水电站大坝工程施工测量技术探讨

水电站大坝工程施工测量技术探讨

　　水电站大坝工程施工测量技术探讨：本文结合某水电站大坝工程，对该工程采取施工放样技术，为此先对施工测量控制X的建立与复核，然后再施工加密控制X的测设，同时对该大坝的不同部位采取不同的施工测量技术，并结合该水电站大坝的工程实例予以验证，可为同类工程提供参考借鉴。　　关键词：水电站；大坝工程；施工测量；施工放样　　工程简介　　根据某水电站大坝土建及金属结构安装工程招标文件规定的项目，施工测量主要内容为：施工测量控制X的建立与复核，施工加密控制X的测设，大坝建基面地形测量、拱坝体形测量与控制测量，混凝土浇筑施工测量放样、金属结构与机电设备埋件与安装测量，竣工验收测量、工程计量测量、施工安全监测预埋，竣工测量和竣工资料整编，施工过程中必须的其他测量项目等。本大坝为拱坝对形体要求高，施工时要求测量放样速度快；斜门槽和门槽不是一次形成，而是随坝体挡水高度的升高而逐步分段完成，因此测量放样难度较大、精度要求高。为此，针对本工程特点，采取了如下施工测量技术方案。　　施工控制X的布设与测量n　　对已提供的测量基准点、基准线和水准点及其基本资料和数据，校测基准点的测量精度，并复核其资料和数据的准确性。经复核过并经监理认可的基准点为施工控制X的起算点，按照国家测绘标准和本工程施工精度要求，采取“整体布置、分期实施、逐级加密”的原则和工程设计布置，在满足工程施工技术要求的前提下，布设加密施工测量控制X。　　2.1平面控制X测设　　通过实地踏勘、选点后，进行控制X的技术设计及精度评估。经监理工程师审批后，按监理和规范要求进行施测。本工程的平面控制X观测采用GPS静态测量方法进行测量。采用标称精度为±（5mm1mm/km×D）的美国Trimble4800GPS接收机以静态方式进行测量。按《全球卫星定位系统（GPS）测量规范》中C级GPSX的精度实测，其点位中误差不超过±10mm，控制X的平均边长相对中误差不超过1/250000。其具体技术要求见表1所示：　　表1GPS控制X观测基本指标　　级别　　项目C级　　卫星高度角（°）≥15　　数据采集间隔（s）10~30n　　观测时间静态定位（min）≥60　　点位几何图形强度因子（PDOP）≤8　　施测时段数≥2　　有效观测卫星总数≥6　　时段中任意一卫星的有效观测时间（min）≥15　　2.2高程控制X测设　　本水电站大坝工程施工高程控制采用二等水准X。根据现场地形条件和施工放样需要选点布设。各等级的高程点选在一定时段内不受水位影响（高程控制点随坝前水位上升而向上传递），便于保存和方便使用的地点。并随坝体混凝土上升，适时进行高程控制X的向上传递加密，根据工程部位结构特点及重要性，局部采用二、三、四等水准加密，使之成为一套立体的高程X。每一个重要单项工程部位，至少保证有2~3个以上的高程点。本工程的高程控制X点的高程，主要采用几何水准测量和三角高程测量的方法进行。　　（1）几何水准测量使用LeicaDNA03电子水准仪配铟瓦条形码尺观测（仪器标称精度为±0.3mm/km）。按国家二等水准测量技术要求施测，其环线闭合差不超过±4（L为高程导线线路总长）。n　　（2）三角高程测量以二等水准高程点为基准点，组成较佳的三角高程导线（X），采用光电测距三角高程测量方法，实测各个平面控制点标墩上的高程。　　施工测量放样技术　　（1）根据本工程双曲拱坝体型复杂的特点，调用AutoCAD绘制放样点位图和模板、体型验收图，并且调用Excel绘制验收点和待放样点的坐标表，计算出的测量放样点的坐标，以全站仪的标准接收格式输出。通过通讯程序传输到全站仪，实现数据处理自动化，全面提高施工测量的内、外业作业效率。　　（2）双曲拱坝的施工放样技术。