施工控制網(wǎng)在水利工程中的優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

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摘要：水利工程是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程，其施工中受到環(huán)境的影響最為深刻，因此測(cè)放工作的展開就顯得尤為重要。在測(cè)放工程中，施工控制網(wǎng)的精度又對(duì)水利工程的建設(shè)有著直接的影響。在此將對(duì)并對(duì)于越南地區(qū)上昆嵩水電站的本施工段為1#施工支洞及引水隧洞TBM掘進(jìn)段施工情況為例，闡述控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程，并對(duì)控制網(wǎng)的優(yōu)化提出幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：施工控制網(wǎng)；越南上昆嵩水電站水利工程；優(yōu)化

前言

隨著GPS技術(shù)的進(jìn)步，在施工控制網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段已經(jīng)基本脫離首級(jí)控制網(wǎng)的需求，通常會(huì)直接進(jìn)行圖根級(jí)控制。在進(jìn)行水利工程施工的時(shí)候要避免按照?qǐng)D測(cè)比例尺進(jìn)行施工，而是要貼合工程的測(cè)放要求和工程特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡最大可能的滿足工程要求。

一、越南上昆嵩水電站工程概況

上昆嵩水電站位于越南崑嵩省公伯隴縣的Dak Nghe江上，處在西山河流域梯級(jí)開發(fā)電站的上游地區(qū)，本次施工主要是對(duì)引水發(fā)電工程的設(shè)計(jì)及土建施工。根據(jù)地質(zhì)結(jié)果測(cè)量分析，發(fā)現(xiàn)昆嵩水電站引水隧洞的地質(zhì)條件極差，存在洞室埋深大、地應(yīng)力高、高壓涌突水等多種地質(zhì)混合，很容易發(fā)生塌方、巖爆、突涌水等地質(zhì)災(zāi)害，威脅施工人員的生命安全。施工控制網(wǎng)的運(yùn)用在對(duì)于工程的高精度測(cè)量就顯得尤為重要。

二、越南上昆嵩水電站控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案

（一）技術(shù)要求與施工精度要求

在越南昆嵩水電站工程中，本施工段的主長(zhǎng)為12.993km。根據(jù)水工隧洞開挖極限貫通誤差表的可以得出它的橫向、縱向、豎向的極限貫通誤差分別為±640km、±640km、±320km.在它的相向（單向）開挖長(zhǎng)度（含支洞）誤差分別為如下表所示。

表1 貫通中誤差分配值表

相向（單向）開挖長(zhǎng)度

（含支洞）KM誤差名稱洞外測(cè)量洞內(nèi)測(cè)量全部貫通測(cè)量

12～14橫向（mm）±200±250±320

12～14縱向（mm）±200±250±320

12～14豎向（mm）±75±100±125

根據(jù)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，洞內(nèi)采用三、四等水準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量。如下表。

表2 水準(zhǔn)測(cè)量的精度要求

水準(zhǔn)等級(jí)每公里高差中數(shù)的偶然中誤差（mm）水準(zhǔn)等級(jí)每公里高差中數(shù)的偶然中誤差（mm）

3±34±5

因?yàn)闄M向貫通以及豎向貫通誤差會(huì)對(duì)隧洞貫通造成影響，因此只對(duì)橫豎向貫通誤差進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)槎磧?nèi)在沒(méi)有貫通前都屬于支導(dǎo)線，為了方便計(jì)算，橫向貫通誤差可以看做是支導(dǎo)線的點(diǎn)位誤差。

1.估算過(guò)程

本洞全長(zhǎng)（12993m）分別采用300m、400m、500m、600m的邊長(zhǎng)進(jìn)行估算如下：

根據(jù)公式：

本洞邊長(zhǎng)300m：

=245.68mm

本洞邊長(zhǎng)400m：

=213.92mm

本洞邊長(zhǎng)500m：

=190.99mm

本洞邊長(zhǎng)600m：

=176.56mm

通過(guò)上面的計(jì)算，600米的邊長(zhǎng)和水工隧洞12-14KM的貫通誤差相接近，因此如果洞內(nèi)的能見(jiàn)度如果允許，可以選擇600米的洞內(nèi)導(dǎo)線邊長(zhǎng)，保證施工的要求。

