淺述水工建筑物的渠道測量與工程量計算

徐錦勝

摘要:渠道是常見而普遍水利工程,無論是以蓄、提、引的方式進行灌溉,還是排洪和排地面積水,都需要通過渠道才能發揮效益。文章踏勘選線、中線測量、縱橫斷面測量、土石方計算和邊坡放樣等方面對渠道測量進行闡述。

關鍵詞:水工建筑物;渠道測量;工程量計算

中圖分類號:TV672文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)18-0149-02

1踏勘選線

踏勘選線的目的是在地面上確定中心線位置。在選定渠道路線時,必須遵循“經濟合理,安全可靠和灌溉面積大”的原則,因此在踏勘選線時要考慮如下幾個問題:

①渠道要盡量短而直,力求避開障礙物,以減小工程量和水流損失。②把渠道選擇在地勢較高的地帶,以利達到擴大灌溉面積和自流灌溉的目的。③渠道經過的地帶土質要好,坡度要適宜,以防渠道運行出現嚴重的滲漏、沖刷和坍塌現象。④填挖土石方量和渠道建筑物要少,以達到省工、省料和少占用耕地。

在踏勘選線時,擬建渠道地區如果有大比例尺地形圖時,可以先在圖上選定出幾個路線方案,進行比較后,根據初步擬定的渠線位置,再到實地沿線做調查研究和收集有關資料,結合當地實際情況,最后確定渠道的起點、轉折點和終點,并用大木樁在地面上標志這些點的位置。

2中線測量

當渠道的中心線在地面上確定以后,還要測出渠道的長度和轉折角的大小。

渠道的長度可以用鋼尺沿渠道中心線丈量。為了方便計算渠道長度和測量渠道縱橫斷面圖,一般每隔100 m(或50 m)的地面上釘立一個小木樁(里程樁),如果里程樁之間地面坡度變化較大或有重要建筑物時(涵洞、跌水等),應增設木樁,稱為加樁。

里程樁必須進行編號,渠道起點樁號可寫成0+000,依次為0+100,…0+900,距起點1KM處可寫成1+000,依次為1+100,…1+900,依此類推。加樁編號亦同,例如距起點樁5 433 m處的樁號可寫成5+433,里程樁樁號一律朝向渠首。

在沿中線量距的同時,要在現場繪出路線草圖,作為設計渠道的參考,不必那么細致,可以用一條直線表示,遇到渠道轉彎處,用箭頭指出轉角方向,并寫出轉角度數。

在轉折處,還要測設圓曲線,里程樁和加樁就應該設置在曲線上,并且按照曲線長度計算里程。

3縱斷面水準測量與繪制

渠道縱斷面水準測量,就是測定渠道中心線上各個里程樁和加樁的高程,最后繪出渠道縱斷面圖,為設計渠道提供資料。

為了保證渠道縱斷面水準測量的精度,測量時應按《水利水電工程測量規范》的規定進行。如果渠道沿線國家等級的水準點不多,則要用四等水準測量增設一些水準點,增設的水準點應該沿渠道方向每隔1～2 km設置一個(即BM點),設置在渠道開挖線和堆土線以外不易破壞的地點。BM點設置以后,就可以用普通水準測量的方法測定里程樁和加樁的高程。

丘陵地區距離國家等級的水準點較遠,也可以采用假設高程,一般在起點樁附近的固定建筑物或巖石上設置一個固定樁。以便往返閉合,并精確計算各里程樁和BM點的高程。

用各個里程樁和加樁的高程繪制的渠道中心線縱向地面變化的圖稱為縱斷面圖。渠道縱斷面圖是設計渠底高程線、堤頂高程線、計算填挖土石方量和擬定施工計劃的主要資料。

在渠道縱斷面水準測量時,各個里程樁和加樁測量所計算出來的高程是木樁樁頂高程。但是在繪制縱斷面圖時,不能用樁頂高程而應該用地面高程繪制。所以,在樁頂讀數的同時還應加讀樁底讀數或把木樁高釘成統一高度。

