点进行加密必须达到国家二等水准,使用一对条码尺配合中纬电子水准仪测量附合水准线路,经监理工程师批复后测量加密点,必须保证测量精度达到精密水准测量技术和精密导线测量技术的有关要求,采用严密平差法对数据进行测量,监理工程师要对测量成果进行审批。利用加密点与原有控制桩构成附合水准线路实现水准测量;利用原有控制桩组成闭合导线和附合导线测量精密导线。
4、复核工程量复核,测量地形
复核开挖工程量应该在开始进行主体工程施工之前进行,为了保证开挖工程量计算结果的准确性,应该准确测量工程施工各部位的原始地形,断面图比例为1∶200,平面图比例为1∶500,断面图兼具应小于25m,开挖工程量的计算应该以地形断面图为依据,监理工程师要审核计算结果,以此作为水利工程的结算依据。在完成开挖工程之后,应该测量各部位的断面图和基础竣工地形,并以此为依据对竣工资料和工程量进行计算。
五、施工测量中应注意的问题
施工测量人员严格执行有关法律、法规、规范性事件等规定。强制性条文规范标准加强测量外业和内业的检测工作,做到全面掌握施工的质量,作为测量施工人员应对工程建设项目中每一个部位施工放样的全过程进行检查、校核,发现问题及时整改,特别是对于重要部位,隐蔽工程,不能有丝毫麻痹大意,更应加强测量检测工作,以免给业主和本单位带来不可估量和不必要的经济损失。在测量作业过程中一定要注意以下问题:
1、同一工程,施工测量一定要采用统一的坐标系统、统一的高程系统。要注意保护施工控制点,在控制点处设置明显标志,以免机械、车辆撞动,或者根据条件尽可能多设置备用控制点。
2、在施工测量中并不是精度越高越好,只要能满足工程需要就可以,这样既提高了工作效率,也节省了人力、物力、财力等不必要的浪费。
【关键词】 灌浆;施工工艺;质量控制
1 工程概况
某水库大坝全长1450m,分为东坝和西坝,其中东坝长850m,西坝长600m。大坝现有高程为72.00m,大坝面宽为5.00m,均为粘土均质坝。大坝上游边坡为1∶3.25,砼预制块护砌,下游边坡为1∶2.5~1∶2.75。内平台宽15.00m,高程为61.59m。
2 工程地质条件
枢纽区属长江冲~洪积二级阶地的低山冈丘区。地表形态多被沟蚀切割,起伏较大,海拔高程多在55.00m~73.00m,相对高程多在20.00m以内,坡度一般为10~20度左右,坡面多呈凹形,上陡下缓,沟谷一般呈喇叭口向谷口逐级倾斜。整个枢纽区地势有东北高,西南低,即整体向西南方向倾斜的特点。
3 灌浆施工工艺流程及工艺参数
在灌浆工艺流程中,各孔先稀后稠的原则进行制浆灌浆。每孔灌浆次数不少于5次,每次灌浆间隔时间5天。根据坝体特点、坝体水平位移等情况,来综合分析确定吃浆量大小,每孔每次灌浆量可为每米0~0.5m3,岸边段小于0.3m3。
①为在保证大坝安全的条件下,形成竖直连续的防渗泥墙,采用“孔底灌注,少灌多复”方法,来达到“内劈外不劈”的效果,推迟和控制坝顶裂缝。
各序灌浆采用“总量控制,分序底减”的原则,即Ⅰ、Ⅱ序孔平均灌浆量达到设计要求干土重450kg/m,Ⅰ序灌浆量最大,Ⅱ序较少。
相邻部位相同深度同一地层条件的各孔灌浆量大致相同,保证泥墙宽度连续均一。
单孔灌浆底中上层按“总量控制,分层底减”,即每孔总量按设计要求,每段前三次灌浆量要大,保证底部充分劈裂,使孔内劈裂向上发展,后几次可灌少量,来控制坝顶裂缝。
②灌浆开始先用稀浆比重1.3g/cm3左右,待坝体劈开后用浓浆比重大于1.4g/cm3进行灌注,并认真记录灌注浆液的时间。
③仔细观测孔口压力表的读数,特别是压力变化较大的数值,认真做好记录。
4 施工观测
(1)水平位移及竖向位移观测
按设计要求布设观测断面,每个观测断面分别在上下游坝肩、上游高程69.23m、下游高程69.23m,63.60m,61.59m平台部位埋设观测桩,灌浆期间每天观测1次,非灌浆时每5天观测1次。根据水平位移量了解灌浆效果,并调整灌浆量及灌浆孔位。
竖向位移结合水平位移的观测进行,竖向位移观测主要注意河槽段坝顶和坝后坡的沉降,从沉降量分析灌浆效果,并分析和调整灌浆量及灌浆孔位。
(2)坝体内部变形观测
坝体内部变形观测在设计位置埋设测斜管。测斜管进入基岩1.5m。灌浆期间,一天两次观测坝体内部变形情况,非灌浆期间,每五天观测一次,直至工程竣工。
(3)裂缝和冒浆观测
灌浆前对坝体进行全面观测,灌浆期间发生的裂缝要及时检查,记录其位置、宽度、长度、走向、深度、发展趋势等。
①裂缝观测内容包括:裂缝分布情况、长、宽、深度、趋势走向、错距和裂缝发生历时、开展速度等。正在灌浆的坝段每天观测1~2次。如裂缝发展较快,应加强观测。要做好观测记录,并绘制在平面图上。
②冒浆观测:在灌浆期间安排专人进场巡视坝坡、坝面。如发现冒浆,应及时处理,同时应记录和描述,并绘制在平面图上。 ③在观测过程中,要求对坝面塌坑、隆起及坝下渗等水情况实时监控,并做好记录。
(4)灌浆压力和灌浆量观测
①灌浆压力观测:在注浆管进浆管上安装压力表,压力表精度20Kpa。灌浆过程中随时观测压力变化,并记录下瞬时最大压力,对照坝移和裂缝张开宽度,合理控制灌浆压力,控制在0.2Mpa以内。
②每孔每次灌浆量和总灌浆量应准确记录,每次灌浆量控制在0~0.5m3/m以内。
5 质量控制及检验
(1)过程控制
①浆液比重要每2~3小时检验一次,随时调整浆液配比,以达到设计要求,浆液比重每次测量都要详细记录。
②应按设计要求严格规范复灌次数和时间间隔,每孔复灌次数至少5次以上,两次灌浆时间间隔不低于5天。
③孔口压力控制灌浆压力
严格按“孔底灌注,少灌多复”方法,各序孔采取“总量控制,分序递减”单孔灌浆底中上层按“总量控制,分层递减”,同一部位各孔灌浆量大致相同的措施,即确保大坝安全,又提高灌浆质量。
④灌浆过程中,在坝顶上下游埋设横向位移观测桩,并认真观测桩之间的距离,横向水平位移控制在3cm以内。检查分析大坝位移观测数据,控制在允许范围内,以保证大坝的工程质量和安全施工。
⑤灌浆时,应尽量推迟和限制坝顶出现裂缝,坝肩位移不超过2~3cm,停灌后基本闭合。若发现坝顶坝坡灌浆,要及时加以处理。灌浆过程须留有记录,并经监理签字确认。
(2)质量检查
①中间质量检查
规范布孔,造孔孔位偏差控制在5cm以内,钻孔偏斜率必须低于1%。开钻及钻孔中检测斜率1次,发现超标,应于处理。按照设计要求严格钻孔深度,开钻前和终钻后要必须进行钻杆检尺。注浆管要下到设计深度,下管前严格按照要求进行检尺。
