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Abstract: the measurement of water project is one of the important work of construction projects, construction is the necessary tools for personnel. In order to effectively control the results of measurement, and summarizes the experience for many years working practice, this paper introduces the construction of water conservancy and hydropower projects, the purpose of measurement and the stage should work method and the matters needing attention.
Keywords: water conservancy project construction measure control layout
中图分类号:TV 文献标识码:A文章编号:
施工测量是指在工程开工前及施工中,根据设计图纸和施工进度要求,按一定的精度将图纸上设计的建筑物、构筑物、路线等在现场进行实地恢复,定出其位置,以此进行施工依据的测量放样作业,也称施工放样。
水利工程一般主要包括堤防工程和枢纽工程。施工测量在水利工程中是排头兵,水利工程是否按设计的平面位置布置,是否达到设计高程都依赖于施工测量的淮确度,施工测量虽然琐碎但在施工中却是至关重要,来不得半点马虎。经过多年的施工测量, 现在对水利工程的施工测量进行简要总结。
1 施工测量的目的
施工测量的主要目的是指在工程开工前及施工中,根据设计图纸、文件上的建筑物、构筑物、路线等的位置、形状、尺寸、高程以足够的精度,按照施工进度要求在实地上准确标定出来;用以指导施工,并检测建筑物的竣工形状;而无论是标定建筑物的尺寸、位置等,还是检测其竣工形状均是以施工控制网为基准的;因此在施工放样前都需要建立与工程主体建筑物相应等级的施工控制网。
2 施工测量的前期准备工作
首先,在施工之前一定要全面熟悉图纸,了解设计意图,明悉所提供平面控制点所属坐标系、高程控制点所属高程系;确定控制点在施工场地的位置及可利用和可控制范围。
其次,根据现行国家标准《工程测量规范》和行业标准《水利水电工程测量规范》及设计和施工要求,定出控制测量、碎部施工测量、断面测量的精度要求,作为以后施工测量的依据。
最后,在施工前对即将使用的测量仪器进行检校以确保测量结果的准确性,一般情况下仪器检校除必要的自检外还要到专业机构进行检校并出具有效检校单,作为竣工验收的依据。
3 施工测量的基本工作步骤
3.1 复测控制点
对于建设方提供的控制点不能直接应用而是要经过复测,复核要求后才能用以施工测量。同时要向建设方提供控制点复测报告。
3.2 施工控制网建立
首先根据提供的资料:水电工程测区区地形图(比例尺为1/2000),经过现场实地踏勘原有的三角点、导线点、水准点的标石、标志现状和现存情况,了解工程区的自然和地理条件、交通、民情,然后进行首级平面控制网的技术设计;选择保存较为完好、埋石稳固的三角点起算方位角推算控制网点的大地坐标(及施工坐标);布设一级平面控制网点。控制网确定方案,网点标墩采用1.2 米高普通钢标,基础挖到基岩,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。
开工后,施工单位首先根据相应的分项工程,对首级控制网进行复核, 并将复测成果提交建设方或建设方委托的监理审核,经审核符合水利水电工程施工规范中相应精度后,返回到施工单位使用。如果建设单位对首级控制网成果复核达不到水利水电工程施工规范中的相应精度,建设方或建设方委托的监理应及时通过项目建设方向设计施测单位提出要求复核,提供符合水利水电工程测量规范中相应措施的成果,再由施工单位进行复核, 报测量监理审核后返回给施工单位。
3.3 施工放样
为保证放样数据的准确无误,施工放样采用内业与外业分离的办法进行。内业人员根据设计图纸绘制样点图,样点图均经过认真校核,未经校核和批准的图纸和样点图不得拿出放样。外业则采用全站仪的坐标放样或极坐标法进行放样。
一些关键部位的测量,必须由监理工程师参加旁站,进行闭合后方可使用;并报请监理部抽检无误后,才可进行后续施工。
3.4 测量方法控制
在施工测量时;必须结合实际,从技术、组织、管理、经济等方面进行综合分析考虑,以制定出在技术上可行、方法上简便、组织上科学、经济上合理的最佳测量方案,从根本上保证测量产品质量和降低工程成本。必须严格按照水利水电工程里计算规则执行,各个标段的土、石方明挖工程开工前,都要求施工单位实测出该部位的原始地形图或断面图,报送监理部进行复核, 或开工前通知监理部共同测量原始地形图或断面图,同时随着开挖的进行,实测相应的土石分界线, 开挖完成后同样测出示挖后实地竣工地形或断面图,将成果报送监理复核,并对照设计图纸,根据水利水电工程计量规则,算出最终实际应结算工程量。土石方量计算在土石方工程中占有非常重要的位置,只有准确的土石方量,才能进行合理的土石方调配,降低工程费用,加快工程质量。因此,土石方量在土石方工程中占有非常重要的意义。
土方开挖量按自然方计算, 土方填筑按完方计量。其体积换算关系为:实方/自然方=设计干容量/天然干容量。在缺少资料时,一般可按下列关系式进行计算:1自然方=1.33松方=0.85实方。
石方开挖量计算规则,应根据工程地质条件,按不同岩石级别分别计算工程量, 算出最终实际应结算工程量的具体级别数量。各个标段的砌筑方隐蔽工程也需按上述进行工程量控制。
4 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几点:
(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。
(3)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。
5结束语
施工测量是施工过程中不可缺少的工作项目,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, 为有效的控制工程质量、工期、投资奠定基础同时企业也取得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献
中图分类号:TV文献标识码: A
一、测量说明
1.测区概况
某水库是一座供水、灌溉、兼顾防洪和发电等综合利用的水利枢纽工程。为了保证某水库顺利建设及后期运营安全,完成该水库控制网测量工作必不可少。
2.测量技术依据及设计资料
2.1测量技术依据
《水利水电工程施工测量规范》(DL/T5173-2003);
《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006);
《某水库工程测量技术要求》。
2.2设计成果资料