2.豎向貫通誤差估算

本次估算本洞，根據(jù)公式：

本洞：

mh=25.49<60

注：本洞的長(zhǎng)度12.993km因考慮需往返測(cè)，故路線按增加一倍計(jì)算。

所以，采用四等水準(zhǔn)可以滿足豎向貫通誤差的要求。故采用三、四等水準(zhǔn)測(cè)量。

（二）平面點(diǎn)的布設(shè)

1.考慮方便施工放樣，將洞外控制點(diǎn)布置在洞口附近，根據(jù)地理?xiàng)l件，在適合的位置埋設(shè)標(biāo)點(diǎn)，盡量能與洞外三個(gè)首級(jí)控制點(diǎn)通視。埋標(biāo)方法如下：將30cm×30cm、厚10mm的鋼板在四邊角下邊焊40cm長(zhǎng)的螺紋鋼筋4根，埋設(shè)在混凝土地面中。在埋設(shè)標(biāo)點(diǎn)上的鐵板中心焊接帶有十字花的螺紋鋼筋，鐵板上澆筑10cm混凝土，并在外表面刷上紅色油漆。然后按三等平面控制外、內(nèi)業(yè)要求施測(cè)標(biāo)點(diǎn)坐標(biāo)。施測(cè)選擇在適合的天氣情況下進(jìn)行。

2.洞內(nèi)控制點(diǎn)埋設(shè)，采用電動(dòng)沖擊鉆在洞底板開挖后較完整的巖基面上打孔，孔徑25mm，孔深20～30cm，然后將30～35cm長(zhǎng)的同徑鋼筋插入孔內(nèi)裝入錨固劑并用鐵錘打?qū)崳娩撲徳阡摻铐斆驿徥植郏鳛闃?biāo)點(diǎn)中心。制作完成后可進(jìn)行洞內(nèi)導(dǎo)線測(cè)量。

（三）施測(cè)方法

1.水平角觀測(cè)

（1）計(jì)算左角和右角的閉合差

（2）計(jì)算導(dǎo)線方位角的閉合差：

水平角觀測(cè)遵循下列規(guī)定：

①需要確保成像清楚和穩(wěn)定，這樣才能觀測(cè)。在晴好天氣的日出時(shí)刻、日落時(shí)刻和中午前后，如果成像非常模糊，不能進(jìn)行觀測(cè)。

②在觀測(cè)中，要確保儀器和外界環(huán)境溫度保持一致才可以。

③在旋轉(zhuǎn)儀器時(shí)，要保持平穩(wěn)和勻速；不能過(guò)度擰緊制動(dòng)螺旋；要采用微動(dòng)螺旋的中間部位。當(dāng)目標(biāo)精確對(duì)準(zhǔn)時(shí)，要旋動(dòng)微動(dòng)螺旋。

④在測(cè)量時(shí)，儀器的偏移值不能超過(guò)一格。如果偏移值和限值接近時(shí)，要整平儀器。

2.測(cè)距觀測(cè)

水平角觀測(cè)結(jié)束后，進(jìn)行測(cè)距觀測(cè)。

測(cè)距遵循下列規(guī)定：

（1）經(jīng)過(guò)氣象、加乘常數(shù)改正后的斜距，才能化為水平距。

（2）測(cè)距邊的氣象改正按儀器說(shuō)明書給出的公式計(jì)算。

（3）測(cè)距邊的加、乘常數(shù)改正應(yīng)根據(jù)儀器檢定的結(jié)果計(jì)算。

（4）測(cè)距儀等級(jí)1級(jí)，測(cè)距測(cè)回?cái)?shù)2。一次照準(zhǔn)后，四次測(cè)距。

測(cè)距邊長(zhǎng)經(jīng)過(guò)氣象改正后的水平距，根據(jù)業(yè)主單位提成果使用說(shuō)明：

按下式歸算到洞線平均高程面700m。

D0

3.高程測(cè)量

采用NA2型水準(zhǔn)儀（每公里往返測(cè)高程精度0.7mm）和紅、黑雙面尺進(jìn)行三等高程測(cè)量。

要在標(biāo)尺成像清楚穩(wěn)定的情況下進(jìn)行水準(zhǔn)觀測(cè)，要使用尺撐對(duì)水準(zhǔn)尺進(jìn)行固定，不能使用手扶進(jìn)行替代。要放置好尺墊，避免發(fā)生碰撞，在需