检查控制浆液性能和指标满足设计要求。制浆用粘土要进行检验,合格后才能使用,并定期取样送实验室化验。
严格控制孔口压力在设计最大允许灌浆压力范围内。
施工复灌次数和间隔时间符合设计要求,检验每孔的每次灌浆量、总计灌浆量是否达到要求,凡未达到要求的,应进行及时补灌。
预留灌浆浆液,待其固结后,取样进行渗透试验检查渗透系数。
根据纯灌时间和浆液比重,计算灌入的干土量是否满足要求。
②最终质量检查
施工完毕,竣工验收前,开挖深坑3个,开挖深度不小于25m,检查帷幕的影响宽度主浆脉的贯通性、均匀性、固结效果等。
在浆脉量测分别打注水孔和观测孔,两者距离不大于1m,保持注水孔中高水位,观测浆脉另一侧的观测孔中的水位,与未灌浆前的试验进行比较。
6 结论
钻孔及灌浆工程是水利工程施工的关键环节之一,笔者针对实际的工程概况,在对工程地质条件进行详细勘测与测评之后,对灌浆施工工艺流程及工艺参数、施工过程均给予介绍、观测,最终将整个施工过程的质量控制及检验等环节阐述一遍,得出结论。
参考文献:
[1]《水利水电建设工程验收规程》SL2232008
关键词中小型;水闸;测量;内容;要求
中图分类号 TV698.22文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)041-0043-01
当前,国家正加大力度对农业、交通、水利等基础设施的建设,以促进经济增长。我国大部分水闸都是上世纪50-70年代兴建的,建筑物及金属结构等接近使用寿命,同时由于历史原因,不少水闸存在工程标准偏低、建设质量较差、老化失修严重等问题,经过半个世纪的水侵蚀,特别是沿海地区海水的侵蚀,很多水闸已经失去了原有的功能,使用性能和安全性能都大幅降低,急需修复或新建。笔者有多年从事水闸测量经验,结合设计需求,总结出一套水闸的测绘要求。
1测量内容
对一个对象进行测量之前,我们都要事先了解测量的内容,根据内容布置一个简单的方案。水闸工程测量的内容可分为三个部分:
1)水闸的平面地形测量;
2)水闸的横、纵断面测量;
3)上下游河道地形及断面测量。
明确各项工作内容,针对各项内容,结合设计需要,提出测量要求。
2测量要求
2.1水闸的平面地形测量
为满足设计要求,对水闸闸址位置的测量比例尺应不低于1:500,闸址处向两岸延伸的部分测量比例要求不低于1:1000,作业前应尽量收集测区附近已有的国家或地方独立控制点成果,并加以整理和分析,平面坐标系应尽量采用国家坐标系或者地方坐标系,如果条件不允许或者无特殊要求,可以考虑建立独立坐标系。高程控制测量的高程采用正常高系统,按照1985国家高程基准起算,在已建立高程控制网的地区 亦可沿用原高程系统。对远离国家水准点地区,引测有困难时,可采用独立高程系统或以气压计测定临时起算高程。控制点选定的点位,必须牢固可靠,能住期保存,便于理石和观测,并顾及到低级点的扩展,同时,应考虑到减弱旁折光影响,各方向视线离开障碍物的距离,控制点个数不少于3个,并两两通视,做好点之记和成果表,若作为施工控制点使用,高程需要四等以上水准高程测量。
图1闸门基本结构图
应设计需要,新建中型水闸平面测量范围一般从拟建闸址处往河岸两遍各延伸60米,河道上下游各延伸100米,假如下游离江,海距离下雨100,应增加与江海交界处50米的水下地形测量。新建小型水闸平面测量范围从拟建闸址处往河岸两遍各延伸30米,河道上下游各延伸50米,假如下游离江,海距离下雨50,应增加与江海交界处30米的水下地形测量。维修加固水闸一般以水闸为中心向上下游各延伸20米,从岸边水面起向左右岸各延伸20米,具体根据维修加固内容及施工规模来确定。
维修加固水闸,需重点测出原水闸的特征参数,如水闸闸门宽度、孔数、闸门底高程、顶高程、工作闸门槽宽度、位置、检修门槽宽度、位置,有胸墙的应测出胸墙底高程,检修层底面高程,水闸启闭层底面高程等。在测量过程中,最好对原水闸进行详细的拍照,提供数字照片数据。水闸基本结构见图1。
2.2水闸横、纵断面测量
闸址处横、纵断面的测量,其主要目的就是为设计工程量计算。新建中型水闸横断面测量应从岸边水面起向两遍各延伸30米或止于建筑物,如果30米范围内地形变化不大,测至高程基本不变化处,纵端面从闸门轴线两边测至施工开范围即可。新建小型横断面测量应从岸边水面起向两遍各延伸20米或止于建筑物,如果20米范围内地形变化不大,测至高程基本不变化处,纵端面测量要求同上。维修加固水闸横、纵断面测量范围,可根据维修加固内容确定,尽量超出施工影响范围。河道横断面测量水下部分测量点间距应不大于2米,纵断面测量点间距不大于4米,水上部分按实际地形变化测量。断面测量比例尺为1:100。
2.3上下游河道地形及断面测量
上下游河道的地形测量,可根据工程情况确定范围,如河道需要砌坎或清淤的,应向河道两边各延伸30米,范围内有建筑物的要详细测出建筑物的形状和位置,并进行必要的水下地形测量;河道不需要治理的,向河道两边各延伸测量10米即可。上下游河道断面测量,主要用于水文计算。新建中型水闸的上下游河道断面测量应以闸中线为中心,向上下游各测100米的河道纵断面,上下游50米的范围内每10测一条很断面,超过50米范围,每25米测一条横断面,横断面从岸边水面线起向河道两边各延伸30米或止于高程基本无变化处。新建小型水闸的上下游河道断面测量应以闸门中线为中心,向上下游各测50米的河道纵断面,每10测一条横断面,横断面从岸边水面线起向河道两边各延伸20米或止于高程基本无变化处。河道横断面测量水下部分测量点间距应不大于2米,若河道太宽或河底高程变化不大,间距可适当放宽,但最好不要超过4米,水上部分按实际地形变化测量。断面上要求有1个特征点能在平面图上定位,方面设计人员断面摆放定位。维修加固水闸可根据维修加固内容确定。断面测量比例尺为1:100。
3结语
水闸的测量属于规划、设计阶段的测绘工作,为设计提供现状地形信息。测量成果的好坏直接影响到设计的进度、成果的好坏及工程量和投资的准确性,设计的需要决定了测量的内容和比例尺要求。通过上述要求,可为设计提供全面、详细,准确的地形、断面资料。
参考文献
[1]水利水电规划设计总院水利部.水利水电工程测量规范(规划设计阶段)SL197-97[S].北京:中国水利水电出版社,1997.
