基于水利施工淺談土壩控制測量要點

吳憲

中國水利水電第六工程局有限公司 遼寧沈陽 110179

摘要：本文以水利施工土壩測量為例，深入分析了土壩軸線的確定、壩身控制線的測設、土壩的施工測量、混凝土壩的施工控制測量及混凝土重力壩壩體的立模放樣測量，旨在為水利工程的施工奠定堅實的基礎。

關鍵詞：水利施工；土壩測量；控制放樣

1、水利施工土壩軸線的確定

土壩的控制測量是根據基本網確定壩軸線，然后以壩軸線為依據布設壩身控制網以控制壩體細部的放樣。對于中小型土壩的壩軸線，一般是由工程設計人員和勘測人員組成選線小組，深入現場進行實地踏勘，根據當地的地形、地質和建筑材料等條件，經過方案比較，直接在現場選定。對于大型土壩以及與混凝土壩銜接的土質副壩，一般經過現場踏勘，圖上規劃等多次調查研究和方案比較，確定建壩位置，并在壩址地形圖上結合樞紐的整體布置，將壩軸線標于地形圖上，為了將圖上設計好的壩軸線標定在實地上，一般可根據預先建立的施工控制網用全站儀坐標法測設到地面上。壩軸線的兩端點在現場標定后，用永久性標志標明。為了防止施工時端點被破壞，應將壩軸線的端點延長到兩面山坡上。

2、水利施工壩身控制線的測設

2.1 平行于壩軸線的控制線的測設。平行于壩軸線的控制線可布設在壩頂上下游線、上下游坡面變化處、下游馬道中線，也可按一定間隔布設（如10、20、30m等），以便控制壩體的填筑和進行收方。

2.2 垂直于壩軸線的控制線的測設。垂直于壩軸線的控制線，一般按50m、30m或20m的間距以里程來測設，其步驟如下：①沿壩軸線測設里程樁。由壩軸線的一端定出壩頂與地面的交點，作為零號樁，其校號為0十000。然后由零號樁起，由全站儀定線，沿壩軸線方向按選定的間距丈量距離，順序釘下0十030、060、090等里程樁，直至另一端壩頂與地面的交點為止。②測設垂直于壩軸線的控制線。將全站儀安置在里程樁上，定出垂直于壩軸線的一系列平行線，并在上下游施工范圍以外用方向樁標定在實地上，作為測量橫斷面和放樣的依據，這些樁亦稱橫斷面方向樁。

2.3 高程控制網的建立。用于土壩施工放樣的高程控制，可由若干永久性水準點組成基本網和臨時作業水準點兩級布設。基本網布設在施工范圍以外，并應與國家水準點連測，組成閉合或附合水準路線，用三等或四等水準測量的方法施測。臨時水準點直接用于壩體的高程放樣，布置在施工范圍以內不同高度的地方。臨時水準點應根據施工進程及時設置，附合到永久水準點上。

3、水利施工土壩的施工測量

3.1 清基開挖線的放樣。為使壩體與巖基很好結合，壩體填筑前，必須對基礎進行清理。為此，應放出清基開挖線，即壩體與原地面的交線。清基開挖線的放樣，可用全站儀放樣數據在現場放樣。因此，先沿壩軸線測量縱斷面。即測定軸線上各里程樁的高程，繪出縱斷面圖，求出各里程樁的中心填土高度，再在每一里程樁進行橫斷面測量，繪出橫斷面圖，最后根據里程樁的高程、中心填土高度與壩面坡度，在橫斷面圖上套繪大壩的設計斷面。

3.2 坡腳線的放樣清基。壩底與清基后地面的交線即為坡腳線。①橫斷面法仍用圖解法獲得放樣數據。首先恢復軸線上的所有里程樁，然后進行縱橫斷面測量，繪出清基后的橫斷面圖，套繪土壩設計斷面。②平行線法這種方法以不同高程壩坡面與地面的交點獲得坡腳線。在地形圖上確定土壩的坡腳線，是用已知高程的壩坡面（為一條平行于壩軸線的直線），求得它與壩軸線間的距離，獲得坡腳點。平行線法測設坡腳線的原理與此相同，不同的是由距離（平行控制線與壩軸線的間距為已知）求高程（壩坡面的高程），而后在平行控制線方向上用高程放樣的方法，定出坡腳點。

