重慶蓋下壩水電站大壩施工控加密網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)

摘要:本文介紹了一種新型智能監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

關(guān)鍵詞:測(cè)量;微處理器;智能監(jiān)控

1.1 概述

蓋下壩水電站位于重慶市云陽(yáng)縣和奉節(jié)縣境內(nèi)的長(zhǎng)江一級(jí)支流長(zhǎng)灘河中上游河段，該電站開(kāi)發(fā)的主要任務(wù)是發(fā)電，電站工程樞紐由混凝土雙曲拱壩及左岸引水發(fā)電系統(tǒng)組成。

混凝土雙曲拱壩包括溢流壩段、擋水壩段，壩頂中心線弧長(zhǎng)153.31m，壩頂高程394.00m，最大壩高160m(包括墊座) 。

引水系統(tǒng)布置在長(zhǎng)灘河左岸山體內(nèi)，由進(jìn)水口、引水隧洞、調(diào)壓井及壓力管道組成，采用一洞三機(jī)的布置方式。本標(biāo)段施工內(nèi)容為進(jìn)水口、引水隧洞(0-70.15～1+000)。

本標(biāo)主要測(cè)量項(xiàng)目包括:大壩工程、引水系統(tǒng)工程、纜機(jī)平臺(tái)土建工程、永久交通工程等測(cè)量控制、施工放樣。

本工程施工測(cè)量的重點(diǎn)、難點(diǎn)主要有:控制與加密控制;拱壩放樣數(shù)據(jù)計(jì)算、日常施工放樣與校模測(cè)量。

砼拱壩工程由中國(guó)水利水電第十二工程局有限公司承建，相應(yīng)大壩施工加密控制網(wǎng)由十二局測(cè)量隊(duì)施測(cè)，控制網(wǎng)2009年2月18日~24日經(jīng)實(shí)地踏勘、初放點(diǎn)位，網(wǎng)點(diǎn)布置見(jiàn)附圖。

1.2 編制依據(jù)

⑴蓋下壩電站施工總平面布置圖、拱壩平面布置及剖面圖;招標(biāo)階段文件。

⑵中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司工程測(cè)繪公司完成的《蓋下壩水電站施工控制網(wǎng)》成果;(獨(dú)立平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)、1956年黃海高程系統(tǒng))

⑶本工程招、投標(biāo)文件

1.3 執(zhí)行規(guī)范、要求

⑴《水電水利工程施工測(cè)量規(guī)范》(DL/T5173-2003)

⑵《國(guó)家三角測(cè)量和精密導(dǎo)線測(cè)量規(guī)范》

⑶設(shè)計(jì)、監(jiān)理部門其它技術(shù)要求

1.4 設(shè)計(jì)原則

平面控制網(wǎng)結(jié)合工程規(guī)模、工程總體布置、工程建設(shè)周期等因素，執(zhí)行規(guī)范有關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)為三等平面控制網(wǎng)、高程網(wǎng)用光電測(cè)距三角高程代替三等水準(zhǔn)。

1.5 平面控制

平面控制點(diǎn)相對(duì)于同級(jí)起算點(diǎn)或鄰近高一級(jí)控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差小于±10mm。

施工控制網(wǎng)主要側(cè)重于工程建設(shè)的施工放樣、相對(duì)精度要求高。擬取用提供網(wǎng)中的一個(gè)點(diǎn)及一個(gè)方向作為本加密施工控制網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)，作零類設(shè)計(jì)，按三等技術(shù)要求建立本標(biāo)控制網(wǎng)。

三等平面控制網(wǎng)設(shè)計(jì)為導(dǎo)線網(wǎng)。測(cè)邊與測(cè)角精度匹配附合下列要求:Mβ/√2ρ=MS/S×103

⑴ 對(duì)提供點(diǎn)復(fù)測(cè)做如下考慮:資料分析、測(cè)點(diǎn)踏勘、水平角及邊長(zhǎng)與實(shí)測(cè)比較。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘對(duì)提供的控制點(diǎn)是否有位移跡象、是否遭到破毀、通視等情況進(jìn)行判斷;實(shí)測(cè)比較根據(jù)提供的成果進(jìn)行邊長(zhǎng)和水平角反算的結(jié)果與全站儀實(shí)測(cè)的邊長(zhǎng)和水平角進(jìn)行比較。