Abstract: The paper confirms that the RTK-SDE technology in accuracy analysis of underwater topographic survey in shallow water by analyzing two cases conforms to the requirements of the measurement standard, which can be used for reference in the engineering practice.
关键词:RTK-SDE技术;水下地形测量;测深精度分析;水深比对检测
Key words: RTK-SDE technology;underwater topography survey;sounding accuracy analysis;detection of water depth ratio
中图分类号:TV221 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2016)30-0098-03
0 引言
2012年6月21日,《水利发展规划(2011-2015年)》(以下简称《规划》)经国务院批复。《规划》确定“十二五”期间,全面解决2.98亿农村人口和11.4万所农村学校的饮水安全问题,水利工程新增年供水能力400亿m3,新增农田有效灌溉面积4000万亩;农田灌溉水有效利用系数提高到0.53以上,重要江河湖泊水功能区水质达标率提高到60%以上;新增水土流失综合治理面积25万平方公里,初步改善生态环境脆弱地区及重点河湖的生态环境用水状况。《规划》给宁夏水利工作带来了新的任务、新的希望,新的起点。宁夏河流、湖泊、渠道、水库等改造、整治、除险加固、截渗工程纷纷上马,这给水下地形测绘工作带来了商机,也带来了挑战。为此,项目组联合有关单位,并结合项目组的实际情况,进行浅水区水下地形测绘研究工作,用于指导类似工程的实践活动。
相关资料显示,国内对运用GPS RTK、水下超声波回声测深技术、数字化绘图技术等先进测绘技术(简称RTK-SDE技术),进行水下地形测绘工程作了不少研究, 取得了一些阶段性成果。如龚治兴[1]在青草沙水库工程1:5000局部河势水下地形测量中,对该技术的工作原理进行了详细的介绍;程建刚[2]利用该技术对北京市6个城市湖泊进行勘测,得出了能够大大提高勘测速度和精度的结论;佟玉娥[3]利用该技术在大平矿水库内地形测量中,得出了提高作业精度和提高作业效率12倍的结论;徐景起等人[4]利用该技术在雪野水库水下地形测量中,得出了该技术具有测量精度高、速度快、采集数据密度大等优势[5],测量结果比常规方式更为客观、真实的结论[6]。但这些成果大多是零散的、阶段性的,没有经过系统研究和总结。因此,项目组认为在这方面有必要进行深入研究,有必要把前人的成果系统化,用于指导宁夏乃至周边区域的水下地形测绘工作。
1 RTK-SDE技术水下观测数据的精度分析
利用RTK-SDE技术多余观测,对采集的数据进行精度分析,观察是否满足测量规范的要求,用以评价观测数据的可靠性。
1.1 试验地点及范围
①永宁县南方:29号丁坝上游100m,下游至第一排水沟,丁坝前30m区域。实测0.34km2。
②平罗县六顷地:1号垛上游100m至3号丁坝下游100m,坝前30m区域;4号丁坝上游100m至5号丁坝下游100m,坝前30m区域。实测0.23km2。
1.2 试验设备及软件
工程使用南方灵锐S82T GPS接收机1套(1+2),经过校准鉴定,仪器合格;南方SDE-28S水下超声波回声测深仪1套;笔记本电脑一台;CASS9.1数字化地形测绘软件;机动船1艘。在使用过程中仪器设备外观表现正常,运行正常。
1.3 试验起算数据及执行规范
①起算控制点。
永宁县南方测区附近有3个GPS五等点,分别是D1、DD2、D7。平罗县六顷地测区附近有4个GPS五等点,分别是LQ5和LQ7,BM0和BM。起算控制点成果列于表1。平面坐标系统是1954北京坐标系,高程系统是1956黄海高程基准。投影带是中央子午线经度为105°的35号3°高斯投影带(永宁南方)和中央子午线经度为108°的36号3°高斯投影带(平罗六顷地)。
②执行规范。
依据《工程测量规范GB50026-2007》(国家标准)、《水利水电工程测量规范(规划设计阶段)SL197-97》(行业标准)和《1:500 1:1000 1:2000地形图图式GB/T20257.1-2006》(国家标准)。
在执行以上测绘规范的基础上,结合本工程目的,提出以下具体技术要求:比例尺=1:500,等高距=1m;水域地物点点位中误差≤1m,等深线插求点高程中误差≤0.5m;断面间距15m,断面点间距5m;地形成图碎部点展点密度15m,高程显示至小数点后2位;GPS RTK技术联测起算控制点,转换参数误差和固定点检核误差≤5cm(坐标分量)。