3.3 邊坡放樣壩體被腳放出后，就可填土筑壩，為了標明上料填土的界線，每當壩體升高1m左右，就要用樁（稱為上料樁）將邊坡的位置標定出來。標定上料樁的工作稱為邊坡放樣。

3.4 坡面修整。大壩填筑至一定高度且坡面壓實后，還要進行坡面的修整，使其符合設計要求。此時可用水準儀或全站儀按測設坡度線的方法求得修坡量（削坡或回填度）。

4、水利施工混凝土壩的施工控制測量

混凝土壩按其結構和建筑材料相對土壩來說較為復雜，其放樣精度比土壩要求高。施工平面控制網一般按兩級布設，不多于三級，精度要求最末一級控制網的點位中誤差不超過±10mm。

4.1 基本平面控制網。基本網作為首級平面控制，一般布設成三角網，并應盡可能將壩軸線的兩瑞點納入網中作為網的一條邊。根據建筑物重要性的不同要求，一般按三等以上三角測量的要求施測，大型混凝土壩的基本網兼作變形觀測監測網，要求更高，需按一、二等三角測量要求施測。為了減少安置儀器的對中誤差，三角點一般建造混凝土觀測墩，并在墩頂埋設強制對中設備，以便安置儀器和視標。

4.2 壩體控制網。混凝土壩采取分層施工，每一層中還分跨分倉（或分段分塊）進行澆筑。壩體細部常用方向線交會法和前方交會法放樣，因此，壩體放樣的控制網――定線網，有矩形網和三角網兩種，前者以壩軸線為基準，按施工分段分塊尺寸建立矩形網，后者則由基本網加密建立三角網作為定線網。①矩形網直線型混凝土重力壩分層分塊示意圖，以壩軸線為基準布設的矩形網，它是由若干條平行和垂直于壩軸線的控制線所組成，格網尺寸按施工分段分塊的大小而定。②三角網由基本網的一邊加密建立的定線網，各控制點的坐標（測量坐標）可測算求得。但壩體細部尺寸是以施工坐標系船歲為依據的，因此應根據設計圖紙求其得施工坐標系原點的測量坐標和坐標方位角，換算為便于放樣的統一坐標系統。

4.3 高程控制分兩級布設，基本網是整個水利樞紐的高程控制。視工程的不同要求按二等或三等水準測量施測，并考慮以后可用作監測垂直位移的高程控制。作業水準點或施工水準點，隨施工進程布設，盡可能布設成閉合或附合水準路線。作業水準點多布設在施工區內，應經常由基本水準點檢測其高程，如有變化應及時改正。

5、水利施工混凝土重力壩壩體的立模放樣測量

5.1 坡腳線的放樣基礎清理完畢，可以開始壩體的立模澆筑，立模前首先找出上、下游壩坡面與巖基的接觸點，即分跨線上下游坡腳點。

5.2 直線型重力壩的立模放樣在壩體分塊立模時，應將分塊線投影到基礎面上或已澆好壩坡腳放樣示意圖的壩塊面上，模板架立在分塊線上，因此分塊線也叫立模線，但立模后立模線被覆蓋，還要在立模線內側彈出平行線，稱為放樣線，用來立模放樣和檢查校正模板位置。放樣線與立模線之間的距離一般為0.2～0.5m。①全站儀坐標法；②前方交會（角度交會）法。全站儀坐標法簡易方便，放樣速度也較快，但往往受到地形限制，或因壩體澆筑逐步升高，擋住視線不便放樣，因此實際工作中可根據條件把全站儀坐標法和角度交會法結合使用。

5.3 拱壩的立模放樣。放樣數據計算時，應先算出各放樣點的施工坐標，而后計算交會所需的放樣數據。①放樣點施工坐標計算；②交會放樣點的數據計算；③混凝土澆筑高度的放樣模板立好后，還要在模板上標出澆筑高度。其步驟一般在立模前先由最近的作業水準點（或鄰近已澆好壩塊上所設的臨時水準點）在倉內酗設兩個臨時水準點，待模板立好后曲腦時水準點按設計高度在模板上標出若干點，并以規定的符號標明，以控制澆筑高度。

6、結束語

總之，水利施工測量是前提，是基礎，具有十分重要的意義。水利施工測量數據存在問題，將會嚴重影響工程的施工質量，繼而影響工程的實際使用效果，甚至引發極為嚴重的安全事故。所以，進行水利施工測量時，施測人員應該嚴格按照相關標準操作，以保證測量數據的準確性和有效性，確保水利工程的施工得以正常開展、順利開展。