《某水库工程控制点成果表》。
3.工作内容
(1)、平面控制网测量, 按二等导线精度要求进行观测;
(2)、高程控制测量,按二等水准测量的精度要求进行观测。
4.测量仪器、设备
测量仪器均经测绘仪器计量检定单位鉴定合格,并在有效期内,可用于相应等级精度要求的测量工作。
5.坐标高程系统
平面坐标系统采用1980西安坐标系,投影抵偿面高程为775m,中央子午线为81°(3度分带)。
高程系统采用1956黄海高程系。
6.施测说明
6.1平面控制网施测方法
此次平面控制网测量按二等导线的精度要求进行施测,角度采用方向观测法观测六测回。距离对向观测四测回,在测边两端量取气象元素取平均值后对边长进行气象改正,并进行加、乘常数改正。
水平角方向观测法技术要求(″)
6.2高程控制网施测方法
6.2.1二等水准复测与加密主要技术要求
二等水准观测主要技术要求
二等水准测量精度要求
6.2.2二等水准外业观测
水准复测前首先进行现场勘查,检查标石的完好性,确认丢失的水准点。水准点均沿线路走向布设,点间距1~2km,点位布设均匀。
按二等水准测量的技术要求进行施测。逐点复核相邻水准点之间的高差,通过复测高差与设计高差进行比较确认设计单位所交的高程控制点精度是否满足精度要求,点位是否稳固可靠。
二等水准复测按《国家一、二等水准测量规范》二等水准测量要求作业。
测量时,保证前后视距相等,减少仪器i角对高差观测的影响。
作业前检查与校正i角,保证i角绝对值在作业过程中均不超过15″。
为了保证水准尺的稳定性,将尺垫安放在坚实的地方踩实以防止尺垫下沉。用竹竿辅助安置水准尺,确保水准尺在观测时处于竖直状态。
水准路线采用往返观测,并沿同一条路线进行。每一测段均采用偶数站结束,由往测转为返测时,互换前后尺再进行观测。
观测顺序如下:
奇数站:后―前―前―后
偶数站:前―后―后―前
7.内业计算
内业计算采用两组分别计算、复核。平差计算采用武汉测绘科技大学研制的地面控制测量一体化软件包“科傻”软件进行严密平差计算。
8.施工注意事项
(1)、施工单位使用此资料时,应对该资料进行认真复核,确认资料正确无误后方可使用。
(2)、施工单位应妥善保护本次测量控制点,及时设置护桩。使用测量控制点前应进行常规检核,确认资料无误、点位稳固后方可使用。水准点应检测相邻水准点间的高差。
(3)、施工放样时应严格执行测量双检制度。
二、控制网示意图
1.导线示意图
2.水准路线示意图
三、起算数据
本次基准控制网平差计算所采用的已知点来自某规划设计有限公司提供的《某水库工程控制点成果表》。其数据如下:
1980西安坐标系,中央子午线81度(3度分带),775高程抵偿面,1956黄海高程系
结论:起算控制点点位稳固可靠,精度满足《水利水电工程施工测量规范》(DL/T5173-2003)的要求,可用于本次基准网控制测量。以D01~D03方位角为起始边推算其他控制点平面坐标;以水准点D01,D03为高程起算点推算其他点位高程。
四、成果分析及结论
1.平面控制网分析及结论
固定D01、D03控制点,利用“科傻”平差软件进行严密平差,角度闭合差分别为-4.6″、-6.8″,小于限差8.5″,最弱边相对中误差为1/164000小于限差1/150000。综上所述,此次水库平面控制网平差数据合格,满足《水利水电工程施工测量规范》(DL/T5173-2003的要求,数据成果可靠。
2.高程控制网分析及结论
水准复测外业结束后各水准路线测段往返测高差不符值统计及计算的偶然中误差MΔ见下表。
二等水准测量往返高差精度统计表
水准测量作业结束后,每条水准路线按测段往返高差不符值计算偶然中误差MΔ,MΔ按下列公式计算:
全线M ==0.80(mm)
式中:―― 测段往返高差不符值(mm);
L ―― 测段长(km); n ―― 测段数;
本次水准测量,往返测高差较差≤4,全线每千米高差中数的偶然中误差为:0.80mm。满足二等水准测量每千米高差中数的偶然中误差小于1.0mm的要求,数据质量可靠,可以在此基础上进行平差计算。
五、控制网成果表
注:SK03因地势陡峭,故无法进行水准联测。
六、结论:测量工作是贯穿于水利工程建设全过程的基础工作,施工控制测量对保证水利工程施工质量更是起着至关重要的作用,但在部分水利工程建设参与者中存在着对施工测量工作特别是对施工控制网布测工作的重要性认识不足的现象,其主要表现为:一是错误认为规划设计阶段的测量成果资料已经能够满足施工放样的需求,不再需要进行施工控制网的布测;二是错误以为施工控制网的布测就是原规划设计阶段测绘单位的份内工作。因此阐述布测施工控制网的的方法,是非常有必要的,水利工程建设的参建各方应当高度重视。
参考文献:《水利水电工程施工测量规范》(DL/T5173-2003);
中图分类号:TU238+.2文献标识码:A
测量工作是水利工程建设项目中的重要工作之一,是施工人员的眼睛,笔者通过多年的工作实践体会到测量监理在施工项目质量控制中应做好以下几点:
一、控制测量的复核
(一)首级控制网复核
首级控制网是水利水电枢纽工程总体控制框架,是关系工程总体布置、建设成败的关键。根据目前的水利水电工程建设过程,一般由单位在向业主提交设计资料的同时,提交用于建设项目总体的首级控制网,该首级控制网在工程招标、进场施工时,将由业主或业主委托的监理单位提供交给施工单位,以保证工程施工与设计的一致性以及施工各标段测量基准的统一性。
开工后,各施工单位首先根据相应的分项工程,对首级控制网进行复核,并将复测成果提交业主或业主委托的监理审核,经审核符合水利水电工程施工规范中相应精度后,返回给施工单位使用。如果单位对首级控制网成果复核达不到水利水电工程施工规范中的相应精度,业主或业主委托的监理应及时通过项目业主向设计施测单位提出要求复核,提供符合水利水电工程测量规范中相应措施的成果,再由施工单位进行复核,报测量监理审核后返回给施工单位。
(二)局部施工控制网复核
因为首级控制网是项目总体控制,点位密度不可能满足具体施工要求,所以要根据建筑物地理位置,布设相应的局部施工控制网,并定期对施工控制网的点位精度进行检查,发现问题及时补测,并将成果记录返送业主或业主委托的监理审核和备案。测量监理审核方法一般为外业抽检审核和内业审核。
(三)施工放样精度的控制
为确保施工放样的准确性,一些关键部位的测量,必须由监理工程师参加旁站,并报请监理部抽检无误后,才可进行后续施工。例如:隧洞的开口,支洞与主洞交点,主洞转折点及关键点位、大坝轴线点的放样准确性。其精度关系到后续放样质量的准确。
(四)工程量的控制
水利工程建设工程量是审定工程决(结)算的主要依据,必须严格按照水利水电工程里计算规则执行,测量监理人做到"公平、公正"原则,维护项目业主和施工单位的利益。各个标段的土、石方明挖工程开工前,都要求施工单位实测出该部位的原始地形图或断面图,报送监理部进行复核,或开工前通知监理部共同测量原始地形图或断面图,同时随着开挖的进行,实测相应的土石分界线,开挖完成后同样测出示挖后实地竣工地形或断面图,将成果报送监理复核,并对照设计图纸,根据水利水电工程计量规则,算出最终实际应结算工程量。土石方量计算在土石方工程中占有非常重要的位置,只有准确的土石方量,才能进行合理的土石方调配,降低工程费用,加快工程质量。因此,土石方量在土石方工程中占有非常重要的意义。