1.4 试验过程质量控制
为了保证采集数据的可靠性和最终成果的质量,在测绘过程中,加强检查,强调过程质量的控制。
①起算控制点检核。
对起算控制点,在使用前对其可靠性进行了实测检核。GPS流动站分别在起算控制点采集数据,计算转换参数之前显示误差。结果表明,永宁南方3个起算控制点可靠;平罗六顷地4个控制点,平面误差达到0.37m,高程误差不超过0.01m。结合在现场看到的LQ5和LQ7实际标定情况,我们认为这两个点精度较低。但考虑与过去成果的联系和比较,也因为检核控制点高程没发现问题,故仍以LQ5和LQ7为起算数据进行测绘。通过起算控制点检测,也说明GPS RTK系统工作正常。
②开始与结束时的固定点检核。
在地形测绘中,每天工作开始和结束,均进行固定点检测。检测记录列于表2。其中ΔXmax=0.009m,ΔYmax=0.021m,ΔHmax=0.018m。均小于5cm的要求。
③水深比对检测。
水下地形测量,每天开始前都进行水深比对检测。检测记录列于表3。其中探杆测深与测深仪测深的差值,最大为7cm,最小为1cm。考虑到探杆底部带有5cm的尖头,会产生3-5cm的系统误差。故,可认为测深仪测量结果是可靠的。
④水下重合点检测。
每个水下区域都设计了检测航线,对检测航线上的重合点(范围小于2m*2m)进行比较。水下重合点检测结果列于表4。
⑤实际精度分析。
计算检测高程与图面等高线内插点高程的差值(H分量误差),对地貌点进行抽查检测,永宁南方29-32号坝检测了42个点,平罗县六顷地1、2、3号坝检测了31个点,平罗县六顷地4、5号坝检测了20个点。H分量误差的具体数据列于表5。
依据双观测中误差计算公式计算水下重合点高程中误差:永宁南方=0.224m,平罗县六顷地1、2、3号坝=0.302m,平罗县六顷地4、5号坝=0.309m。均小于h/3=0.33m,说明采集数据不含粗差,质量可靠。
2 结语
①通过测区起算控制点检核、开始与结束时的固定点检核、水深比对检测、水下重合点检测等过程质量控制,保证了测深数据的精度要求。
②经过实际精度分析,永宁南方29-32号坝测深中误差为0.224m,平罗县六顷地1、2、3号坝测深中误差为0.302m,平罗县六顷地4、5号坝测深中误差为0.309m。均小于h/3=0.33m,说明采集数据不含粗差,质量可靠,水下测深精度符合规范要求。
参考文献:
[1]龚治兴.青草沙水库工程1:5000局部河势水下地形测量[J].中国水运,2014(1):200-205.
[2]程剑刚.网络RTK联合声波测深仪在水下地形测量中的应用[J].测绘工程,2014(3):63-65.
[3]佟玉娥.测深仪与GPS集成技术在大平矿水库内地形测量中的应用[J].铁法科技,2013(11):18-20.
[4]徐景起,马明文,蔺义华.GPS-SDE技术在雪野水库水下地形测量中的应用[J].人民长江,2010(4):65-67.
关键词:GPS;水利工程;高程测量技术;
中图分类号:P201 文献标识码:A 文章编号:1674-3520(2014)-07-00-01
科学技术迅猛发展,我国经济水平不断提高。在GPS定位技术,在测绘领域运用越来越广。GPS测量在平面控制方面,显现了巨大的作用。在我国推广GPS高程测量技术,具有重要意义。
一、GPS测量概述
GPS高程测量,用英语专业术语来讲,即Height Measurement Using Global Positioning System。通过运用GPS测量技术,间接确定地面正常高的。其工作原理是,先直接测量区
域内GPS点。然后,再在测量区域内,水准测量的方法,若干GPS点测出正常高。值得注意的是,数量和位置满足高程。最后,计算出所有GPS点的高程差异 ,在此基础上运用平面拟合,进行高程拟合,测量区域的其他GPS点高。
(一)测量大地高。它是由地面点,沿着该点的椭球的法线,到参考椭球面的距离。没有明确的物理意义。但是,若椭球大地坐标系不同,则构成的大地高程也不同[1]。通常情况,用字母H表示,且可分解为正高Hg,和大地水准面差距N.测量结果又可分解为,正常高Hr和高程异常 ζ 。GPS定位测量的椭球大地,是以WGS-84为基准的,即相对于WGS-84椭球高程。(二)正高。正高,是以大地为水平基准面。由地面点,铅垂线至水准面距离。有明确的物理意义,这里用Hg表示。(三)正常高。正常高,是由地面点,沿铅垂线到水准面的距离,用Hr表示。整个测量过程中,高程系统以大地的水准面,为基础的正常高系统。(四)高程异差。高程异差是指大地水准面到参考椭球面的距离。用ζ 表示,一般是指大地水准面与WGS-84参考椭球面差距。1 . 5 高层系统。我们在结合高程系统理论,可知测量点的大地高,与正常高的关系为:Hr=H- ζ 。这个表达式是近似表达。在实际操作中,要考虑到椭球面上,法线与铅垂线差异,即垂线偏差。但是,通常情况下,偏差不超过±0.1mm,这个偏差可以忽略.