根据设计给定的双曲拱坝的坐标系统和设计参数，采用极坐标法放样，放样前作好必要的计算准备工作，具体如下：计算分缝线和分缝线平行线在施工坐标系中的直线方程，编制直线方程系数表；计算不同高程面上拱冠点坐标，上下游端点及拱圈中心线端点，从而计算抛物线方程的系数；计算不同高程面上每个坝块的4个角点和拱圈中心线与分缝线的2个交点坐标；采用定积分求曲线弧长的公式反算出上下游曲线上指定弧长点的坐标（可用逐渐趋近法迭代求解）；计算放样点的坐标，放样点位按照模板尺寸和立模要求确定，一般在曲线上固定弧长点的法线上向内偏移一定距离（一般取1米或0.5米）的点为上下游面的放样点。n　　施工测量时采用2秒智能型全站仪，把计算所得的放样数据通过数据接口输入全站仪；再根据双曲拱坝混凝土浇筑的特点，建立仓内测站点，测量已浇筑坝块体形验收图，并计算高程中数，为计算下一仓放样数据提供依据。高程放样采用几何水准测量方法进行，建筑物轮廓点相对于邻近基本控制点平面点位中误差应小于±20mm，高程放样中误差小于±20mm。　　（3）混凝土浇筑施工放样。为了有效地实现放样能达到快速准确，在满足施工进度前提下，平面位置放样主要采用全站仪坐标法，高程放样采用光电测距三角高程测量。同时要确保建筑物轮廓点相对于邻近基本控制点平面点位中误差小于±20mm，高程放样中误差小于±20mm。　　（4）过流部位形体测量。对于过流部位的形体，重点进行测量。测量时采用断面法用免棱镜全站仪极坐标法测量断面上各点的三维坐标，并且采取解析法建立断面数据文件，并与设计数据进行比较，计算尺寸差值，并绘制断面图。在提供成果时，不仅要提供图纸，还需要提供坐标实测值。　　竣工测量及工程量计量测量　　（1）对于本工程需要竣工测量的部位，事先应与设计、监理、施工单位协商，确定测量项目，防止漏测。对于各类竣工测量图纸和资料、高程平面图、纵横断面图、形体测量（建筑物过流部位、隐蔽部位、重要孔洞等）、竣工平面图等进行准确测量，以有效地保证本工程竣工资料的真实性以及可靠性。n　　竣工测量原始数据的采集工作结合施工进展，根据竣工测量的要求，逐渐累积采集竣工资料，并且进行一次全面的竣工测量。在Cass、AutoCAD软件平台上，利用原始数据绘制地形图或断面图，图上画出设计线、标明每一个测点的偏差值，并对所有测点的偏差值进行统计、分析。主体工程部位提供比例尺为1：500的竣工地形图或断面图。测量竣工资料及时归档，所有竣工资料的整编均应符合规范要求；同时确保所提交的竣工资料项目齐全、数据正确、图表清晰。　　（2）工程量计量测量。在各单项工程施工过程中，依据要求进行工程量验收测量，并将现场测量资料和工程量计算资料及时报送监理工程师审核，作为施工阶段结算的基础资料。　　施工测量成果检测　　依据国家测绘标准和《水电水利工程施工测量规范》（DL/T5173-2003）的作业规程和精度要求，及时准确地完成对各施工部位的重要测量点线（如轴线点、孔洞中心线、主体建筑物基础块和预埋件的立模点、大型金属结构、设备安装基准点等）和监理认为需要检查的测量成果，以及从自身的业务角度出发，对施工中某些重要点线成果产生怀疑时进行复核。复核前对施工所涉及的的各类测量资料、图纸及时调阅，并再实施检测。n　　为保证检测的准确性，对必须用到的测量基准点进行严格的检查和复测。轴线点、主体建筑物基础块和预埋件立模点等的复核在等级控制点上设站，也可在以等级控制点为依据重新测设的测站点上设站，采用全站仪（测角精度为0.5″测量，测边精度为(1mm1mm/km×D)）采取极坐标法进行正、倒镜观测，取平均值作为测量成果，在有必要时采用双极坐标法进行正、倒镜观测，若2次极坐标观测成果较差小于5mm取平均值作为测量成果，大于5mm则重测。根据大型金属结构相对精度要求高（±0.53mm）的特点，着重检查安装点相对轴线（如孔中线、门槽中心线等）及安装点相互的几何尺寸（包括高差）的精度，检测使用全站仪及经过鉴定的钢带尺进行，高程检测采用LeicaDNA03数字水准仪及NA2光学水准仪进行。　　结论　　本文结合某水电站大坝工程，对该工程采取施工放样技术，为此先对施工测量控制X的建立与复核，然后再施工加密控制X的测设，同时对该大坝的不同部位采取不同的施工测量技术，并经该水电站大坝的工程实例予以验证，可为同类工程提供参考借鉴。