土方开挖量按自然方计算,土方填筑按完方计量。其体积换算关系为:实方/自然方=设计干容量/天然干容量。在缺少资料时,一般可按下列关系式进行计算:1自然方=1.33松方=0.86实方。
石方开挖量计算规则,应根据工程地质条件,按不同岩石级别分别计算工程量,算出最终实际应结算工程量的具体级别数量。
各个标段的砌筑方隐蔽工程也需按上述进行工程量控制。
二、施工监理测量人员的工作方法与检查
(一)工作方法
监理测量人员应严格执行有关法律、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,做到全面掌握施工单位的测量情况和质量,作为测量监理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,以免给业主和承包商带来不可估量和不必要的经济损失。
(二)检查方法
测量检查是确保工程质量控制主要方法之一,直接关系工程质量和甲、乙双方工程决算公正。因此,测量检查是监理人员主要的工作方法。测量监理人员对于工程质量控制,主要采用旁站和现场检测的方法进行。
旁站检查是指根据工程施工难度,复杂性及稳定程度,可采用全过程旁站、部分时间旁站和检查抽查三种形式,对于重要部位及隐蔽工程等尤其应该加强旁站检查。检查的作用是控制测量过程中的作业方法,使用的仪器应通过年度检验合格,操作人员和计算方法等是否符合规范技术规定以及批准的技术方案。
中图分类号:TD353.5 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0071-01
水利工程测量是一门实践性很强,技术要求高的工作,在规划设计阶段,一旦出现测量误差,对工程的后续工作会产生极大的影响。因此,作为工作人员要不断提高自己的工作能力,做好工程控制测量、各种比例地形图测量、纵横断面图测量等一系列工作。
1 工程控制测量
工程控制测量分为平面控制测量和高程控制测量,它是工程建设中各项测量工作的基础。其目的是为测区提供统一的空间参考框架,为工程中各项测量工作提供位置基准,让工程建设在不同阶段对测绘在质量、进度和费用方面预测和计算提供位置参照。在工程规划设计阶段,建立地形测图控制网,用来控制整个测区,保证满足最大比例尺测图的需要。平面控制测量的作用是精确测定控制点的平面位置,在实际操作中,根据测量工作需要,在测区范围内选择一系列的控制点,在各控制点上建立地面标志和测量标志,使各个控制点构成三角形、矩形、中点多边形、折线形等,构成平面控制网。高程控制测量是为了精确控制点高程,根据需要在测区内每隔一定距离设立高程控制点(称为水准点),两相邻水准点之间组成水准路线,由各水准路线构成的控制全测区网线称为高程控制网;用水准仪观察各水准点间高差的称为水准网;用电磁波测距仪侧边和经纬仪测垂直角的称为电磁波测距三角高程控制网。高程控制网的首级网应布设成闭合环线,加密网可布设成附合路线、节点网和闭合环。
2 GPS定位技术
在水利水电工程施工过程中施工测量是很重要的一个环节,它为后续工程工序的展开奠定了基础,同时它也是一项要求非常高、非常严格的工作内容,GPS定位技术给施工测量带来了全新的改革。传统的定位测距主要使用水准仪、经纬仪等等,人工操作很麻烦,精度不高,全局感不强,给水电工程施工带来了一定程度的妨碍。GPS定位技术具有高效率、高精度等特点,它的定位范围甚至可以扩大到全球范围,且从静态定位扩展到动态定位。随着GPS定位技术的不断发展和完善,为工程测量提供了更加精确有效的技术方法,对水利水电工程设计阶段的测量工作带来了很大的方便。
3 GIS技术与数据库技术
在水利水电施工过程中,对于大量的测量数据如何更好的使用和管理呢?这就是GIs技术和数据库技术在水利水电工程中的作用。管理测量数据目前最有效的方法就是利用数据库或GIS技术建立信息系统,这样能够把大量的数据进行科学的分析和存储,便于随时查找和检索,从而减少工作人员的劳动量。同时在水利水电工程建设中通过运用这些技术,还可以用三维全景的形式来展现施工总布置情况,动态直观的反映项目施工的全过程,真正实现水利水电工程中信息的数字化和可视化。
4 地物测绘
地形图测绘是水利水电工程设计阶段的一个重要内容,地形测绘主要为水利工程规划选址、建筑物布置等提供依据,水利水电专业测图的地物测绘主要包括以下内容:①测量控制点,②居民点;③道路和管线;④输电线路和通讯线路;⑤独立地物;⑥地质勘探点和水文、气象设施;⑦境界、地类界及垣栅等。测绘区域可分为工程区域内和工程区域外两部分,在进行测量地物时,主要围绕相关工程涉及的区域进行测量。比如,中小河流治理主要包括堤防加固、河道疏浚、护坡、护岸等等,在测量地物时重点要注意堤防附近房屋、跨河建筑物、堤防附近、跨河的电力、通讯设施与堤防和河道交叉的建筑物、沟渠、现有堤防与河道的护坡护岸及材质等等,对跨河的各种堵水设施(桥梁、涵闸、溢流坝)还要在地形图上标注其建筑物的规模(宽×高)、底高程、桥面高程、堰顶高程等。房屋测量,工程区域内应详测(一般不绘廊檐),区域外的即使大比例地形图也可适当放宽测量,进行综合、取合;村庄房屋应详测,内部房屋可较大取合。这样就为工程设计人员提供了必要的基础信息。
5、地貌、土质和植被测绘
与其他工程尤其是城市测量相比,水利工程地貌、土质和植被测绘更具有其特点。水利工程对地貌要求比较高,不像其他行业测绘仅保留部分高程点,而没有进行等高线的勾绘。有时为了显示地貌碎部特征(如鞍部、小丘、台阶地以及盆地等),还加绘间曲线,地貌应用等高线配合地貌符号和高程注记点来表示。地貌元素如陡崖、土堆、坑穴、路堤、路堑以及梯田坎等在测绘图中用特定的符号来表示,并适当保留高程注记点和比高。另外,凡是面积在图上大于1cm且具有经济价值的土质植被需用地类界绘出范围。
6、水下地形测量
在水利工程测量中,水下地形测量极其重要,也是测量中的重点之一。与很多其他测量相比,水下地下测量不仅要绘制河道的河口线或水涯线,还需要测出水下地形,对于沟渠一般还要求图上2~3cm注记底高程。其难度比其他测量都要大,要求的数据也要比较详尽。
7、纵横断面测绘
在水利水电工程测量中,通常会涉及到土石方工程,包括有填高、挖深、削坡等,这些工程量概算都要涉及纵横断面测量。纵横断面测量精度直接影响到工程量,所以在纵横断面测量环节必须要得到重视。横断面位置的布设非常重要,横断面间距的正确与否又直接影响到工程量的计算,是影响工程量的主要因素之一。水电工程规划设计阶段横断面间距一般要求在50~200m之间,该阶段不能断面间距过密,所以断面选位显得非常重要。我们在布设横断面时在满足断面间距要求的同时,还应该注意把横断面布设在横断面形态(长度)显著变化、河道急转弯、支流入口、比降明显变化等有关部位。横断面位置布设一般在地形图测完以后根据地形特点在图上初选,再到实地选定。横断面方向也是影响工程量的一个重要因素。尤其对于高差较大的地物或地形,如堤防加培、高切岭段。断面方向显得尤为重要,断面方向的确定正确与否对水利水电工程后续的工作影响极大。在实际操作中,为了使断面方向能够垂直堤防、河道,最好的办法是在地形图测完后先在图上设计好断面方向线,然后再到现场定测。纵断面测量与横断面测量在操作方法上有很大的类似,也有很多的不同。纵断面测量断面的选取根据测绘服务对象的不同也有差别:例如河道疏浚一般选取河道中心线、拟建道路、堤防加固一般选取堤顶线、渠道一般选取规划中心线等。所有这些纵断面测量的目的就是要量取横断面间距、中心线上高程变化情况、沿线或两岸相关地物(涵闸、护砌及桥梁)投影于中心线上所在位置。