二、GPS高程测量解决的问题
根据《水利水电测量规范》,高成控制的测量氛围基本、图根、测站点测量三种。主要是采用几何水准的测量方法,但是,这种测量的效率比较低。在发挥GPS测量方便省力,同时,对GPS技术的应用,应该更多考虑到测绘学术界,热衷探讨的问题。具体来说,就是GPS观测数据的处理。在大地水准基面,结合和GPS点正常的高度,实现测量精度的四等的实现。一方面,GPS高程测量中,只需要获得纯数学意义的大地高[2]。也就是地面点,沿着法线到参考的椭圆形球面,中间距离长度。但是在实际操作中,几何水准的测量,需要的数据不是大地高H ,而是正常的高度h。另外一方面,相似大地水准的测量,主要是利用了测区域周围,及周边加重重力。采用的测量重力方法,主要是Remove restore技术的运用。我们可以采用平面拟合的方法,纠正参数。来完成似大地面水准的精度纠正分析。
三、GPS高程测量的应用
近年来,我国不少测绘生产部门,在GPS水准的布测方面,付出了大量研究工作。研究的主要目的就是,精化大地水准面,提高GPS高程测量精度。这其中,不少科研成果已应用。河北省某水利勘测院,在一次河道的测量中,实现了五等水准连测,一共了191个图根点[3]。最后,用徕卡SR530GPS(RTK)设备,对其进行平面、高程测量,达到了同五等水准测量。这其中,较差值最小的为-0.001 m。最大差为-0.194 m,较差值小于0.05 m。一共72个图根点。这些点中,小于0.08 m的有107个点。有84个点,较差值在0.08m~0.20 m之间。如果按公式M=±〔〕/n计算,可以算出误差为±96 mm。《水利水电工程测量规范》中,规定一次加密的高程控制点,对邻近基本高程控制点,误差不得大于±h/10,其中h为测图等高距。显然,试验结果表明,GPS高程测量在一些地区,实现了等高距为1 m的要求。
在实际运用中,河北某地市测量队在湖泊测量中,采用Leica SR530(Rush)双频 RTK GPS接收机, 与 Trimble4600Ls型单频接收机,实现了联合量测。以分布的20点GPS水准点,作为控制点。用四次拟合多项式,为拟合函数,实现了大地水准面拟合到GPS/水准。获得南四湖工程区域测量结果。这其中,主要利用工程区域,似大地水准面模型中,156个
GPS网点高程异差。将实测高程作为“真值”,再次进行精度统计。如表1。而计算得到
156个 GPS控制网点,正常高与水准实测高程比较,如表2。比较来看,高程与水准实测高程之差,绝对值小于0.05m的点占79.5%,标准差小于0.05m,证明了基于高程测量方法的可靠。
表1正常高和实测高程之差区间统计/m
表2正常高和实测高程之差/m
四、结语
水利工程的地方地理条件困难,地形较复杂、交通不便利普遍。但是,我国水准点稀缺,水准的测量线路较长,所以,我国高程测量极为困难,具有挑战性。当前,GPS高程测量,实现了四等精度要求。满足了水利工程的中、小形图图根精度要求。由此来看,GPS高程测量推广意义重大。
参考文献:
[1]张前勇,汪雷.GPS高程测量精度分析[J].湖北民族学院学报(自然科学版)2008.26(4)
一、水利工程建筑质量管理施工质量控制的概述
1.1 施工质量控制的定义。对于水利建设工程施工过程中影响质量形成的各种因素(人、机械、材料、工艺方法以及施工环境)进行全面的监督和控制,就叫施工质量控制。
2.2 施工质量控制的依据。水利水电工程施工质量控制的主要依据有:国家的法律、法规、政策,主管部门的有关技术规范、规程、质量标准,有关部委(如环保、交通、消防、防汛等)的有关规定,项目法人和承包商签订的合同文件,已批准的设计文件和相应的设计变更文件,项目法人和监理单位签订的监理协议书,承包商呈报经监理单位批准的施工组织设计和施工技术措施,设备制造厂家的设备安装说明书和有关技术标准,结合工程特点和实际情况,对工程质量控制所执行的合同技术标准与质量检验方法进行补充、修改与调整的内容。
二、工程测量在各施工阶段对工程质量的影响
2.1 工程测量在建筑定位及基础施工阶段对工程质量的作用。在工程开始施工前,首先通过测量把施工图纸上的建筑物在实地进行放样定位以及测定控制高程,为下一步的施工提供基准。这一步工作非常重要,测量精度要求非常高,关系整个工程质量的成败。假如在这一环节里面出现了差错,那将会造成重大质量事故,带来的经济损失是无法估量。工程测量在基础施工阶段的另外一个重点是基础墙柱钢筋的定位放线,在这一个环节里面,容不得有半点差错。否则将导致严重的质量事故发生。对于结构复杂,面积较大的工程,只有周密、细致的进行测量放线方能保证墙柱插筋质量,避免偏位、移位等情况的发生。
2.2 工程测量在主体结构施工阶段对工程质量的作用。在主体结构施工阶段,工程测量对于工程质量的影响主要有以下几个方面:墙柱平面放线、建筑物垂直度控制、主体标高控制、楼板、线条、构件的平整度控制等。其中墙柱平面放线的精确度,直接影响建筑物的总体垂直度,对墙柱钢筋绑扎、模板施工的质量产生严重的影响。所以每次混凝土施工完毕后,第一道工序就是测量放线。通过了测量放线不但能够为下一道工序提供依据,并且能及时发现上一道工序所遗留下来的问题,使得其他专业的施工人员及时处理已经发生的质量问题,避免了问题的累积,最终不出现质量事故。
2.3 工程测量在装饰装修施工阶段对工程质量的作用。这个阶段的测量工作的精度、质量直接影响到该工程的总体质量。
2.4 工程施工及运营期间的变形观测对工程质量的意义。建筑物的沉降观测在施工过程中有着重大的意义,通过观测取得的第一手资料,可以监测建筑物的状态变化和工作情况,在发生不正常现象时,及时分析原因,采取措施,防止重大质量事故的发生。
2.5 工程测量对防治质量通病的积极意义。要预防通病的发生,除了施工人员的主观原因之外,必须为施工人员提供准确的、周到的、详细的测量控制水平线、平面控制线、垂直控制线等。如果测量工作方面出了问题,势必会引起施工质量问题的发生。我们在施工中只要把测量工作做好,对防治质量通病就起到非常积极的作用。
三、工程测量质量控制的方法
3.1 测量复核制的基本要求。
