某航電樞紐工程施工控制網(wǎng)建設(shè)技術(shù)

沈家海，鄒云龍

（中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

1 工程概況

某航電樞紐是以航運(yùn)為主兼有發(fā)電等綜合利用工程，總庫容約3.44億m3，正常蓄水位以下庫容1.36億m3。建設(shè)規(guī)模為正常蓄水位18 m，通航標(biāo)準(zhǔn)為Ⅲ級航道標(biāo)準(zhǔn)，Ⅲ級船閘2座，徑流式電站2座，總裝機(jī)容量12.6 MW。該工程分為東大河工程和西大河工程，東大河工程先行施工，施工內(nèi)容為導(dǎo)流明渠、圍堰、船閘、電站廠房、泄水閘（12孔）、魚道、兩岸連接土壩、航標(biāo)工程、壩頂公路橋、金屬結(jié)構(gòu)（含啟閉設(shè)備）安裝及配套工程設(shè)施。

交樁控制點(diǎn)有P130、2245、2103三個(gè)平高共用點(diǎn)，其與壩軸線平面位置見圖1所示。

圖1 控制網(wǎng)平面布置圖Fig.1 Plan layout of the control network

2 施工控制網(wǎng)設(shè)計(jì)

2.1 交樁控制點(diǎn)踏勘

踏勘P130、2245、2103三個(gè)控制點(diǎn)現(xiàn)場，控制點(diǎn)標(biāo)識(shí)清晰穩(wěn)固。通過控制點(diǎn)標(biāo)識(shí)信息，判定P130高程等級高于2245、2103。

2.2 控制網(wǎng)網(wǎng)形設(shè)計(jì)

由圖1可見，交樁控制點(diǎn)在施工區(qū)域外，需要對交樁控制網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展建成施工控制網(wǎng)[1]，以P130和2245、2103為基準(zhǔn)，按照“兼顧施工控制、兼顧施工監(jiān)控、兼顧施工放樣”的原則進(jìn)行施工控制網(wǎng)設(shè)計(jì)。

1）在壩軸線往上游約1 km、遠(yuǎn)離岸線約1 km的位置，各選擇1個(gè)測點(diǎn)，點(diǎn)名ID01、IX01，與交樁控制點(diǎn)P130、2245和2103組成施工控制網(wǎng)框架。

2）在西大河河岸找到1個(gè)標(biāo)識(shí)清晰穩(wěn)固的點(diǎn)，點(diǎn)名2092，可以作為河岸枯水期、豐水期變形監(jiān)測點(diǎn)。

3）在沙洲上選擇點(diǎn)名FW01、JM01的2個(gè)點(diǎn)，作為施工測量點(diǎn)。

2.3 測量精度等級選擇

根據(jù)水電樞紐工程的分等指標(biāo)[2]中的“水庫總庫容”指標(biāo)，確定本工程等別為二等，分等指標(biāo)如表1所示。

表1 水電樞紐工程的分等指標(biāo)Table 1 The classification index of hydro-power junction project

根據(jù)二等工程等別，確定施工控制網(wǎng)平面采用二等控制網(wǎng)精度，高程采用三等水準(zhǔn)網(wǎng)精度[3-4]。

2.4 外業(yè)觀測和內(nèi)業(yè)解算

平面控制網(wǎng)，外業(yè)數(shù)據(jù)采用GNSS接收機(jī)靜態(tài)測量方法進(jìn)行采集，內(nèi)業(yè)解算采用GNSS設(shè)備隨機(jī)軟件Pinnacle V1.07計(jì)算。

高程控制網(wǎng)，外業(yè)數(shù)據(jù)采用全站儀三角高程觀測方法[5-6]進(jìn)行采集，內(nèi)業(yè)解算采用科傻Codaps軟件計(jì)算。

2.5 控制網(wǎng)成果檢測

1）邊長檢測

用全站儀（標(biāo)稱精度：測角1″、測距（1+1.5D）mm，D為測量距離，km）測量某邊的往、返測水平邊長，取均值與控制點(diǎn)平面坐標(biāo)反算平距進(jìn)行比較。

2）高差檢測

采用幾何水準(zhǔn)測量方法，按照三等水準(zhǔn)精度測量某測段高差，與控制點(diǎn)高差進(jìn)行比較。

2.6 點(diǎn)位埋設(shè)