8 结语
做好一项工程阶段性工作,首先要清楚工作的内容。在水利水电工程规划设计阶段的测量工作,主要就是工程控制测量、各种比例地形图测量、纵横断面图测量等;在实际的工作中,我们工作人员要熟练掌握测量技术,将高科技的测量仪器更好的应用到实际测量工作中,同时要总结自己的工作,参考同行,根据实际情况予以借鉴,以提高自己的工作能力做好此阶段的工作。
中图分类号:TB41文献标识码: A 文章编号:
1、概述
本工程为南宁市郁江老口航运枢纽工程右岸主体工程,主要进行纵向围堰、闸坝、重力坝、电站厂房及安装间的爆破施工。工程爆破在破碎岩体的同时也将发生一些爆破的危害影响,包括空气冲击波、地震波、飞石与粉尘、有害气体、水中冲击波等。在本工程石方爆破开挖施工区域临近范围内有砼结构物及附近有村庄,爆破产生的空气冲击波、地震波将对新浇砼结构物、民房及其他设施造成一定的影响,故对此两项进行爆破控制设计,以制定施工方案,减少对临近新浇砼结构及附近居民的影响。
2、爆破设计
本工程为露天钻孔梯段爆破,采用液压钻钻孔,孔深主要为3~6m,其中3m孔深较多。火工材料采用乳化炸药,非电毫秒雷管分段联网起爆。现场地势较为平坦,根据地质资料及结合现场情况得知:岩石强度相对较低,主要为软—中硬岩,同时经测定临近范围内新浇砼结构物距爆破施工区域最近距离为10~200m,附近居民点距爆破施工区域最近距离为350m。
2.1空气冲击波
空气冲击波计算参数主要有:空气冲击波超压值P、单响炸药量Q、药包至危害对象的距离R、经验系数K及指数α。爆破设计的目的在于处理个系数之间的关系,使其达到爆破控制目的,本设计主要采用经验公式法。本工程为露天钻孔爆破,根据《水利水电工程施工手册》,采用如下经验公式计算:
P=K(3√Q/R)α
式中 P——空气冲击波超压值,105Pa;
K、α——本工程钻爆采用梯段爆破,故取K=1.48,α=1.55;
Q——单响炸药量,kg;
R——药包至危害对象的距离,m;经测定附近居民点距爆破施工区域最近距离为350m。
按照经验公式可得出在不同距离、不同单响炸药量下的空气冲击波超压值,以此确定最大的安全单响药量。
根据现场勘查,保护对象为周围人员及民居,民房主要为砖混结构,部分为毛石房屋,参考《水利水电工程施工手册》建筑物的破坏程度与超压关系表2-12-1及超压与人员伤害等级对照表2-12-2。得出不同保护对象下的安全超压值P安见下表1。
2.2地震波
爆破地震波的强弱采用质点振动参数来表示。计算参数主要有:质点振动速度v、单响炸药量Q、药包至危害对象的距离R、经验系数K及衰减指数α。爆破设计的目的在于处理个系数之间的关系,使其达到爆破控制目的,本设计主要采用经验公式法。根据《水利水电工程施工手册》,采用如下经验公式计算:
v=K(3√Q/R)α
式中 v——质点振动速度,cm/s;
Q——单响炸药量,kg;
R——药包至危害对象的距离,m;经测定附近居民点距爆破施工区域最近距离为350m。
K——与爆破到计算保护对象间的地形、地质条件有关的参数,软岩:250~350,中硬岩150~250;
α——衰减指数,软岩:1.8~2.0,中硬岩1.5~1.8。
根据《水利水电工程施工手册》爆区不同岩性的K、α值对照表2-12-8,在计算时考虑最不利于安全的条件,系数K值取大值,α衰减指数取小值。按照经验公式可得出在不同单响炸药量、不同岩性下的爆破质点振动速度值,以此确定最大的安全单响药量。
根据现场情况,受保护的对象主要为砖混结构的民房、部分毛石房屋及新浇筑的砼结构物,参考《水利水电工程施工手册》爆破振动安全允许标准表2-12-9,结合不同爆破类型的质点振动频率,以确定安全的质点允许振速,见下表2。
表2不同爆破类型的安全允许振速表
3、结论
(1)通过分别对爆破空气冲击波及地震波的分析计算,可以看出:爆破产生的空气冲击波会对人员及建筑物造成损害,地震波主要损害建筑物。
(2)由上表1可以得出:当受保护对象距离爆破点350m,单响炸药量Q=10000kg时,产生的空气冲击波为0.0197×105Pa,小于安全超压值P安=0.02×105Pa,即当单响炸药量Q
(3)由上表3可以得出:同等的单响药量,产生的质点振速受距离的影响因素较大,距离爆破点越近,受保护对象受到的损害就越大。
4、爆破控制措施
通过对爆破参数设计及计算分析,为了减少对临近新浇砼结构及附近居民的影响采取如下措施:
(1)爆破施工前应先弄清爆破区附近受保护对象的类型及结构形式,确定距离爆破点的距离,熟悉地形、地质条件,以便于能够较为准备的计算出安全的单响炸药量;
(2)在钻爆施工时,应尽可能采用浅孔爆破,分散药量,分段起爆;
(3)准确钻爆,确保设计抵抗线,设计的爆破方向,避免形成波束;
(4)确保炮孔堵塞质量,必要时进行覆盖,降低爆破冲击波;
(5)选择爆破方向,避开抛掷爆破及梯段爆破中地震效应最大的后冲方向;
(6)实施隔震衰减:布置减震裂缝、采用光爆技术、炮孔底部采用岩屑设置缓冲垫层;
(7)尽量避免在新浇龄期小于7d砼的近距离范围内进行爆破施工,如需爆破作业,应采用浅孔、小面积、多分段等方法尽可能降低单响炸药量,使其控制在安全单响药量之内;
(8)结合表1、表2通过对照计算,可得出在不同距离、不同岩性、不同爆破类型下的安全单响药量,在现场爆破施工时严格按照计算的爆破参数控制实施。
参考文献:
1、《水利水电工程施工手册》 中国电力出版社2002-12
2、《水利水电工程施工组织设计手册》水利电力出版社1990-2
2、隧道长度在5千米以上:横向限差 正负150毫米,纵向限差正负150毫米,竖向限差正负75毫米。
贯通误差的分类分为以下三种:
1、纵向贯通误差:为沿坑道施工中线方向上的长度贯通偏差,是贯通误差在施工中线方向上的投影;
水利工程一般是指水利枢纽工程以及堤防工程,主要有大坝、水电站以及港口与码头等,而这些水利工程项目的建设都离不了工程测量工作。水利工程施工测量是指在水利工程施工之前以及施工的过程中,根据工程的设计与进度的要求并且根据一定的精度要求进行的施工测量工作,其贯穿于整个工程建设的各个阶段,是确保水利工程建设项目顺利完成的重要条件,因此,水利工程施工一定要做好施工测量工作。
一、水利工程施工测量概述
1、施工测量的内涵
施工测量指的是在水利工程施工之前以及施工的过程中,根据图纸的设计以及工程的进度要求,并且按照一定的精度要求将设计中的构筑物、建筑物以及路线在施工现场进行实地恢复,并且根据测量技术定出准确的位置,从而进行施工依据的测量放样作业。水利工程主要主要包括枢纽工程以及堤防工程,水利工程施工测量是水利工程施工中的重要部分,施工测量是决定着水利工程建设能否按照设计进行布置,能否达到设计要求的准确度的关键,施工测量在水利工程建设中起着很重要的作用。
2、施工测量的目的
水利工程施工测量的目的是在工程施工之前以及施工过程中的要求,根据水利工程的设计图纸、建筑物、构筑物以及路线等的形状、位置以及尺寸的精度要求,并且根据施工的进度进行实时的准确标定,并据此进行施工指导,并以此作为水利工程的施工依据,作为施工的依据。
二、水利工程施工测量的准备工作
