光照水電站大壩安全監(jiān)測控制網(wǎng)測量綜述

李渝

（貴州省第一測繪院，貴州 貴陽 550025）

1 基本要求

1.1 平面坐標(biāo)系統(tǒng)

平面坐標(biāo)系統(tǒng)采用近似北京坐標(biāo)系統(tǒng)，用施工控制網(wǎng)中大壩下游的TNI-02 的坐標(biāo)為起算點(diǎn)坐標(biāo)，用TNI-02點(diǎn)至TNI-05點(diǎn)的方向?yàn)槠鹚惴轿唤牵队案叱堂鏋?00 m 的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)。 起算點(diǎn)應(yīng)選在不開挖的基巖上。

1.2 高程系統(tǒng)

高程系統(tǒng)采用以LE1-1 為基準(zhǔn)點(diǎn)的獨(dú)立高程系統(tǒng)，同時聯(lián)測LE1-2、LE1-3 兩個基準(zhǔn)點(diǎn)相互檢校。

1.3 精度要求

平面精度

1.4 圖形設(shè)計(jì)

根據(jù)工程設(shè)計(jì)意圖及其對控制網(wǎng)的精度要求，擬定合理布網(wǎng)方案，利用測區(qū)地形地物特點(diǎn)在圖上設(shè)計(jì)出一個圖形結(jié)構(gòu)強(qiáng)的工程控制網(wǎng)。工程控制采用單三角鎖時，三角形應(yīng)盡量接近于等邊三角形，任何角不應(yīng)小于40°，采用中點(diǎn)多邊形、大地四邊形或采用三角網(wǎng)形式布點(diǎn)時，任一推算路線的傳距角不得小于30°。一等水準(zhǔn)路線應(yīng)沿路面坡度平緩、左右岸交通公路路布設(shè)，水準(zhǔn)線路以LE1-1 為基準(zhǔn)點(diǎn)形成閉合環(huán)線，同時聯(lián)測中間水準(zhǔn)點(diǎn)構(gòu)成網(wǎng)狀。

1.5 聯(lián)測方案

工程控制網(wǎng)平面采用邊角同測的方法進(jìn)行觀測，使用徠卡TCA2003 儀器進(jìn)行水平角觀測和Ⅰ等距離觀測，以確保平面觀測的精度。高程采用閉合環(huán)網(wǎng)的方法，使用補(bǔ)償式自動安平精密數(shù)字水準(zhǔn)儀（DNA03），按一等水準(zhǔn)測量的技術(shù)要求進(jìn)行觀測。

2 選點(diǎn)埋石

2.1 平面控制網(wǎng)的選點(diǎn)及埋設(shè)

2.1.1 應(yīng)根據(jù)施工圖上的概略坐標(biāo)進(jìn)行選點(diǎn)，平面控制點(diǎn)應(yīng)選在通視良好、交通方便，地基穩(wěn)定且能長期保存的地方，視線離障礙物（上、下和旁側(cè)）不宜小于2.0m。

2.1.2 建造強(qiáng)制對中的觀測墩，以減少儀器的對中誤差。安裝觀測墩頂部的強(qiáng)制對中底盤應(yīng)調(diào)整水平，傾斜角不得大于4′。

2.1.3 各等級控制點(diǎn)周圍應(yīng)有醒目的保護(hù)裝置，以防止破壞，對一等網(wǎng)點(diǎn)采用觀測房進(jìn)行保護(hù)，雙層觀測房應(yīng)控制好觀測墩的垂直度。

2.2 水準(zhǔn)網(wǎng)選點(diǎn)及埋設(shè)要求

2.2.1 水準(zhǔn)基點(diǎn)是垂直觀測的依據(jù)，必須具有足夠的堅(jiān)固和穩(wěn)定性，埋設(shè)處地質(zhì)條件要好，與大壩相距2km 左右的距離，以免水庫蓄水后對水準(zhǔn)基點(diǎn)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

2.2.2 工作基點(diǎn)是垂直位移觀測點(diǎn)所用的起點(diǎn)、終點(diǎn)，一般埋設(shè)在建筑物附近，且與待測點(diǎn)高程大致相近；其埋設(shè)應(yīng)力求堅(jiān)固穩(wěn)定，埋設(shè)在基巖或原狀土上。