繪制縱斷面圖:以里程樁和加樁高程作為縱坐標,用里程樁和加樁的里程作為橫坐標,按比例繪制。因為,里程樁上的高程變化不大,里程樁的距離較長;所以,高程的比例尺可以放大一點,一般采用1:100,1:200,1:500等。橫坐標距離的比例尺可縮小一點,可以采用,1:1000,1:2000,1:5000,1:10000等。

因為里程樁高程的數值比較大,但地面起伏變化較小,所以在圖紙上編輯高程數值時,可以選擇某一高程作為起始線,而不必從零開始。可根據水準測量記錄中最底高程或設計最底高程定為起始高程。

繪制縱斷面圖的步驟如下:

①填寫里程樁。②填寫各里程樁地面高程,并點圖連接繪制,用實線;標明地面線。③根據地面線定出設計坡降。并繪制在渠底坡度一欄。④根據流量和設計坡降計算截面尺寸,根據坡降計算各里程樁的高程并填入渠底設計高程一欄,根據截面高度加安全超高和坡降計算各里程樁渠面設計高程并填入渠面設計高程一欄,繪制里程樁上各高程點,用虛線連接;并標明渠底設計線和渠面設計線。⑤有了渠底設計線,就可以計算開挖深度和填方高度,把開挖深度和填方高度填入開挖深度和填方高度一欄,并在里程樁對應的位置上填寫。⑥最后把路線平面圖一并繪制在最后一欄。

4渠道橫斷面的測繪

橫斷面測量的目的,就是在里程樁和加樁上測量出垂直于渠道中心線的橫向地面坡度變化點的高程,并繪出橫斷面圖。

橫斷面測量的寬度與渠道的大小和地形變化情況有關,一般要求在橫斷面圖上能標出渠道的邊樁位置或渠面能滿足邊坡的位置。

在橫斷面上地形變化較小的情況下,可采用水準儀,在橫斷面坡度變化點上設置測釬或小木樁,并用皮尺或測繩量取水平距離,水準儀測量高程。

如果橫斷面地面坡度變化較大,可以采用經緯儀或全站儀,把儀器安置在里程樁上,對中、整平后,瞄準前或后樁歸零,旋轉90度向兩邊施測。

將測算成果繪制橫斷面圖,繪制橫斷面圖的方法與縱斷面圖大至相同,只不過水平距離與高程的采用同一比例尺。

5土方計算

隨著科學技術的迅猛發展,電腦應用非常廣泛,繪圖采用電腦繪制。將設計標準斷面圖放置在渠道橫斷面各里程樁的渠底高程線上,然后用面積查詢可得出開挖面積和填方面積。

將相鄰的兩個里程樁的開挖面積或填方面積,用算術平均值乘以相鄰的兩個里程樁間的長度,即可得到該段土方開挖及回填方量。

在計算土方時,如果相鄰兩橫斷面中,一為挖方,而另一為填方,則中間必有一點既不挖也不填的零點。即地面線與渠底設計線的交點就是零點。如:在1+500是挖方,開挖深度是0.22m,1+527是填方,填方高度0.83m。設:零點距1+500為x,則:距1+527為27-x根據相似比的原理:x:(27-x)=0.22:0.83,求得x=566m,27-5.66=21.34m。

計算出零點到1+500的距離后,還應該到實地上確定零點的位置,并補測零點處的橫斷面,繪出橫斷面圖以后,同樣加繪設計斷面,計算挖方和填方的面積,以便把1+500～1+527兩樁間的土方分成1+500～1+505.66和1+505.66～1+527兩部分計算。

最后繪制土方計算表,將所有計算結果填入表中。

參考文獻:

[1] 孫紅軍,王晶.淺談渠道測量的工作步驟[J].水利天地,2008,

(4).