水利工程施工测量对水利工程来说是一项很重要的工作,因此,在施工测量之前一定要做好准备工作。
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
水利工程施工测量作为水利工程施工中一项很关键的工作,要遵循一定的工作步骤。
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、水利工程施工测量中应该注意的问题
水利工程施工测量贯穿于水利工程建设的全过程,具有很重要的意义,因此,施工测量人员一定要在相关法律、法规的要求下做好施工测量工作。要严格按照条文的标准和要求掌握水利工程的施工质量,并且还要对水利工程施工中的各个部分做好检查、核对工作,对于在施工测量中发现的问题要及时的进行解决,同时还要对那些关键部门加强测量工作,具体要做到以下几点:
第一,同于同一项工程,在进行施工测量时一定要采用同一个坐标系统以及统一的高程系统,同时,还要保护水利工程的施工控制点,并且在施工控制点处设置标志,避免出现损坏,还可以设置多个备用的控制点。
第二,在进行施工测量时还要与水利工程的施工进度进行合理的时间安排,不能因为过多的精力将重点放在施工施工测量上而忽视了施工的进度,同时,还要及时的与施工班组进行沟通,避免出现任何的质量问题。
第三,要注意水利工程的施工测量不是精准度越高越好,只要测量的结果可以满足水利工程建设的要求即可,因此,这就提高了工程测量的效率,也节省了大量的人力、物力与财力。
结语:
水利工程施工测量是水利工程施工建设中不可缺少的重要环节,是水利工程建设的重要的途径,是一项专业化的技术测量工作。水利工程测量工作贯穿于工程施工过程的始终,其测量的精度对工程的建设具有直接的影响,因此,在工程施工测量过程中,要根据水利工程的施工合同、施工设计图纸以及有关的法律、法规政策,树立工程测量的科学性、权威性,从而为水利工程质量控制奠定良好的基础,从而实现水利工程建设的经济效益以及社会效益。
参考文献:
[1]李超洪.浅谈水利工程的施工测量[J].中国科技信息,2009(02)
[2]李娅娟.水利工程施工测量要点分析[J].城市建设理论研究(电子版),2012(06)
前言:边角后方交会在大顶子山航电枢纽工程的施工测量中得到了广泛的应用,该工程为一等工程,工程规模为大一型、设计洪水位标冷为100年一遇,抗震烈度为6度。该工程是一座以航运、发电和改善哈尔滨市水环境为主,同时具有交通、水产养殖和旅游等综合功能的低水头航电枢纽工程。
问题的提出:在大顶子山航电枢纽工程的施工控制网加密过程中,受到地理条件的限制,首级控制网点之间相互不通视或通视条件不好,为此笔者采用了后方交会的办法解决了施测过程中遇到的困难,在实际生产过程中取得了很好的效果。
一、观测方法与基本原理
结合现场实际情况,在首级控制网的基础上,布设了加密控制网。根据松花江大顶子山航电枢纽厂房、泄洪闸、船闸土建工程所处的施工部位,本着便于整体控制,易于保存的原则,以首级控制网为基础,在施工区周围布设了JK01、JK02、JK03、JK04四个加密点。这些加密点,分布均匀,通视条件好,地基稳定且不易被破坏,对整个施工区域可以进行全方位的观测。加密控制网布设原则以首级控制点为基础,并按二等的施测方安案做了一条闭合导线。
由于首级控制点江南SN01、SN02、SN03、02-1之间互不通视,江北SN04、SN05互不通视。受地形、通视条件的限制,采取边角后方交会的方法,加密了JK01点、JK02点,再由SN02-Jk01起算,复核JK02,在布网过程中,为了保证精度,在不同的测站使用不同仪器和由不同人员观测,采取了增加多余观测、增加测回数、强制归心等措施,后视SN01、SN02、02-1,使用徕卡TCR1800全站仪,观测9个测回,经过计算JK01点的误差为2.3mm,达到二等的精度要求。JK01与JK02、JK03、JK04、SN02构成一条闭合导线。
精度指标严格执法《水利水电工程施工测量规范》(DL/T5173-2003)中二等控制网的技术要求。Mb<1.0”、Mp<(5~7)mm(注:Mb:测量角中误差;Mp:平面控制网点的点位中误差)。
使用仪器及观测方法。使用仪器为瑞士徕佧TCR1800系列全站仪,新建控制点采用具有强制归心装置的混凝土观测墩,水平角观测采用测回法,施测9个测回,同测回盘左、盘右所得角值较差小于4”,半测回归零差小于6”,同方向各测回互差小6”;2C值互差小于9”,距离观测采用电磁波测距(往返测),并进行了温度和气压修正。
二、精度计算与分析
1、平面部分精度计算,边角后方交会法测量测站点的精度估算公式为:
{[1+(sin2β)/(K2-sin2β)]m2s+[1+(cos2β)/(K2-sin2β)]2(s2m2β/ρ2)}
=±2.3mm<±(5~7)mm
其中:MpJK01为测站点JK01的点位中误差,单位为mm
β=27”06”11.4722”
K=363.9389273/363.9341726=1.000013065
ms=0.0012855m
S=652.166462
Mβ=0.0392
ρ=206265”
由于规范标准主要以点位中误差来稀量平面控制网的精度,因此,通过上式的计算结果与规范规定的相应控制网等级相比照,得出计算结果的中误差达到二等平面控制网的精度要求。
2、控制网中导线点最弱点的点位中误差;
MpJK03=±√{m2s+[smp/ρ]2}
=±2.4mm<
其中:MpJK03为测站点JK01的点位中误差,单位为mm
ms为测距中误差ms=0.002m
S测距边边长(平距)S=652.166462
Mβ=2”
ρ=206265”
MpJK01与MpJK03的值均在二等平面控制网点的点位中误差限差要求;±(5~7)mm的范围内,所以平面控制网精度达到二等的精度。
3、高程部分精度分析:
对向观测高差较差:(表一)
方向
直觇高差(m)
反觇高差(m)
差值(mm)
三等限差
±35√s(mm)
SN02至JK01
-47.6403
47.632728
7.57
±28.3
JK01至JK04
-11.565461
11.558404
7.06
±23.48
JK04至JK03
-1.083775
1.080118
3.66
±12.78
JK03至JK02
12.017591
-12.01619
1.40
±20.87
JK02至SN02
48.254082
-48.271076
-16.99
±29.15
环线闭合差Mh=h1+h2+h3+h4=-0.923
环线闭合差限差:Mh容==±18.13mm
则Mh上述所有对向观测高差较差均在三等高程控制网(光电测距三角高程导线测量)对向观测高差较差的限差要求:±35√Smm的范围内,环线闭合差值也在三等高程控制网(光电测距三角高程导线测量)环线闭合差的限差要求:±12√Lmm范围内,所以高程控制精度达到三等精度。
三、结束语
0 概述
引水工程通常是为解决河道污染、改善人民饮水状况,提高百姓生活环境的一项利国利民的政策。因此,虽然此项工程测量工作涉及内容复杂但是毅然要严格控制测量精度。在进行测量之前要充分了解测区范围内的地形情况,交通是否便利,沿线是否通过大量居民区。
1 实施过程与方法
1.1 工程执行标准及规范
1)《水利水电工程施工测量规范》
2)《国家三、四等水准测量规范》