(1)执行有关测量技术规范和标准,按照规范要求进行测量设计、作业、检查和验收,保证各项成果的精度和可靠性。
(2)测量桩点的交接必须由双方持交桩表在现场核对、交接确认。遗失的桩位应坚持补桩,无桩名的桩位视为废桩,资料与现场不符的应予更正。
(3)用于测量的图纸资料应认真研究复核,必要时应做现场核对,确认无误后,方可使用。抄录已知数据资料,必须核对,两计算人应分别独立查阅抄录,并互相核实。
(4)各种测量的原始记录(含电子记录)必须在现场同步做出,严禁事后补记、补绘。原始资料不允许涂改。不合格时,应按规范要求补测或重测。
(5)测量的作业工作必须有多余观测,并构成闭合检核条件。内页工作应坚持两组独立平行计算并相互校核。
(6)利用已知成果时,必须坚持“先检查、复测,利用”的原则。
(7)重要定位和放样,必须坚持用不同的方法或手段进行复核测量,或换人检查复测无误后才能施工。
(8)一项工程由两个以上单位同时施工时,应联合测量;若不同时施工时,先施工的单位进行整体复测,相关单位复核确认后使用。施工复测时,必须超越管段范围与相邻相关的测量桩点联测,并于有关单位共同确认共同使用的相关桩点和资料。
(9)未经复测的工程不准开工;上一道工序结束,下一道工序未经测量放样,不得继续施工。
3.2 控制网测量复核的周期规定。
(1)冻土地区项目复测周期为每年开工(复工)前。水利工程的设计原测精测网复测必须由公司测量队或由局指委托的有关测量单位施测。
水利工程的设计原测精测网外,平面加密网、水准加密网等工程加密网复测由项目部测量组按测量规范周期要求施测,其复测成果报公司测量队审核。工序各部施工测量复核的周期规定:工序各部施工测量复核应在施工测量过程中进行。
(2)其他工程复测周期为每年度一次。
3.3 测量质量控制运作。
(1)自检和外检:为确保工程质量,各级测量机构必须按测量复核制的基本要求,对各项测量工作实行自检;重要的定位、放样和施工阶段性复核实行第三方检查(测量监理复核检查或上级测量机构的复核检查)。
(2)测量项目抽检:为检查控制测量项目的各项作业是否规范,测量成果的质量与精度是否合格、可靠,实行项目抽检。重点工程的抽检项目由公司测量队负责提出计划,报请公司总工程师批准后实施。抽检采用交叉复核的方法,即采用不同的人员、不同的设备、不同的方法进行交叉复核,以便及时发现和纠正差错。抽检完成后,应写出书面意见,指导被检单位的工作。对不合格成果应限期改正并提交符合要求的新成果。
四、结束语
水利工程施工过程中正确无误的测量影响着工程的质量,在工程建设过程中的施工质量管理上起到了非常重要的作用。在实际的施工过程中,我们必须充分认识到测量工作的重要性,科学管理,更好的把测量工作用来为施工质量管理服务,提高质量。
论文摘要:测量工作在工程施工中的具体作业流程、内容及要求等,结合自身参与的工程做简要阐述。
关键词:工程测量 施工工程技术指标 作业流程
中图分类号:[P258] 文献标识码:A 文章编号:
Abstract: measuring work in project construction in the specific work flow, the contents and requirements, etc, according to its own participation in the engineering do paper briefly explains.
Keywords: engineering survey construction engineering technology index working procedure
一、 工程名称及概况
1.1工程名称
南水北调中线京石段应急供水工程(委托河北建设管理项目)渠道项目(S23)标段施工桩号318+700~324+200。
1.2工程概况
本标段工程包括渠道、三个倒虹吸、四座交通桥等工程项目。
⑴ 田家庄坡水区排水倒虹吸:由进口段、管身段、出口段三部分组成。其中管身段为两联2孔3.8m×3.8m,钢筋混凝土箱形结构,长86m;进口段长64m,两侧为浆砌石扭墙、护坡和护底;出口段长91.4m,两侧亦为浆砌石扭墙、护坡和护底。
⑵ 小白尧坡水区排水倒虹吸:由进口段、洞身段、出口段三部分组成。其中洞身段为6孔3m×3m钢筋混凝土箱形结构,长82m;进口段长65m,两侧为浆砌石扭墙、护坡和护底;出口段长93m,两侧为浆砌石扭墙、护坡和护底。
⑶ 唐河二干渠倒虹吸:该倒虹吸由上游引渠段、沉砂池段、进口渐变段、闸室段、进口连接段、管身段、出连接段、出口渐变段和出口引渠连接段组成,其中管身段长86m(水平投影长),断面尺寸为1.7×1.9m(宽×高),闸室段、上下游连接段和管身段为钢筋混凝土结构,其余为浆砌石结构。
⑷ 田家庄公路桥:本桥汽车荷载等级为公路--Ⅱ级;桥长52m,桥宽6.5+2×0.5m;桥梁上部结构为三跨16m预应力空心板,下部结构为薄壁墩、钻孔灌注桩基础。
⑸ 东屯村公路桥:本桥汽车荷载等级为公路--Ⅱ级;桥长52m,桥宽6.5+2×0.5m;桥梁上部结构为三跨16m 预应力空心板,下部结构为薄壁墩、钻孔灌注桩基础。
⑹ 小白尧公路桥:本桥汽车荷载等级为公路--Ⅱ级;桥长51m,桥宽6.5+2×0.5m;桥梁上部结构为三跨16m预应力空心板,下部结构为薄壁墩、钻孔灌注桩基础。
⑺ 岳烟公路桥:本桥汽车荷载等级为折减公路--Ⅱ级;桥长52m,桥宽4.5+2×0.25m;桥梁上部结构为三跨16m预应力空心板,下部结构为柱式墩台、钻孔灌注桩基础。
⑻ 渠道:全长5500m,桩号318+700~324+200,渠道为半挖半填渠道。设计水深4.5m,设计纵坡1/25000,渠道过水断面为梯形,底宽为23m,右侧马道铺设净宽4.0m的沥青混凝土路面;左侧马道铺设净宽4.0m的泥结碎石路面。
⑼ 金属结构:唐河二干渠倒虹吸为1孔,设置拦污栅1扇,工作闸门1扇,启闭机1台。
二、已知成果
点名 X(m) Y(m) H(m) 备注
III289
4280169.954 492857.099 72.649
III290
4280065.330 493410.120 71.283
III291