校核提供控制點(diǎn)間相互關(guān)系。擬設(shè)站C17點(diǎn)，實(shí)測(cè)C17~A2間距，按四等要求實(shí)測(cè)A2、C17、C18水平夾角。根據(jù)復(fù)測(cè)結(jié)果報(bào)監(jiān)理審核后選用起算點(diǎn)。

根據(jù)現(xiàn)有資料分析擬選定壩區(qū)附近點(diǎn)C17為施工控制網(wǎng)起算點(diǎn)，以C17~A2為起算方位，作零類設(shè)計(jì)，采用經(jīng)典自由網(wǎng)。

⑵點(diǎn)位分布及主要作用:

首級(jí)控制點(diǎn)主要用于壩區(qū)原始地形復(fù)測(cè)、壩區(qū)開(kāi)挖、引水洞進(jìn)口明挖、壩體砼澆筑及作為加密控制的起算點(diǎn)。

根據(jù)蓋下壩壩區(qū)地形和拱壩施工測(cè)量特點(diǎn)，分三層布設(shè)點(diǎn)位。考慮到點(diǎn)位的穩(wěn)定性、長(zhǎng)久性及為后期加密控制的方便性，首級(jí)布設(shè)6個(gè)控制點(diǎn)(網(wǎng)形見(jiàn)附圖)。

低層布置一個(gè)點(diǎn)(點(diǎn)名GX05)高程約300，主要承擔(dān)基坑為主施工放樣任務(wù)。本控制點(diǎn)為EL300以下拱壩開(kāi)挖、砼施工測(cè)量、進(jìn)水口段加密控制起算、上游圍堰放樣主要控制點(diǎn)。

中層分布二個(gè)點(diǎn)(點(diǎn)名GX03、GX04)高程約340~360，主要承擔(dān)EL300~360測(cè)量放樣任務(wù);

高層分布二個(gè)點(diǎn)(點(diǎn)名GX01、GX02)高程約400~420，承擔(dān)高層區(qū)開(kāi)挖放樣任務(wù)，與今后變形觀測(cè)系統(tǒng)銜接等。

(GX01~GX05)點(diǎn)位布置大壩上游側(cè)左岸(將考慮左岸施工線路影響)，均為高標(biāo)墩控制點(diǎn)。

現(xiàn)導(dǎo)流洞出口洞頂附近布置一個(gè)高標(biāo)墩點(diǎn)GX06，主要負(fù)責(zé)下游圍堰、交通洞放樣、加密起算等任務(wù)。

拱壩砼施工放樣測(cè)站點(diǎn)主要為高標(biāo)墩控制點(diǎn)。為確保放樣使用高標(biāo)墩原則，GX01、GX03、GX05點(diǎn)擬在纜機(jī)平臺(tái)、臨建施工路基本形成后進(jìn)行。GX02、GX04、GX06點(diǎn)盡早安排標(biāo)墩施工，按測(cè)站精度要求實(shí)測(cè)坐標(biāo)。先行形成控制點(diǎn)主要服務(wù)施工準(zhǔn)備階段測(cè)量放樣和地形測(cè)量任務(wù)。

⑶ 加密方案初定: 加密點(diǎn)采用地面墩，擬在拱壩區(qū)域(兩壩肩)、引水系統(tǒng)進(jìn)水口對(duì)面山體布置3~4個(gè)四等精度導(dǎo)線點(diǎn)主要用于地形測(cè)量。

以三等點(diǎn)為加密起算點(diǎn)按等級(jí)要求建立測(cè)站點(diǎn)，所建測(cè)站點(diǎn)考慮滿足放樣精度要求，放樣前作精度估算。

⑷ 點(diǎn)位中誤差估算:根據(jù)圖上選點(diǎn)得出控制點(diǎn)概略坐標(biāo)，用清華三維Nasew2000 智能圖文網(wǎng)平差軟件反算觀測(cè)值，評(píng)估本設(shè)計(jì)的施測(cè)方案得出最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差為4.4mm。