3)《全球定位系统(GPS)测量规范》
4)《1:500、1:1000、1:2000地形图图式》
1.2 平面控制测量
测区范围内利用高等级控制点完成GPS平面控制工作。
沿输水线路每5-10公里埋设一对砼标石。标石应埋在土质坚硬的原状土上,距线路中心线距离在50~100米之间为宜,便于长期保存和观测使用。埋石位置要遵循以下原则:
1)应设在易于安装设备的较高点位上;
2)目标显著,视场周围15°以上不应有障碍物;
3)应远离大功率无线电发射源,应远离高压输电线路和微波无线电传送通道。
4)周围不应有大面积水域;
5)应选在交通方便,有利于其它方式扩展与联测的地方;
6)基础稳定,易于点的保存。
为了便于寻找,需绘制GPS控制点点之记,点之记绘制的要求如下:
(1)至少要有两个以上的相邻地物到点的距离,一般为3个;
(2)点之记要求突出重点,必要时需夸张显示;
(3)点之记图上要注出路名、村庄名、附近明显地物;
(4)点之记说明栏内要用文字叙述点的大略方位;
(5)填写点的标志类型,点名、等级等信息,不得遗漏;
(6)测绘人员要在下面填写自己的姓名及日期,以备查考。
1.2.1 GPS控制测量
GPS控制网分两级布设,首级控制网的精度为D级,平均边长5~10公里,以边连联接构成控制网,以便提高控制网的精度,次级控制网为E级加密网。平均每两公里加密一组E级控制点,控制整个测区范围。
外业观测的操作规程:
(1)观测人员按时段要求一个时段记录一个观测文件,同一点位不迁站观测多个时段的外业手薄分段填写。
(2)接收机在开机前和作业过程中,及时逐项填写测量手簿中的记录项目,基座上气泡居中,天线定向标志指北。
(3)每时段测量前后均从不同方向取天线高各一次、两次量高之差不大于3mm,取平均值作为最终天线高。
(4)开机后及时观察各指示灯的变化,判断观测数据记录是否正常,电量是否充足,内存储器是否已满。
(5)在一时段观测过程中,接收机关闭又重新启动的均返工重测;旋转接收机方位及按动删除文件等功能键的均返工重测。
GPS静态相对定位作业模式外业观测的技术要求:
(1)观测载波相位:L1
(2)卫星截止高度角:15°。
(3)同时段观测有效卫星数:≥4。
(4)有效观测卫星总数:≥4。
(5)采样间隔:10~30秒。
(6)时段长度:≥45分钟。
1.2.2 四等水准测量
四等水准路线联测所有GPS埋石点,采用1985国家高程基准。通常利用闭合或者附合水准线路,布设成水准网。四等水准观测前须以同等精度进行已知点的检测,当较差小于±30mm■时,方可进行作业。
四等水准测量使用自动安平水准仪,区格式木质双面水准尺,采用中丝读数法,手工记录,观测顺序为“后、后、前、前”,当水准路线为附合或闭合路线时采用单程测量。测量开始第一周每天作业前检校仪器i角,i角不超限之后方可测量。四等水准测量要满足下列技术要求:
1)闭合水准路线长度不大于40km(附和水准路线≤100km);
2)最大视距长度≤80m;
3)前后视距差≤3m;
4)前后视距累计差≤10m;
5)黑红面读数之差≤±3mm;
6)黑红面高差之差≤±5mm;
7)观测高差闭合差≤±20■mm。
1.3 1:1000带状数字地形图测量
为满足测图需要,在测绘地形图之前,需在测区范围内采用RTK或者光电测距导线加密控制点。地形图测绘采用全外业数字测图,使用全站仪观测,配合“南方CASS绘图软件”绘制数字地形图,测图使用的数据采集、处理和编辑系统的软、硬件,要经过检查鉴定,符合要求方可作业使用。
作业的视距长度不得大于160米,且以能保证草图绘制和标注正确为原则。
对自然地貌一般用等高线加高程注记点表示,人工地貌则用符号配合等高线表示,以充分显示地貌形态特征。
数据采集应遵循有顺序地对相关点进行连续采集的原则,应避免不相关点间的交叉采集。对每一地物要连续进行采集,草图绘制要详细,绘图员与观测员经常校对地形点的编号与编码,防止出现差错。地貌数据的采集密度应根据地貌完整程度和坡度大小而定。
居民地房屋、围墙要逐一测绘,居民地内部规划整齐的房屋要详细测绘,根据房屋的层次、结构分别表示,对非正规房屋按街区适当综合。对现有的水利设施,如河流、渠道、涵闸应详细测绘。对于电力线、通信线的电杆、铁塔等均逐个定位表示。沟渠、坑塘、涵闸、坟地、经济林、菜地、打谷场、公路、乡村路、小路等地物按规范要求逐一测绘。境界应详细测绘至县级,当多级境界重合时,表示最高一级境界。地形图上应标出线路中心线和整百米桩位置,并注记“线路中心线”。
1.4 线路纵断面测量
新建引水管线仅测量纵断面。遇到地形变化处或线路中心线穿越地面构筑物、铁路、公路、路堤、路堑、堤防、河渠、水沟等主要地物,均应加测纵断点。
断面图的绘制采用微机绘图,将外业采集的纵、横断面数据,利用“南方CASS”软件绘制断面图。纵断面图水平比例尺通常要小于竖直比例尺,目的是为了更加清晰的表示地形起伏状况。
2 结束语
引水工程是关乎百姓切身利益的一项重大工程,工程实施过程中的测量工作直接关乎整个工程的进度和质量。通过总结得出工程测量的具体方法,为今后相关测量工作提供有效的作业参考。
【参考文献】
[1]李全,陈超.赵山渡引水工程测量监理实践[J].水利水电技术,2001(02).
[2]李文栋,潘传兵.浅谈水利水电工程测量监理[J].水利水电技术,2003(12).
1.工程概述
尼尔基水利枢纽是国家十五计划批准修建的大型水利项目,也是国家实施西部大开发战略的标志性工程项目之一。发电厂房左侧与主坝相接,右侧与右副坝相连,是水利枢纽的关键项目。施工进场前已经建立了二等平面高程控制网。
尼尔基水利枢纽工程位于内蒙及黑龙江两省交界的嫩江中游,测区属于平原地带,高差为50米左右,地形起伏不大,部分地段植被较多,由于进场时部分工程已经开工,河床堆积物较多,大部分二等控制点位于地势较低的河床地段,通视条件较差。
地区常年气温在-29℃~39℃之间,因工期紧迫,2002年7月选点造墩,8月进行观测,成果用于开挖及混凝土衬砌。2003年4月对该网进行了复测工作,其成果作为最终成果。
2.施工控制网的设计与实施
2.1控制网设计
水利水电建筑物控制范围大,具有粗放性的特点,测量放样达到精度,岩石基础开挖为dm级,混凝土、公路、隧洞、桥梁为cm级,机电设备安装、轨道敷设虽为mm级,但系相对轴线而言,故控制网的精度不要求过高,实际上施工控制点用途广泛,使用周期长至几年,为保证工程建设质量高标准,我们选定发电厂房控制网平面等级为四等,高程等级为二等。
2.1.1平面控制网设计
因施工现场地形等诸多不利因素影响,点位布置受限,而且与原有东北水利水电勘测设计研究院布设的二等网点通视条件差,通过对二等控制网点可利用性的评估及经过网型优化,最终确定以附和导线网的形式布设厂房施工控制网。利用M05、M09、M15、M11作为起算点,C87、C8、C9、C4及M15布成网型结构,同时观测M11~C7、M08~C7及M15~M08三条加强边,方向、距离和天顶距的观测数为41个,最大边长为1400m,最小边长87m,平均边长为281.7m。按四等三角测量的精度要求实施。采用经过检定的拓扑康GTS710全站仪(仪器标称精度为测角精度1.0″,测距精度2+2ppm)进行测角测边。
