水電站施工控制網(wǎng)的技術設計和測量

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1、水電站施工控制網(wǎng)的技術設計和測量1前言　　四川是我國水電資源大省，尤其是川西地區(qū)水電資源十分豐富，但該地區(qū)河流均為峽谷河流，流量較小，而落差很大，普遍以隧洞引水式電站進行開發(fā)。由于工程施工范圍為狹長區(qū)域，施工測量控制網(wǎng)又必須覆蓋整個施工區(qū)，狹長的測量控制網(wǎng)包含有許多不利因素，如誤差傳遞路線較長、最弱點精度較差、點位精度難以控制。在狹長地帶布設普通精度的控制網(wǎng)（如四、五等三角網(wǎng)和三、四等光電測距導線等），已有比較豐富的經(jīng)驗，但布設高精度控制網(wǎng)的實踐經(jīng)驗還不多。2工程及測區(qū)概況　　福堂水電站位于四川省阿壩藏族羌族自治州汶川縣境內(nèi)

2、的岷江上游，是一座低閘引水式電站，閘高約30m，引水隧洞為有壓隧洞，長度約20km，總裝機容量為36萬kW，地面廠房安裝4臺機組。工程總體布置由閘壩（包括泄洪閘、排沙閘和隧洞進水閘）、引水隧洞、10個施工支洞、調(diào)壓井、壓力管道和廠房等建筑物組成。　　測區(qū)兩岸山坡地形陡峭，攀登極為困難。高壓輸電線也較多，高壓輸電線塔桿的位置一般都是地形較好的位置，給施工控制網(wǎng)選點工作造成極大的困難，同時也會嚴重影響電磁波測距精度和GPS測量精度。測區(qū)氣候惡劣，上午有霧，午后有大風，觀測時間較短，嚴重影響測量精度和進度。3網(wǎng)型設計　　該水電站引

3、水隧洞長約20km，施工支洞多達10個，引水隧洞之長、樞紐范圍之大是國內(nèi)罕見的。由于施工測量控制網(wǎng)控制范圍太大，控制網(wǎng)的等級必須選擇為二等才能滿足施工測量的精度要求。因受地形條件和測區(qū)困難程度的限制，布設三角網(wǎng)和邊角網(wǎng)均有相當大的困難，受圖形條件的限制，三角網(wǎng)和邊角網(wǎng)的點位必然要設置在很高的地方，不便于工程施工放樣測量，布設二等光電測距導線又滿足不了施工測量的精度要求，且缺乏檢驗條件，不能保證測量成果的準確性，因此采用邊角混合網(wǎng)形式布網(wǎng)。由于測區(qū)為狹長地帶，二等邊角混合網(wǎng)多是沿河布設，網(wǎng)型強度差，方位角傳遞誤差較大。而GPS

4、測量的方位角精度比較高，根據(jù)Ashtech測量型GPS接收機有關技術資料，靜態(tài)測量的方位角標稱測量中誤差為±［（0.15″＋1.5″）/L］，L為兩點間的距離。本網(wǎng)選擇的GPS邊最短為1．338km，則方位角測量的中誤差最大為±1.27″，完全可以作為二等邊角混合網(wǎng)的起算方位角。因此，采用GPS測量的方位角作為控制網(wǎng)的加強方位角（即作為起算方位角），在測區(qū)中部的FT11—FT12、廠區(qū)的FT02—FC03和壩區(qū)的FB06—FB07三對點上測量三個GPS方位角，用以控制二等邊角混合網(wǎng)的方位角精度。　　在測區(qū)內(nèi)布設二等邊角混合網(wǎng)

5、及二等水準路線作為首級的平面和高程控制網(wǎng)，其中首級平面控制網(wǎng)的主要功能是滿足和保證引水隧洞施工放樣的精度需要，并能夠利用這個網(wǎng)在廠區(qū)、壩區(qū)和各支洞口等處加密三等控制網(wǎng)，點位選擇首先應滿足工程適用?！　《染W(wǎng)共布設25個控制點，在廠、壩區(qū)和各支洞口處各布設一個由4～5個點組成的三等邊角網(wǎng)作為各施工區(qū)的施工放線用的控制網(wǎng)，其中八、九號兩支洞口相距較近，兩支洞口聯(lián)合布設一個由5點組成的三等邊角網(wǎng)?！　S區(qū)和壩區(qū)的全部控制點均采用帶有強制對中裝置的鋼筋混凝土墩標結構。為保證GPS測量的方位角具有較好的精度，作為二等邊角混合網(wǎng)的起始坐

6、標方位角的GPS方位點，其測量標志也采用鋼筋混凝土墩標結構；其他二等邊角混合網(wǎng)控制點和各支洞口的三等邊角網(wǎng)控制點則均采用普通地面標志。4擬用的測量儀器　　GPS測量擬用三臺套LeicaWILD200型雙頻GPS接收機，接收機的標稱精度為5mm＋1×D×10－6。角度測量擬用LeicaT2002電子經(jīng)緯儀，儀器標稱精度為±0.5″。距離測量擬用LeicaDI2002光電測距儀，儀器標稱精度為±（1mm＋1×D×10－6）。水準測量擬用ZeissNI002水準儀，儀器標稱精度為±（0.2～0.3）???mm／km。5控制網(wǎng)精度的

7、預期分析5.1平面控制網(wǎng)精度分析　　平面控制網(wǎng)按照兩級布設，一級網(wǎng)為二等邊角混合網(wǎng)，二級網(wǎng)為三等邊角網(wǎng)，二等邊角混合網(wǎng)由三個GPS測量的方位角作為坐標方位角條件。根據(jù)《水利水電施工規(guī)范》的規(guī)定，（非水工隧洞區(qū)）最末一級平面控制點相對于同級起始點或鄰近高一級控制點的點位中誤差應不大于±10mm；水工隧洞區(qū)按照地下洞室測量的要求布設洞外地面控制網(wǎng)，其洞外地面控制網(wǎng)貫通誤差分配為，橫向誤差±30mm～±45mm，縱向誤差±60mm～±90mm。按照測距標稱中誤差±（1mm＋1×D×10－6）及二、三等水平角測量中誤差分別為±1.0

8、″和±1．8″進行精度估算得出，廠區(qū)和閘區(qū)三等邊角網(wǎng)的最弱點點位中誤差分別為±4.77mm和±5.70mm；各相鄰支洞口控制網(wǎng)最弱點的相對點位中誤差分別為±7.86mm、±9.40mm、±5.82mm、±7.69mm、±9.61mm、±9.93mm、±13.82mm和±13.06mm，其中