4281654.590 494133.868 70.635
II030
4281670.993 493614.848 71.117
III292
4284165.124 494652.043 70.027
III293
4284195.066 494123.018 71.572
说明 1954年北京坐标系1°带坐标,中央子午线115°,85基准高程。
三、测量仪器及设备配备
本工程施工测量配备如下测量设备及配套设施:
1.拓普康GTS-332N2″测距精度为±2mm全站仪及配套光学对中觇牌一套。
2.DS3自动安平水准仪、3米木质红黑双面水准尺和5米塔尺2把。
3.精密水准仪及水准尺一套。
4. 50米送检钢尺2把。
四、技术方案
根据设计部门提供的测量控制点,按照使用方便、通视条件好和点位固定可靠的原则沿渠道的走向,在与渠道开挖线的两侧一定距离的合适地段布设测量附合导线,由于我标段施工沿线长且控制点有限,尤其在标段尾部无控制点,为确保导线精度满足设计要求,故将导线引致下一相邻标段,与该标段内起始处控制点串联成附和导线。控制点布设成平面和高程共用点。
控制点水平角观测采用全站仪观测9个测回,边长均往返各2测回,每测回4次读数,观测边长在计算前均进行加、乘常数及倾斜改正,各项观测值的各项限差均应满足《规范》要求。
高程控制点采用DS3自动安平水准仪及3米木质红黑双面水准尺进行施测,观测精度按相关测量《规范》执行。
每次进行测量观测前,先对仪器的性能进行检测,使仪器能在良好状态下有效的工作。
控制点的计算成果作为细部放样的基准点,做好资料的提交和点位的保护。
控制加密前,首先按照先复核后利用的原则与监理共同检测已知控制点精度,并复核其资料和数据的准确性。
施工期间,在施工放样前必须将加密控制点进行复核,确定所使用控制点未发生沉降或电位变化后方可使用。并定期对加密控制点进行复测若发生沉降或位移,根据情况决定该点是否继续使用。若由于控制点变化较大应及时将复测资料上报监理部门申请废除该点。确保精度满足工程施工对控制测量的要求。
4.1 控制测量
根据要求,我部对设计部门提供的控制点(包括平面和高程两部分)进行复测,并将成果提交业主、监理,经确认后,结合本施工标段的地形和现场实际情况进行加密控制测量。
⑴ 控制点加密测量
1)为满足施工放线需要,进行了相应的加密控制测量。作业精度满足以下指标要求:
①外业采用三等平面控制测量
②外业水平角观测,2″全站仪观测9个测回;
③导线方位角闭合差不超过±3.6″√n;
④导线边测距一测回读数较差不超过±3mm,测回间较差不超过±5mm;
⑤导线相对闭合差少于1/55000。
根据实际情况本工程采用拓普康GTS-332N全站仪施测,其作业精度可满足规范要求。
⑵ 控制点高程复测
根据设计提供高程控制点,对其进行高程复测其精度指标满足以下要求
①外业采用二等水准测量;
②闭合差少于±4 √L mm;
观测数据超限时,重测整个测回;重测又超限时,应分析原因并采取相应的措施重新观测。
2)高程加密测量是为满足渠道工程、三个到虹吸、四座交通桥及金属结构安装等工程测量要求而进行的,按三等水准作业要求进行,附合高差闭合差不超过±12√Lmm。高程测量采用DS3自动安平水准仪及3米木质红黑双面水准尺进行施测,施测方法为:后前前后,每一测段均往、返测,其作业精度按相关测量《规范》执行。
所有加密控制点观测完成后将观测结果整理后报业主、监理检测,合格后使用。
4.2 施工区原始断面测量
在各施工部位开工前,按监理部门要求对本合同施工范围内的原始地形进行原始断面测量。断面图的布置,依据设计图的布置方式在设计断面间进行适当加密。断面中心桩间距按工程结构特征和地形变化情况直线段在50m~100m之间选择,曲线段在10m~20m之间选择。实测原始断面测量完成后,再依据发包人提供的原始断面线或原始地形线进行认真的分析对比,并将比对计算出的结果在工程开工前28天内,报送监理人复核、审批。
4.3 测量放样的方法与要求
⑴土、石方开挖放样
平面点位放样,依据现场条件、控制网点的分布情况采用全站仪坐标法、施工坐标放样法等,放样时遵守“由整体到局部、先控制、后细部”的原则。高程放样使用水准仪;对于主体工程部位的基础轮廓点和高程中误差均要求不超过±50mm。
开挖过程中,经常校核测量开挖平面位置、水平标高、控制桩号、水准点和边坡坡度等是否符合施工图纸的要求。挖至设计断面后及时会同监理人员联测并绘制纵、横断面图,报送监理人复核、审批。
⑵对于各项目土石料填筑放样
平面点位放样,根据场地作业条件采用全站仪坐标法和方向线交会法进行,高程放样使用水准仪和塔尺。相对于邻近基本控制点各种填料分界线、边线的平面和高程点位中误差不超过±30mm。
⑶金属结构、机电设备安装测量
工作开始前,在各项目相对独立的安装结构单元内建立安装轴线和高程基准点,相对于邻近基本控制点的安装轴线点和高程基准点的误差均不超过10mm。安装轴线点至少3点,高程基准点不少于2点,点间相对偏差不超过2mm。安装轴线和高程基准建立完毕经复核检查符合规范要求后,分别以安装轴线和高程基准为依据进行安装点的放样。放样时检查测点间相对尺寸关系。
4.4 工程量计算及竣工测量
⑴工程量计算方法
1) 依据实物工程量的计量,使用计量部门鉴定合格的计量设备进行计算,并经过监理部门签字认可后,进入每月工程量统计报表中。
2) 面积计算:依据原始断面图采用CAD坐标计算面积。
3) 体积计算:依据设计施工图纸所示轮廓线、实测原始断面图计算工程量或按监理部门指示在现场观测的净尺寸进行计算。
⑵每一个分项工程完工后,都要进行竣工验收测量。会同发包人、监理人一起对竣工的部位进行轴线、高程、断面尺寸等项进行检查,检查其是否符合设计要求。并上报相应的测量报告或图表给监理人、发包人审核。
⑶工程结束后,实测竣工断面图或竣工地形图,作为工程量结算的依据并上报相应的测量报告或图表给监理人、发包人审核。
五、测量质量控制
严格执行ISO9001质量体系文件《施工测量控制程序》(CX.9.26B1),使各项目工程的施工测量过程处于受控状态。
六、整理并提交资料
1.测量记录