利用观测仪器先验精度和设计图形数据,对该网进行精度估算,全部控制点的点位误差都在7mm以内,其中尼尔基水利枢纽发电厂房平面控制点共有9个(如图1所示),平面高程控制点的标石类型为普通钢筋混凝土标石。
图1发电厂房施工控制网布置示意图
2.2控制网的施测
施测时采用经过检定的拓扑康GTS710全站仪(仪器标称精度为测角精度1.0″,测距精度2+2ppm)进行测角测边,严格按《水利水电工程施工测量规范》SL52-93中的相应技术指标进行施测。控制观测时段,以减小大气折光影响。观测方向共20个,观测18条边。测量测站周围的温度及气压,输入全站仪内,气象改正仪器自动完成。
2.3内业数据处理
原始记录通过核对后,对测量的边长进行归算,边长经过加乘常数改正、球差改正及投影改正。采用NASEWV3.0平差系统进行平差计算。最大点位误差、最大点间误差、最大边长比例误差如下:
测角中误差=1.5″
最大点位误差=0.01米
最大点间误差=0.01米
最大边长比例误差=1/53600
满足《水利水电工程施工测量规范》SL52-93中规定的最末级平面控制点相对于同级起始点或临近高一级控制点的点位中误差不应大于±10mm的要求。
3.精确性
发电厂房施工控制网施测利用5个II等已知点加密4个IV等待定点,观测成果采用严密平差,其点位中误差平均值为±10mm,见表1,平面点间误差见表2。2003年4月对该网进行了复测,两次观测成果内部符合精度都比较高,比较同一点两次坐标值较差都在1cm以内,三角高程较差均在±5mm以内,2002年8月,我们采用二等闭合环线水准对各点进行了观测,起算点为I等水准点S1,闭合差为1.6mm。计算成果作为各点的高程成果。由此可见尼尔基发电厂房施工控制网成果是精确的,完全可以满足放样轴线点及碎步点对施工控制点的精度要求。
表1平面点位误差表
点名
长轴
短轴
长轴方位
点位中误差
备注
C8
0.008
0.004
-55.1340
0.009
C9
0.009
0.004
-68.1050
0.010
C4
0.009
0.004
-63.1737
0.010
C7
0.008
0.004
-65.5421
0.009
表2平面点间误差表
点名
点名
MT
MD
D/MD
T-方位
D-距离
备注
M05
C8
0.0057
0.0041
257000
212.3527
1068.110
C8
C9
0.0025
0.0023
113000
87.0632
261.935
C8
C4
0.0017
0.0020
81000
88.4430
159.862
C8
C7
0.0023
0.0022
105000
126.2937
234.419
C9
M15
0.0025
0.0027
98000
182.1402
265.303
C9
C7
0.0017
0.0017
102000
205.3622
169.251
C9
C4
0.0015
0.0014
71000
264.3319
102.240
C4
C7
0.0015
0.0016
89000
168.4021
145.767
C7
M15
0.0012
0.0024
53000
150.4914
128.820
M15
M11
0.0040
0.0060
140000
87.3840
1401.588
3.可靠性
施工控制网的点位精度是通过稳定牢固的观测墩来体现和保证的。观测墩钢筋混凝土结构,顶部预埋强制对中螺栓,其上可安置仪器和站牌,其对中精度为0.2mm,地面上高度为1.2m,地下至冻层以下(深度2.0m)或置于岩石上。尼尔基水利枢纽地处寒带,温差大,冻土层深2.0m,冻土期半年。根据经验,观测墩经过一冻一融后可以基本稳定。建网次年的复测成果与原成果较差都在10mm以内。该网的高精度和稳固的观测墩保证了成果的可靠性。
4.实用性
1、概述
水电工程施工测量工作量大,特别是在开挖施工阶段,既要进行开挖轮廓的放样测量,又要进行断面计量测量,且该阶段往往设计变更比较多,更增加了测量的工作量。现在土石方施工的机械化程度越来越高,施工速度越来越快,要求测量工作也要快速准确,并且能很快地提供测量成果,而传统的测量方法已很难满足这样的要求。本文介绍的方法已在实际施工中得以成功应用,对解决上述问题很有借鉴作用。(高程),相应库容12.05亿m3,装机容量为1000MW/(4×MW);年发电量40.51×10kW・h。枢纽设置通航建筑物,可通航300~500t船舶。施工区属思南县管辖区,两岸地势险峻,高差较大,通视条件一般。测量路线走向为电站左右两岸。
2、测量组织
2.1首级控制网的建立
2.1.1平面控制网
施工区左右两岸有昆明勘测设计院所施测的施工控制网:①采用GPS静态测量在整个施工区内布设了4组首级控制;②使用4台TRIMDLE(天宝)4800接收机进行观测,每个时段不少于60分钟;③GPS接收机的数据采样率为15秒;④经过随机软件TGO基线解算和平差网计算后的GPS成果作为整个电站的首级控制成果。
2.1.2测量控制网的复测
施工区的首级控制网由6个主网点组成,我项目部测量队联同监理、业主测量队对其进行了全部复测,经过平差计算,各点精度、可靠性均能满足施工要求。(通常水电站的测量控制网都达到四等以上精度要求)根据测量规范,可以作为首级控制网。各级的复测工作是必须进行的,控制点的精度是准确施工放样的有力保障。
2.2二级控制网的施测
2.2.1水平方向观测
水平方向观测采用全圆方向观测法(采用瑞士徕卡TCR70(2”,2+2PPM)全站仪,施测前已由贵州省测绘仪器计量检定站检定),4个测回,施测时各项限差严格按规要求观测,并要在观测过程中保证目标成像清晰、稳定;另外为了减小大气折光的影响,要选择最佳观测时间进行观测。晴天作业时,测站应用测伞遮阳,不宜逆光观测。
此平面控制采用导线网布设,既能作独立平面控制,也可作首级三角网进行联测,并通过平差计算,成果满足规范要求。局部成果计算见表2。从表中可以看出,计算中的角度平差、配赋及各项限差都符合测量规范要求。这说明,此导线网的可靠性以及观测质量稳定良好,能够满足施工要求。
2.2.2光电测距
采用徕卡TCR702(2”,2+2PPM)全站仪及其辅助工具(如气压计、温度计等),都已经由计量部门进行了严格的检定,目标采用配套三棱镜。观测时采用往返观测两个测回,每一测回读取4个数。各测回2C值互差均按规范要求进行。所测距离均采用对向观测,同时作好温度、气压的记录,最后取各个观测值的平均值作为水平距离的起算数据。气压最小读数为:0.5°C,温度最小读数为:0.5MB。
2.2.3三角高程测量
严格按照光电测距三角高程测量技术规范要求进行施测。采用三丝法往返测量(各3个测回),盘左位置和盘右位置分别照准同一目标读数为一测回,用水平丝照准目标时均精确照准两次,各读数两次。测站平差,高程按改正数配赋计算,并注意仪器高和梭镜的正确量取(一般应量取两次,取其平均值),以确保观测是否满足精度要求。
3、测量控制及精度估算
3.1控制网的加密
由于原有的控制网(GPS点)都布设在左右两岸的山上,离施工现场比较远,不能够满足施工测量的需要,必须根据工地的实际情况,选择合适的位置埋设好控制点,进行施工测量控制网的测设。如果利用全站仪建立EDM导线网,其精度也可达到四等的精度要求。由于水电站的建筑物很多(例如厂房、大坝、尾水洞、船闸等),结构复杂,各个建筑物在平面位置和高程方面都有一定的联系。而各个建筑物又是独立进行施工,最后才联结为一个整体。为了保证建成后的各建筑物符合设计要求,就需要在施工前建立整体的施工控制网,以控制全局,作为各项工程放样的依据。
