淺述南水北調中線滎陽段Ⅱ標的渠道工程測量

王俊超 吳占虎

【摘要】渠道是線狀引水工程，它包括渠首、渠道、渡槽、倒虹吸、涵洞、節制分水閘、橋等一系列配套建筑物。渠道工程測量要把這些建筑物的中心線及平面位置和特征高程按一定的標準和精度放樣出來，為渠道施工提供充分的依據和保障。本文對渠道的施工控制網、縱橫斷面測量、施工放樣、土石方計算和等方面對渠道工程測量進行闡述。

【關鍵詞】渠道工程測量；控制測量；地形測量；施工放樣；工程量計算

1、概述

渠道是線狀引水工程，它包括渠首、渠道、渡槽、倒虹吸、涵洞、節制分水閘、橋等一系列配套建筑物。渠道工程測量首先是依據測量規范，按照設計施工圖紙，在地面上放樣出建筑物中心線及平面位置，并測出縱、橫斷面和地形圖，繪制縱橫斷面圖，在圖上繪出設計線；然后，計算工程量，作為施工、施工方案制定和工程量結算的依據。渠道施工測量的目的是要把建筑物的中心線及平面位置和特征高程按一定的標準和精度放樣出來，并在施工過程中按照規范的標準進行檢測和質量控制。

2、工程概況

南水北調中線滎陽段工程施工Ⅱ標：起點樁號XYD10+000，終點樁號XYD23+972.89，工程包括長13.973km的渠道及沿線布置的各類建筑物19座，包括：枯河倒虹吸，1座渠渠交叉建筑物，1座分水口門，10座公路橋，6座生產橋。渠道起點與終點設計流量265m3/s，加大流量320m3/s，起點渠底高程111.712m，設計渠水位高程119.236m；終點渠底高程110.999m，設計渠水位高程118.00m，設計水頭差為0.721m，設計縱坡為1∶23000。渠道過水斷面為梯形，設計底寬為18m，渠道過水斷面邊坡坡度為1：2。

本工程區附近有京珠、連霍、西南繞城高速公路、107國道、310國道，枯河倒虹吸右岸約2km處有滎陽～北邙的省道S232，交通運輸條件較好。

3、控制測量

3.1 施工控制網的布設。施工測量控制網的布設主要滿足滎陽Ⅱ標施工控制測量和施工期的測量放樣。由于工程施工范圍為狹長區域，施工測量控制網又必須覆蓋整個施工區域，狹長的測量控制網包含有許多不利因素。為加強控制網的精度、滿足施工測量的精度要求、保證測量成果的準確性，施工控制網布設采用GPS常規網。

3.2 選點和標石埋設。首先組織技術人員進行現場選點并埋設加密控制點混凝土觀測墩。GPS點和水準點的點位選擇在距渠道開挖線外側2.0m～3.5m處，點位選擇符合技術要求，有利于使用其他測量方法進行聯測。 其中GPS點被測衛星的地平高度角大于15°；點位遠離大功率無線點發射源，其距離不小于200m，并遠離高壓輸電線，其距離不小于50m。

3.3 控制測量。控制測量嚴格按照相應規范及作業依據的要求，外業觀測選擇最佳觀測時間，采用D級GPS靜態測量作業方式進行施測。按D級GPS靜態測量要求完成41個測段75個點次靜態測量，數據處理和網平差采用Trimble公司TGO1.6商用GPS軟件。高程控制測量執行《國家三、四等水準測量規范》，根據測區已知高程控制點情況采用DSZ2水準儀配合雙面木質尺按三等水準測量要求施測，使用掌上電腦記錄，觀測過程中各項限差嚴格按規范的規定執行。

4、地形圖測量

由于施工區域為帶狀狹長區域，可以直接利用施工控制網點進行地形測量。

采用GPS結合全站儀進行地形測量。架設一臺基準站，利用三臺移動站對施工區域內的渠道及各個構筑物的局部地形進行測繪。對于一些地形低洼的地區，由于GPS信號較弱，可采用GPS基準站架設在未知點進行建站，這樣可以直接架設在低洼地形附近，增加基站信號的發射強度，靈活運用RTK進行局部測繪。連接GPS或者全站儀與計算機之間的數據傳輸電纜；設置超級中端的通訊參數與儀器的通訊參數一致。

5、縱橫斷面測量

本工程包括了枯河倒虹吸，1座渠渠交叉建筑物，1座分水口門，10座公路橋，6座生產橋等多個分項工程，縱、橫斷面測量工作量大、工期緊、精度要求高。若采用常規的測量方法，很難保證測繪成果質量。

原始地面的縱橫斷面圖可以利用Cass7.1軟件在原始地形圖中直接切得。施工期和竣工的縱橫斷面圖采用GPS-RTK 技術，只需按著要測的斷面參數結合儀器上所顯示的數據進行縱橫斷面測量放樣、收方。

6、施工放樣

施工放樣是與工程施工密切相關的。只有在現場放線位置合適、測量數據精確的基礎上才能保證施工的正常快速進行。施工放樣開始之前，應查閱工程設計圖紙、收集施工區平面與高程控制成果，了解設計要求與現場施工需要，對設計圖紙中有關數據和幾何尺寸，認真進行校核，確認無誤后方可作為放樣依據。

在控制點上設站，記錄員根據測站點和擬放樣點坐標反算出測站點至放樣點的距離和方位角。觀測員轉動儀器至第一個放樣點的方位角，指揮司鏡員移動棱鏡至儀器視線方向上，測量平距D。計算實測距離D與放樣距離D°的差值：ΔD=D-D°，指揮司鏡員在視線上前進或后退ΔD。重復過程7，直到ΔD小于放樣限差。檢查儀器的方位角值，棱鏡汽泡嚴格居中。測量并記錄現場放樣點的坐標和高程，與理論坐標比較檢核。確認無誤后在標志旁加注記。

7、工程量計算

工程量的計算我們一般采用Excel表格和南方CASS7.0生成的斷面圖相結合所生成的。將設計標準斷面圖放置在渠道橫斷面各里程樁的渠底高程線上，然后用面積查詢得出開挖面積和填方面積。將相鄰的兩個里程樁的開挖面積或填方面積，用算術平均值乘以相鄰的兩個里程樁間的長度，即得到該段土方開挖及回填方量。在計算土方時，如果相鄰兩橫斷面中，一為挖方，而另一為填方，則中間必有一點既不挖也不填的零點。即地面線與渠底設計線的交點就是零點。

8、結束語

南水北調中線滎陽段Ⅱ標的渠道工程測量方法在南水北調工程的渠道施工測量中具有典型性，特別是對于在狹長帶狀區域布設施工控制網和施工放樣方法特供了很好的借鑒。

參考文獻：

[1]孫紅軍，王晶.淺談渠道測量的工作步驟[J].水利天地，2008，（4）.

[2]工程測量[I].測繪出版社，2009，978-7-5030-1927-2.