挖掘一個(gè)1 m深、底部0.6 m寬的坑，坑頂挖出排水通道避免雨季積水，將4根φ22 mm長0.8 m螺紋鋼筋部分打入坑底，4根鋼筋呈外八字分布，然后在干燥的土坑中澆筑混凝土并埋置專用測量標(biāo)志。

3 控制網(wǎng)外業(yè)測量

3.1 平面觀測

共有4臺(tái)GNSS接收機(jī)（標(biāo)稱精度：平面（3+0.5d）mm、高程（5+0.5d）mm，d為基線長度，km）采集靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)，同步觀測時(shí)間2 h，GNSS測量網(wǎng)形見圖2。

圖2 GNSS觀測網(wǎng)形圖Fig.2 The net diagram of GNSS observation

3.2 高差觀測

高差觀測先以P130做閉合高程路線，然后往FW01、JM01、2092、ID01、IX01 觀測，高差觀測路線見圖3。

圖3 高差觀測路線示意圖Fig.3 The schematic diagram of route in height difference observation

4 控制網(wǎng)內(nèi)業(yè)解算

4.1 起算基準(zhǔn)的選擇

1）平面起算基準(zhǔn)點(diǎn)

采用無約束平差方法解算GNSS靜態(tài)數(shù)據(jù)，比較坐標(biāo)反算距離與實(shí)測距離，按照“邊長相對中誤差≤1/150 000”擇優(yōu)選擇，邊長檢測信息見表2，選擇P130、2245作為控制網(wǎng)平面約束點(diǎn)。

表2 交樁控制網(wǎng)邊長檢測Table 2 The side check of the cross-pile control net

2）高程起算基準(zhǔn)點(diǎn)

P130高程等級高，以P130為高程起算點(diǎn)。

4.2 平面數(shù)據(jù)解算

1）數(shù)據(jù)預(yù)處理

用TEQC軟件，將GNSS觀測數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成RINEX標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)文件。

2）重復(fù)基線檢驗(yàn)

式中：a為相應(yīng)等級控制網(wǎng)的固定誤差，取5 mm；

b為相應(yīng)等級控制網(wǎng)的比例誤差系數(shù)，取2 mm/km；

s為重復(fù)基線的均值，km。

3）環(huán)閉合差檢驗(yàn)

同步環(huán)檢驗(yàn)的閉合差應(yīng)符合：

異步環(huán)檢驗(yàn)的閉合差應(yīng)符合：

式（2）、式（3）中 δ同式（1），n取3。

4）控制點(diǎn)平面成果解算

用Pinnacle軟件，在地方坐標(biāo)系下，約束P130、2245兩點(diǎn)，解算其余控制點(diǎn)平面坐標(biāo)值。

4.3 高程數(shù)據(jù)解算

使用科傻地面平差軟件對高差觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行平差，以P130為起算點(diǎn)，按照閉合水準(zhǔn)路線進(jìn)行平差得各控制點(diǎn)高程值。

5 控制網(wǎng)成果檢測

5.1 邊長檢測

增加臨時(shí)點(diǎn)名JM02、JM03，共形成3條邊長，檢測邊在控制網(wǎng)中分布見圖4，邊長檢測信息見表3。

圖4 檢測邊在控制網(wǎng)中分布圖Fig.4 The distribution map of the checked side in the control net

表3 邊長檢測信息一覽表Table 3 The list of the checked side length information

5.2 高差檢測

測段2092-IX01的高差檢測成果見表4。

表4 測段2092-IX01高差檢測信息一覽表Table 4 The list of the checked height difference for levelling section 2092-IX01

6 結(jié)語

本工程施工控制網(wǎng)建設(shè)是在交樁控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上，為滿足施工測量需要進(jìn)行的同級拓展，通過檢測某測段高差和不同位置邊長的方法來驗(yàn)證控制網(wǎng)成果質(zhì)量。檢測結(jié)果表明，施工控制網(wǎng)滿足要求。

水利水電工程建設(shè)周期長、施工監(jiān)測要求高，施工控制網(wǎng)為工程提供精準(zhǔn)的平面和高程值，保證在建工程各工序以及后期西大河工程與在建東大河工程的位置一致性，為工程施工質(zhì)量打下良好基礎(chǔ)。