引漢濟渭調水工程高程控制網(wǎng)復測成果質量分析評價

王寧

（陜西省水利電力勘測設計研究院測繪分院陜西西安710002）

引漢濟渭調水工程高程控制網(wǎng)復測成果質量分析評價

王寧

（陜西省水利電力勘測設計研究院測繪分院陜西西安710002）

本文以引漢濟渭調水工程高程控制網(wǎng)復測為例，敘述了復測網(wǎng)形優(yōu)化及觀測過程，外業(yè)觀測高差的檢驗與平差精度指標，復測與首期高程成果比較分析，評價復測成果的質量，驗證復測的必要性。

引漢濟渭工程；復測；成果質量；分析評價

1 項目概況

引漢濟渭調水工程是將陜西省陜南漢江流域調水至秦嶺北側的渭河流域關中地區(qū)，解決關中地區(qū)水資源短缺，改善渭河流域生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)陜西省境內水資源優(yōu)化配置，是促進關中地區(qū)和全省經(jīng)濟社會發(fā)展的跨流域調水工程。

為了滿足引漢濟渭調水工程規(guī)劃設計與施工建設的需要，2010年3月～9月在整個工程區(qū)域各個施工建筑物位置（包括：黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐、秦嶺隧洞1#～7#施工支洞口及出口）建造水準點，建立二等水準高程控制網(wǎng)并完成了首期觀測，時隔5年后于2015年3月～5月再次對該網(wǎng)進行了復測，其目的是為了檢驗水準點的穩(wěn)定性，確保工程建設的高程基準安全。

2 復測技術方案

2.1 網(wǎng)形優(yōu)化

本次復測時，黃三公路大坪隧道已經(jīng)貫通，因此，本次復測技術方案對2010年建網(wǎng)的網(wǎng)形進行了局部優(yōu)化，復測網(wǎng)形去掉了Ⅱ周西25（佛坪縣境內貓兒梁）經(jīng)洋縣金水鎮(zhèn)至Ⅱ周西39水準路線，縮短了水準路線長度；在大河壩鎮(zhèn)重新埋設水準結點ⅡDHBJ1，構成的復測高程控制網(wǎng)形如圖1所示。

2.2 高程網(wǎng)起閉水準點

高程控制網(wǎng)起閉水準點仍采用建網(wǎng)的起算點起算，詳況如下：

（1）秦嶺北側周至縣境內的國家一等水準（永樂環(huán)線）Ⅰ永漢40水準點作為高程控制網(wǎng)的起閉點之一，并以Ⅰ永漢35水準點作為校標點；

（2）建網(wǎng)時采用的秦嶺南側西鄉(xiāng)縣境內的國家一等水準（漢光線）Ⅰ漢光20基水準點丟失，故本次復測采用Ⅰ漢光19水準點作為高程控制網(wǎng)的起閉點之一，并以度誤差、正常水準面不平行性、重力異常等3項改正；在主水準線路下聯(lián)測的各個建筑物區(qū)的水準線路測段高差僅施加了標尺長度誤差改正和正常水準面不平行性改正，未進行重力異常改正。

圖1 基礎高程結點網(wǎng)圖

3 外業(yè)觀測高差數(shù)據(jù)驗算與平差精度

3.1 外業(yè)觀測高差數(shù)據(jù)驗

復測高程控制網(wǎng)共有238個測段，其測段往返測高差不符值均小于規(guī)范要求，其中：小于1/3限差有205個測段計840.4km，優(yōu)級測段里程占總里程的74.9%，在1/2～1/3限差之間有32個測段計283.0km，良級測段里程占總里程的25.1%。經(jīng)統(tǒng)計計算：每千米水準測量偶然中誤差為±0.48mm，小于規(guī)范允許值±1.0mm的精度要求。

復測高程網(wǎng)中，形成的I永漢40至I漢光19、I漢光19至I漢光34、I永漢40至I漢光34等三條附合水準路線高程閉合差，均小于二等水準測量允許的高程閉合差，詳見下表2所示。計算每千米水準測量全中誤差為±1.09mm，小于規(guī)范允許值± 2.0mm的精度要求。

說明外業(yè)觀測高差數(shù)據(jù)均符合二等水準測量要求，可進行高程網(wǎng)數(shù)據(jù)處理。

3.2 高程控制網(wǎng)平差

平差高程網(wǎng)平差采用I永漢40、I漢光34、I漢光19等3個國家一等水準點作為起算點，平差軟件采用清華山維公司研制的“NASEW智能網(wǎng)平差系統(tǒng)”，將整個工程區(qū)域經(jīng)改正后的水準測段高差統(tǒng)一構成二等結點整體網(wǎng)。高程控制網(wǎng)平差后主要精度：最弱點（BM207）的高程中誤差±8.6mm，滿足《水利水電工程施工測量規(guī)范》SL52-2013的規(guī)定，即最末級高程控制點相對于首級高程控制的高程中誤差（混凝土建筑物）應不超過± 10mm。

表1 校標點檢測精度統(tǒng)計表

表2 附合水準路線高程閉合差統(tǒng)計表

表3 Ⅱ周西25～Ⅱ周西41區(qū)段觀測長度與高差對比統(tǒng)計表

表4 Ⅱ周西25～Ⅱ周西41區(qū)段觀測長度與高差對比統(tǒng)計表

綜上所述，本次高程控制網(wǎng)測量精度滿足規(guī)范的要求，其復測高程成果準確、可靠。

4 復測成果對比分析

4.1 復測與首期高程成果的數(shù)據(jù)對比計算

高程控制網(wǎng)復測完成后，將復測與首期高程成果的數(shù)據(jù)對比計算其差值，依據(jù)復測技術設計書要求，其兩期測量的高程之差△Hi的限差按下式（4.1.1-1）計算：