2.2.3 水準(zhǔn)測點(diǎn)一般和水平測點(diǎn)設(shè)在同一個觀測墩上，其和觀測對象接觸一定牢固，應(yīng)能真實(shí)地反觀測對象的變形情況。

2.2.4 根據(jù)本工程地質(zhì)條件，采用三種水準(zhǔn)標(biāo)石：

混凝土水準(zhǔn)標(biāo)石：由混凝土澆筑的標(biāo)柱和底盤組成，標(biāo)柱的頂部埋設(shè)有不銹鋼標(biāo)志頭，在底盤埋設(shè)副點(diǎn)標(biāo)志，用作檢測。這種標(biāo)石主要用于覆蓋層較淺的深坑埋設(shè)。

單金屬標(biāo)（深埋鋼管標(biāo)）：覆蓋層較厚時采用。把水準(zhǔn)基點(diǎn)埋設(shè)在基巖中，為此需要鉆孔至新鮮基巖2 m 以下，將直徑為Ф89mm的鋼管埋入基巖內(nèi)。在埋設(shè)前，先在鋼管下部1m處造若干個排漿孔。埋設(shè)時從管內(nèi)灌入水泥沙漿。沙漿從排漿孔排出，使鋼管與基巖結(jié)合。為防止地表移動而影響鋼管位置，在內(nèi)鋼管外還套以直徑Ф120mm 的外管，內(nèi)外管之間墊以橡皮圈。初步考慮單金屬標(biāo)埋設(shè)在六沖河大橋右岸。

2.2.5 水準(zhǔn)標(biāo)石的造埋按照《國家一、二等水準(zhǔn)測量規(guī)范》(GB12897)所提出的技術(shù)要求執(zhí)行，所用的水泥標(biāo)號應(yīng)不低于425#。

3 觀測方法

3.1 平面控制

3.1.1 水平角觀測前準(zhǔn)備工作

a.資料準(zhǔn)備：觀測計(jì)劃、人員分工、作業(yè)技術(shù)規(guī)范；b.觀測設(shè)備：智能型全站儀、連接螺絲；c.照準(zhǔn)設(shè)備：照準(zhǔn)棱鏡、基座；d.通訊及交通工具：對講機(jī)或無線電話、車輛；e.輔助工具：大于30cm 的游標(biāo)卡尺、溫度計(jì)、氣壓表、計(jì)算器、測傘；f.記錄工具：筆記錄本電腦、電子手簿、筆等。

3.1.2 水平角觀測

水平角觀測應(yīng)遵守下列規(guī)定：

a.觀測應(yīng)在成像清晰、穩(wěn)定的條件下進(jìn)行。晴天的日出、日落和中午前后，如果成像模糊或跳動劇烈，不應(yīng)進(jìn)行觀測；b.觀測前應(yīng)涼置儀器30分鐘，讓儀器溫度與外界溫度基本一致后才能開始觀測。觀測過程中儀器不得受日光直接照射；c.儀器照準(zhǔn)部旋轉(zhuǎn)時，應(yīng)平穩(wěn)勻速；制動螺旋不宜擰得過緊；微動螺旋應(yīng)盡量使用中間部位。精確照目標(biāo)時，微動螺旋最后應(yīng)為旋進(jìn)方向。d.觀測過程中，儀器氣泡中心偏離值不得超過一格。當(dāng)偏移值接近限值時，應(yīng)在測回之間重新整置儀器。e.觀測必須按規(guī)范要求進(jìn)行，觀測成果應(yīng)做到記錄真實(shí),字跡工整，注記明確，觀測要求及各項(xiàng)限差均應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。f.觀測完后，應(yīng)立即檢查記錄，計(jì)算各項(xiàng)觀測誤差是否在限差范圍內(nèi)，確認(rèn)全部符合規(guī)定限差方可離去，以免造成不必要的返工與重測。

3.1.3 安置全站儀

a.把儀器固定在觀測墩上，移動儀器強(qiáng)制對中，使觀測墩標(biāo)志中心與儀器中心強(qiáng)制重合；擰緊連接螺絲；b.用儀器腳螺旋精確整平儀器，使氣泡居中；c.根據(jù)觀測方案，利用技術(shù)設(shè)計(jì)或選點(diǎn)略圖尋找并識別各觀測目標(biāo)；d.水平角觀測儀器、觀測方法和測回?cái)?shù)按照下表執(zhí)行：