水电工程传统的地面控制测量方法就是建立小三角网,但现在GPS以及各类型全站仪的全面普及,传统的小三角网控制测量已不适用,完全被GPS测量或是全站仪测设导线的方法所替代。不过,GPS测量一般仅用于首级测量控制点的测设,至于施工区内的控制网加密则最常用的是全站仪测设导线网。结合思林电站的实际控制测量,介绍几种施工测量控制的有效方法。
3.1.1附合导线(如图1)
附合导线,由某一高级控制点出发最后附合到另一高级控制点的导线。附合导线选点比较灵活,能在所需要的地方布点,且易布设成直伸型,并能一次性完成平面和高程控制测量工作,这就使得导线测量成果的精度大大得到提高。
3.1.2闭合导线(如图2)
闭合导线,由某一高级控制点出发后最后又回到该点,组成一个闭合多边形。其具体布设如图1所示。II-09为左岸控制点,II-13为右岸控制点,1点至4点为中间点,所有点连成一条导线。野外选点时,导线边长要大致相等,相邻边长不应悬殊过大。同时,相邻点的高差也不能相差太大。所选的导线点,如有条件的话,最好就行埋石。这样,点不容易被破坏。下面就思林电站尾水洞出口明段的控制测量为例,进行闭合导线计算。过程如下:
观测时按闭合导线的测量规范要求进行施测。既从II-09开始,按顺序观测至II-13闭合,水平角、竖直角的观测以及往返高差的限差要求,应符合相应的测量规范要求。
以上两种的导线布设,其点位
坐标不但可以得到校核和精度衡量,还能够最大限度的减少工作量。
3.1.3双支导线(如图3)
当闭合导线中的某一点或几点发生重合时,就成了双支导线。此类型的导线,其观测的方法与闭合导线相同。一般来说,这种导线可以单双测站交替设置。在重合点上只需要架设一次仪器或是梭镜。它的计算既可按两条支导线独立进行,也可按闭合导线的方法进行计算。(当导线交叉时,只能按双支导线计算)另外,还可以较重合点以及终点的坐标值从而得到校核。
3.1.4单支导线(如图4)
随着工程的进展,需要在局部工程部位(如施工支洞、主机间、安装间)布设控制点,则可以布设成支导线。其观测的步骤与各项精度指标与上面两种类型的导线一致。为了便于校核,水平角的观测采用方向观测法,观测三个测回,测回间的方向值互差应小于6秒。在进行距离和高差观测时,结合正倒镜法往返观测,以便用两组数据进行校核。结合思林水电站的实际施工情况,在尾水洞内布设了两条支导线,既满足了施工测量的需要,又可以相互校核,进行被毁控制点的恢复工作。
3.1.5无定向导线
无定向导线作为导线的一种的布设形式,其原理是:在两个已知点不通视的情况下,先建立一假定坐标系(原点最好选建在一个已知点上),按照规范要求进行导线各相关要素的测量,计算两个已知点在假定坐标系中的坐标,然后利用坐标系间旋转及平移的原理,求出导线上各点的大地坐标。由于这种导线在测量中,某一测站数据一旦发生错误,不容易被发现,这就需要对整个导线进行重新测量,从而导致了测量工作量的增加,也会影响到施工。所以,此导线无论是对测量人员的技术水平、还是测量仪器的精度指标以及观测精度等,都有很高的要求。加之此导线具有一定的局限性,工程中基本不使用。
3.1.6导线网的精度估算
施工区域内导线网的建立,主要是为了指导施工放样。此外,也用于断面测量、地形图测量。
以上所述的三种导线,均可用直伸支导线终点精度的估算方法来估算导线最弱点的精度。在任意平面直角坐标系中,支导线由于没有起算数据误差(其误差忽略不计)和因起算数据误差引起的误差,其最弱点的点位中误差的计算如下式:
M=√(M2x+My2)
Ms=±u√sn(公式1)Mq=±nsmB"/p"√(n+15)/3
Mx、My分别由导线测量误差引起的导线终点的纵、横向误差
Ms、MB分别为导线测距和测角中误差
s、n分别为直伸导线平均边长和导线边数,S为支导线的总长。
根据大量的导线测量数据统计:测距精度等于或高于5+5ppm的2″全站仪的测距中误差≤±5mm,测角中误差约为±3″。而根据《水利水电施工测量规范》(SL52-93)中的相关规定,导线测量各项技术要求如表(1)
从表(1)中可以年看出,当导线测量的各项技术指标符合规范要求时,计算不同长度和边数的支导线弱点的点位中误差M可通过式(1)求出。而当在地面导线长度2000m以内时,可用单支导线(一级导线的观测要求)控制;当导线的长度在2000m以上时,应用闭合或双支导线作控制,其最弱点点位中误差为单支导线的1/√2。下面用一个实测导线(闭合导线见图2)的测量平差来加以说明。
从表中可看出,导线测设成果的精度达到了三等控制网的精度要求,完全符合施工测量四等控制网的精度要求。
3.1.7快速测设
从计算表中可以看出,经过平差后的成果为大地坐标。而设计施工图施工坐标(图上尺寸)。在进行施工放样时,需要把设计施工图上的坐标进行旋转,使整个施工区域在一个相对坐标网内,才能达到快速测量放样的目的。坐标转换公式如下:
X=a+X0cosa-Y0sina
Y=b+X0sina+Y0cosa
上式通过坐标换算得出以下实用公式:
S=(X-C)cosa+(Y-E)sina
G=-(X-C)sina+(Y-E)cosa
结合乡城水电站引水隧洞工程的情况。由于有1条主洞和2条施工支洞及出口明段的开挖和4个闸门的校模工作。场面较多,施工环境特差,又是交叉作业。每条洞每天都要有2至3轮炮的开挖放样工作。加之有的地段地质条件很差,容易塌方。如果不在有限的时间内快速测量放样,将会影响到整个工期的安排计划,甚至威胁到施工作业人员的生命安全。为此,将测量控制网内的所有点的大地坐标都经过公式转换,与设计施工图统一成为一个施工控制网,通过仪器测量出来的坐标(X,Y),X代表所测任意点相对于洞轴线的桩号,Y代表所所测任意点相对于洞轴线的偏距。(顺水流方向,洞轴线左为负,右为正)施工坐标的采用,大大减少了测站上的计算量,达到了快速施工测量的目的,从而也保证了施工的进度。
表(1)导线测量技术要求
表(2)闭合导线平差计算成果表
4、结束语
水电工程的地面控制测量,使用全站仪来测设导线网,是一种平面精度高、效率高、并节省费用的好方法。三角高程的精度要求完全可以满足四等水准测量的要求,可直接用其成果。EDM(测距)导线是水电工程测量中常用的方法,但布点时要尽量使导线成直伸型状,以提高精度、减小误差。单支导线的测量由于仅有一端连接在高级控制点上,如发生错误,根本没有办法进行校核。所以施测时要多注意自身的检核。比如观测左右角、多个测回施测等。如果重条件允许的话,应使其末端与其它的高级控制点相连接,以便校核其精度,保证其准确性。对于施工测量控制网,应定期进行复测,及时发现和纠正控制点可能出现的偏差和位移。
乡城水电站引水隧洞工程能够顺利和快速的施工,得益于建立了可靠的施工平面控制网。(已会同监理部复测了两次)而施工测量放样是整个施工过程中的一个组成部分,因此,必须与施工组织计划相协调,在精度和速度方面满足施工需要的同时,还要尽可能的避开施工的干扰。更为重要的是,测量人员不但要具有过硬的专业技术水平,还要具有高度的责任心,热爱本职工作、认真细心、吃苦耐劳,无论在多么艰苦的条件下,都必须保证测量成果的质量。否则,稍有差错,就会给单位造成重大的经济损失,也毁了自己的前途。