式中：m1——為高程點首期測量的高程中誤差，mm；

m2——為高程點本期復測的高程中誤差，mm。

依次進行復測與首期高程成果的數(shù)據(jù)對比計算，結果統(tǒng)計見附表1所示。

由附表1可以看出：

（1）在各個建筑物區(qū)域的水準點本次復測與首期測量高程進行比較，其差值均小于f△H，說明該區(qū)域的水準點穩(wěn)定、無沉降變化；

（2）二等周西主線水準點復測高程差值，除Ⅱ周西12～Ⅱ周西21、Ⅱ周西39～Ⅱ周西41、Ⅱ周西48點等水準點復測高差差值略大于f△H（原因分析下面另述）外，其余點復測高程差值均小于f△H。

4.2 水準點的復測高程差值超限原因分

4.2.1 關于Ⅱ周西12～Ⅱ周西21區(qū)段8個水準點的穩(wěn)定性分析

本次復測的外業(yè)觀測時段為2015年3～4月份，首期測量的外業(yè)觀測時段為2010年7～8月份，兩期外業(yè)觀測期間溫差較大，而測段高差均未考慮溫度改正。溫度改正的影響值。溫度改正數(shù)δt為：

δt=∑[(t-t0)·α·h]。

式中：t——標尺溫度，單位：℃；t0——標尺長度檢定溫度，單位：℃；α——標尺銦瓦帶膨脹系數(shù)，1.3×10-6mm/(m·℃)；h——測溫時段中的測站高差，單位：m。

2010年觀測時段7～8月份秦嶺山區(qū)平均氣溫取25℃時，2015年觀測時段3～4月份秦嶺山區(qū)平均氣溫取15℃時，秦嶺北側周至縣境內I永漢40至秦嶺封頂Ⅱ周西15的區(qū)段高差達1270m，兩期觀測高差因溫度差影響的改正數(shù)為：

δt=10×1270m×1.3×10-6=16.5mm

綜合上所述數(shù)據(jù)分析認為，該區(qū)段水準點兩期高程較差大于f△H的主要原因是未溫差改正的影響，如果加上溫差改正數(shù)，那么，該區(qū)段水準點的高程較差就小于f△H，因此，說明Ⅱ周西12、Ⅱ周西14、Ⅱ周西15、Ⅱ周西17、Ⅱ周西18、Ⅱ周西19、Ⅱ周西20、Ⅱ周西21等8個水準點應該是穩(wěn)定的、無沉降變化。4.2.2關于Ⅱ周西40、Ⅱ周西41等2個水準點穩(wěn)定性的分析。

（1）Ⅱ周西25～Ⅱ周西39區(qū)段路線

首期觀測從Ⅱ周西25（貓兒梁）沿G108國道經(jīng)金水鎮(zhèn)至Ⅱ周西39（良心溝）；復測時，大坪隧道已經(jīng)貫通，其觀測路線是從Ⅱ周西25（貓兒梁）沿佛坪至石泉省道經(jīng)金水鎮(zhèn)后，穿越大平隧道至Ⅱ周西39（良心溝），兩期高差觀測路線走向、長度、測站數(shù)等相差較大，如右圖2所示。

圖2 Ⅱ周西25～Ⅱ周西41區(qū)段路線圖

圖3 Ⅱ周西48沉降關系圖

（2）Ⅱ周西39～Ⅱ周西40區(qū)段路線

首期觀測從Ⅱ周西39開始，路線繞行黃金峽水庫樞紐區(qū)連測水準點后至Ⅱ周西40；復測時，其觀測路線是從Ⅱ周西39直接至Ⅱ周西40，如圖2所示。因此，兩期高差觀測路線走向、長度、測站數(shù)相差也較大。由此帶來高差之較差偏大，如表3所示，應該說是復測高差優(yōu)于首期觀測高差，也可以認為Ⅱ周西40、Ⅱ周西41等2個水準點是穩(wěn)定的、無沉降變化。4.2.3關于Ⅱ周西48點的穩(wěn)定性的分析判斷

（1）測段高差分析

統(tǒng)計對比Ⅱ周西45～Ⅱ周西49區(qū)段觀測長度與高差如下表4所示。

（2）依據(jù)Ⅱ周西45～Ⅱ周西48、Ⅱ周西48～Ⅱ周西49等2個測段首期觀測及本次復測高差，建立沉降矢量關系圖如圖3所示，由此分析認為：Ⅱ周西48水準點發(fā)生沉降變化。

5 結語

對重大飲水工程-引漢濟渭工程高程控制網(wǎng)復測是十分必要的。

（1）本次引漢濟渭調水工程高程控制網(wǎng)復測，優(yōu)化了網(wǎng)形，對丟失和破壞的水準點重新埋設標石，又在黃（金峽）三（河口）隧洞1#、2#、3#、4#等4個支洞口布設了隧洞施工貫通洞外水準點，納入復測水準路線統(tǒng)一進行觀測和數(shù)據(jù)處理，這不僅是確保了整個工程高程基準的統(tǒng)一，而且更重要的是檢驗了工程各個建筑物處水準點基準的穩(wěn)定性。

（2）復測高程與首期高程差值對比，有3個區(qū)段內個別水準點的差值略大于允許限差，通過分析變化原因，驗證復測成果的質量，為復測成果的使用提供可靠的依據(jù)。陜西水利

（責任編輯：暢妮）

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