3.1.4 水平角觀測方法

使用徠卡TCA2003 智能型全站儀觀測：水平角觀測嚴(yán)格按照《精密工程測量規(guī)范》GB/T15314-94 執(zhí)行。

一等水平角觀測，一份成果的全部測回應(yīng)在三個以上時間段完成，每個時間段的基本測回?cái)?shù)應(yīng)不超過全部測回?cái)?shù)的2/5。每一角度各測回盡可能在不同條件下觀測，至少應(yīng)分配在兩個時間段，每一時間段觀測的測回?cái)?shù)，應(yīng)不超過單角總測回?cái)?shù)的1/2。同一角度不得連續(xù)緊接觀測（重測時例外）。注：時間段的劃分為上午、下午、夜間。

3.1.5 水平角觀測的限差和重測

a.方向法觀測限差（見下表）

?

b.超限觀測值的重測

1）凡超出本規(guī)范規(guī)定限差的結(jié)果，均應(yīng)進(jìn)行重測。因超限而重測的完整測回，稱為重測。因?qū)﹀e度盤、測錯方向、讀記錯誤或中途發(fā)現(xiàn)觀測條件不佳等原因而放棄的測回，重新觀測時，不算重測。

2）因測回互差超限而重測時，除明顯孤值外，原則上應(yīng)重觀測結(jié)果中最大和最小值的測回。

3）方向觀測法重測數(shù)的計(jì)算：在基本測回觀測結(jié)果中，重測1個方向，算做1個方向測回，一測回中有2個方向需重測，算做2個方向測回，因零方向超限而全測回重測，算作（n-1）個方向測回。一份成果的全部方向測回總數(shù)（按基本測回計(jì)算）等于方向數(shù)減1 乘以測回?cái)?shù)，即(n-1)*m。

4）方向觀測重測時，只須聯(lián)測零方向。

5）觀測的基本測回結(jié)果和重測結(jié)果，一律抄入記簿。重測和基本測回結(jié)果不得取中數(shù)，每一測回（即每一度盤位置）只采用一個符合限差的結(jié)果。

6）三角形閉合差、極校驗(yàn)、基線條件和方位角條件自由項(xiàng)超限而重測時，應(yīng)整份成果重測。

3.2 平差計(jì)算

根據(jù)所觀測的水平角，垂直角、高差、距離等測量的有效數(shù)據(jù)，用徠卡公司提供的測量平差軟件進(jìn)行平差計(jì)算，計(jì)算中最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差、邊長相對中誤差等有關(guān)精度指標(biāo)滿足規(guī)范要求。提交正式的成果表、電子文檔等有關(guān)資料。

4 精度估算

4.1 平面控制網(wǎng)

項(xiàng)目平面控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)根據(jù)北盤江光照水電站樞紐平面網(wǎng)布置圖量取兩控制點(diǎn)坐標(biāo)(TI02和TI05)作為已知起算數(shù)據(jù)，以原控制網(wǎng)圖為參考對整個大壩設(shè)計(jì)布置監(jiān)測控制網(wǎng)（邊角網(wǎng)），并對其進(jìn)行精度估算。經(jīng)估算得出：最大點(diǎn)位誤差[TI04]=0.0003(m)；最大點(diǎn)間誤差=0.0004(m)；最大邊長比例誤差=1/2482685；平面網(wǎng)驗(yàn)后單位權(quán)中誤差為0.05s。滿足水平位移變形測量一等技術(shù)要求。

4.2 高程控制網(wǎng)

項(xiàng)目高程控制網(wǎng)設(shè)計(jì)為環(huán)閉合水準(zhǔn)網(wǎng)。以LE1-1 為基準(zhǔn)水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)布置，滿足壩區(qū)垂直位移檢測要求。經(jīng)過精度估算得：每公里高程測量的高差中誤差為 0.02(MM/KM)。滿足一等水準(zhǔn)網(wǎng)精度要求。

5 結(jié)語

通過以上成果表分析，該控制網(wǎng)無論是平面控制網(wǎng)，還是高程控制網(wǎng)，均滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)規(guī)定的一等平面控制網(wǎng)的精度要求。

[1]《國家三角測量規(guī)范》GB/T 17942-2000.

[2]《水利水電工程施工測量規(guī)范》DL/T5173-2003.

[3]《混凝土壩安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》DL5178-2003.