⑸ 平面控制點(diǎn)以高標(biāo)墩為主，具體點(diǎn)位據(jù)實(shí)地情況確定。高標(biāo)墩點(diǎn)位要求開(kāi)挖至基巖或堅(jiān)硬土層，標(biāo)墩砼澆筑分二期施工。安裝強(qiáng)制對(duì)中盤時(shí)，須由測(cè)量人員監(jiān)測(cè)，其底座不平度小于4′。確保砼澆筑質(zhì)量，標(biāo)身抹面，涂白漆，標(biāo)注點(diǎn)名。觀測(cè)墩加強(qiáng)保護(hù)，臨時(shí)施工線路盡可能避開(kāi)觀測(cè)控制點(diǎn)，確保施工控制網(wǎng)完整性，施工控制網(wǎng)擬在拱槽開(kāi)挖結(jié)束后根據(jù)點(diǎn)位情況考慮復(fù)測(cè)。

(6) 平面控制網(wǎng)水平角及測(cè)距由TCA2003全站儀觀測(cè)。水平角觀測(cè)當(dāng)方向?yàn)? 個(gè)時(shí)奇數(shù)測(cè)回觀測(cè)左角，偶數(shù)測(cè)回觀測(cè)右角，當(dāng)方向觀測(cè)數(shù)超過(guò)2個(gè)時(shí)采用方向觀測(cè)法左右角觀測(cè)共六測(cè)回。水平角觀測(cè)時(shí)度盤不作度盤配置、僅對(duì)秒值變換。

測(cè)距作業(yè)技術(shù)要求:

測(cè)距邊往返較差須將斜距化算至同一高程面上方可比較。測(cè)距邊經(jīng)氣象、加乘常數(shù)改正，傾角加入兩差改正后化為水平距離，其中大氣折光系數(shù)選用0.14，地球曲率半徑為6368000米。觀測(cè)邊長(zhǎng)投影到測(cè)區(qū)平均高程面:324m。

1.6 高程控制

最末級(jí)高程控制點(diǎn)相對(duì)起算高程控制點(diǎn)的高程中誤差小于±10mm。

根據(jù)工程實(shí)際情況，按三等三角高程精度要求施測(cè)，每個(gè)平面控制點(diǎn)均提供三角高程，組成三維網(wǎng)。

擬選用C17水準(zhǔn)高程作為控制網(wǎng)起算高程點(diǎn)。

三角高程作業(yè)技術(shù)要求:

1.7 計(jì)算

對(duì)所有觀測(cè)手簿統(tǒng)一編號(hào)，記錄規(guī)范、填寫齊全。平差計(jì)算前，對(duì)外業(yè)觀測(cè)記錄手簿及平差計(jì)算起始數(shù)據(jù)，再次進(jìn)行百分之百的檢查校對(duì)。

計(jì)算采用武測(cè)科傻平差軟件進(jìn)行嚴(yán)密平差，方法采用驗(yàn)后定權(quán)法。平面網(wǎng)計(jì)算反映三角形閉合差，測(cè)角中誤差，點(diǎn)位中誤差、邊長(zhǎng)相對(duì)中誤差、誤差橢圓等信息，高程網(wǎng)計(jì)算反映平差后高程單位權(quán)中誤差，各未知點(diǎn)平差后高程中誤差等信息。

1.8 提交資料

⑴ 技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)

⑵ 測(cè)繪資質(zhì)證書(shū)復(fù)印件

⑶ 儀器檢定資料

⑷ 平面、高程網(wǎng)布置圖

⑸ 控制點(diǎn)成果、精度表

⑹ 技術(shù)總結(jié)

1.9 工期安排、控制測(cè)量人員組織

⑴2009年2月18日~2月25日，技術(shù)設(shè)計(jì)、選點(diǎn)

⑵2009年2月25日~4月20日，觀測(cè)墩制作、穩(wěn)定

⑶2009年4月20日~4月30日，控制網(wǎng)觀測(cè)、提供成果

人員組織:高級(jí)工程師一名、工程師二名，助工二名，測(cè)工二名