严格按规范规定的方法和格式,作好原始记录。保证原始测量记录的完整性和准确性。
2.内业整理
依据设计图纸,计算测量放样数据和工程量,并绘制相应的平面布置图、断面图。
3.测量平差
依据规范要求进行测量平差,并作好相应的测量精度评估。
所有测量资料装订成册。
七、参考文献
《国家一、二等水准测量规范》GB12897-91
《国家三、四等水准测量规范》GB12898-91
《国家三角测量规范》GB/T17942-2000
《水利水电工程施工测量规范》SL52-93
《工程测量规范》GB50026-93
摘要:通过对某水电站厂房后边坡变形体地表三维监测资料的分析,判断其变形的主要诱发因素是由于阀室交通洞的集中排水造成的,其变形特征总体为推移式,局部牵引式,变形体的变形量虽呈季节周期性变化,但已趋于收敛,说明降水对变形体稳定性的敏感度已显著降低。根据监测资料分析的结果与地质宏观判断及稳定性计算结果相吻合,说明三维监测在边坡变形分析中可以起到重要作用。
关键词:变形体三维监测稳定性
1引言
某水电站位于四川省木里县境内,采用引水式开发,装机容量240MW。厂房采用地面布置方案,厂房边坡上游侧为第四系松散堆积体组成的土质边坡,坡高约55m,开挖坡比为1:1.25,设置2层马道。
由于厂房上游侧后坡上部的阀室交通洞开挖后出现涌水,水流直接渗入到厂房后坡的松散堆积体内,且施工弃渣直接堆放在厂房后侧坡体上,导致坡体出现断续、错列的裂缝,随后陆续贯通,引起蠕滑下座,形成变形体。变形体平均宽177m,长约270m,平均厚度42m,面积4.7×104m2,规模达200×104m3以上。
2变形体地质背景
工程地处青藏高原东南缘,属“川滇菱形”断块之次级断块“稻城断块”的东缘,地质构造较复杂,断层、褶皱十分发育。
工程区属于中亚热带季风气候,年平均降雨量818.10mm,干湿季节区别十分明显,降水十分集中,主要分布在5~10月之间,雨季降雨量约占全年降雨量的93%。
工程区基岩地震动水平峰值加速度为0.10g,工程区地震基本烈度为Ⅶ度。
厂房上游侧后坡为一冰斗槽谷地貌,总体呈上宽下窄、中下部略有收敛的圈椅状地形,坡脚呈舌状突向木里河。从地形地貌上看,沟谷纵向上总体呈陡缓相间的台阶状,阀室交通洞口(2440m高程左右)以上地形宽缓,发育有三级平台,平台间以缓坡过渡,地形坡度25°~35°,植被较发育;2440m高程以下地形在宽度上明显收敛,坡度变陡,发育有6级陡坎、台阶,平台狭小,且平台间地形坡度一般为45°左右,局部陡坎达50°~60°。堆积体前缘直达木里河河床,水边附近形成约40m高的覆盖层陡坎。谷口及其下游发育有河流Ⅰ级阶地,Ⅰ级阶地长约100m,宽15~20m,拔河高6~8m,缓坡后缘为50°~70°的陡坡,厂址即布置在该阶地之上(图1)。
图1厂房后边坡变形体地质图
沟谷内覆盖层由老至新可分为以下几层:①第Ⅰ层冰水积含块碎砾石土层(Q3fgl)结构密实;②第Ⅱ层堰塞粉(砂)土与冲积砂卵砾石互层;③第Ⅲ层冲积含砂卵(碎)砾石层(Q4al),为稍密~中密;④第Ⅳ层冲、洪积碎砾石土层(Q4al+pl),结构不均一;⑤第Ⅴ层砂卵(碎)砾石层(Q4al),结构较松散;⑥第Ⅵ层洪积含块碎砾石土(Q4pl),局部有架空现象。
3变形体地表三维监测
3.1监测网点的布置
在变形体周围稳定的地方设立4个边角网点组成一个大地四边形作为该变形体监测的工作基点网,采用大地测量法实施表面三维变形观测,累计布设监测点21处(图2)。
3.2变形监测方法
采用徕卡TCA2003全自动全站仪及其它相配套的测量设备进行变形观测,各项精度指标按《国家三角测量规范》、《水利水电工程测量规范》及《土石坝安全监测技术规范》要求执行。
工作基点网每季度观测一次;监测点初期每天观测2次。后期,雨量及扰动均变少的情况下,监测周期根据变形体变形的观测需要适当延长。变形当年年7月7日工作基点网进行首次观测,次年年1月10日进行了第二次观测;期间变形体测点观测共进行158次观测。次年雨季进行了复测,时间为:7月上旬~10月中旬,观测周期是变形体测点每星期观测二次,特殊情况下加密观测至每天观测1~4次。共对变形体17个测点进行了25次观测。
3.3监测成果分析
(1)监测成果
监测结果表明变形体各测点位移矢量均指向木里河,平面累积位移量944.99~2992.64mm,垂直累积位移量385.91~1655.02mm之间(表1),各监测点的累积位移曲线见图3。
(2)成果分析
从上述图、表中不难看出:
① 变形矢量均指向河流方向;
② 变形体前缘部分水平变形较大,沉降变形相对较小,后缘部分沉降位移相对较大,水平位移相对较小;
③ 变形体各监测曲线的形状、斜率、拐点等曲线特点基本一致,各监测点变形具有同步性;
④ 变形移主要集中在变形当年9月底以前,与当地的雨季重迭,在大量排水和降雨入渗坡体的条件下,裂缝显著加宽,变形位移突增;
⑤ 最大位移均发生在当年8月10日~8月12日期间,11月以后,边坡变形量呈明显的收敛趋势。跨年度监测结果表明,虽然其变形速率有随季节呈周期性变化的特性,但旱季与雨季变形速率的差异性已明显降低;
⑥ 变形体以外各监测点相对位移变化的方向不是持续增大,位移变化在观测误差范围之内,说明变形体后缘以上斜坡是基本稳定的。
4变形体稳定性计算结果
根据地质勘察、现场及室内试验结果,确定变形体滑带土的φ值取22°,c值取20kPa,并根据河床砂砾石顶面、碎石土的底界和变形体边界三种可能性滑移面,预测了不同工况条件下变形体的稳定性(表2)。
5结论
从监测结果和变形体稳定分析结果对照可以得出如下结论:
① 从监测数据和变形曲线特点看,该变形体具有整移变形特征,判断力学机制为推移式,与地质宏观判断相吻合;
② 从变形体不同部位的位移来判断,变形体总体上呈推移式为主,前缘局部有牵引式的变形特征,与地表变形特征一致;
③ 从变形移的集中分布来看,阀室交通洞的排水是造成坡体变形的最大诱因,边坡开挖和降雨入渗加剧了变形体的进一步发展;
④ 计算结果表明,水是影响变形体稳定性的重要因素,从跨年度监测资料分析来看,变形体的变形量已趋于收敛,说明降水对坡体稳定性的敏感度已显著降低,与实际情况吻合。