水利水電工程地面測(cè)量

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1、水利水電工程地面測(cè)量河源市華建水利水電建筑工程有限公司周東森摘要：木文作者結(jié)合測(cè)量經(jīng)驗(yàn)，木文闡述了應(yīng)用GPS測(cè)量進(jìn)行水庫(kù)控制網(wǎng)改造的具體做法。關(guān)鍵詞：水電工程；測(cè)量；方法。1水利水電工程的特點(diǎn)水利水電工程一般裝機(jī)比較?。ǖ陀?000KW）,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，由攔水壩、引水洞、壓力管和廠房等組成，常處于山地、交通不便、林木茂盛通視差、高差很大之處，工程狀況比較復(fù)雜，給測(cè)量帶來(lái)比較大的麻煩。小型水利水電工程的是水頭一般在30m以上，最高的在百米左右，引水隧洞的單段洞長(zhǎng)基木小于2km,洞內(nèi)坡度0.2%,且由一個(gè)或一個(gè)以上的洞組成。因此，小型水利水電工程特殊性也就要求在進(jìn)行測(cè)量工作時(shí)，測(cè)

2、量的內(nèi)容應(yīng)包括建立平面和高程控制網(wǎng)、測(cè)繪庫(kù)區(qū)、壩址、進(jìn)出洞口（中洞）、壓力管和廠房的數(shù)字化地形圖和工程施工放樣。控制測(cè)量精度的高低就肓接影響到小型水利水電工程的建設(shè)質(zhì)量，為保證測(cè)量誤差控制在允許范圍內(nèi)，我們應(yīng)對(duì)地面控制測(cè)量在充分認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用。水電工程測(cè)量工作的主要內(nèi)容有建立平面和高程控制網(wǎng)，測(cè)繪庫(kù)區(qū)、壩址、進(jìn)出洞口（中洞）、壓力管和廠房的數(shù)字化地形圖（庫(kù)區(qū)和其他區(qū)域的比例尺一般分別為1：2000和1：500）,以及工程施工放樣。測(cè)區(qū)采用任意直角坐標(biāo)系和假定高程系，如是流域綜合開(kāi)發(fā)，可用區(qū)域內(nèi)或國(guó)家統(tǒng)一的平面和高程系統(tǒng)。2水電工程的地面控制測(cè)量2?1GPS與EDM導(dǎo)線

3、結(jié)合的方法對(duì)于高水頭的小水電工程，輸水隧洞的控制是整個(gè)工程的核心。由于小水電工程處位于山地狹谷這種特殊的位置，采用GPS測(cè)量往往受到地形條件的限制，不能直接在壩址、進(jìn)出洞口（支洞口）、廠房等關(guān)鍵位置上施測(cè)，而只能在附近山脊等開(kāi)闊處選取合適的點(diǎn)，再用EDM導(dǎo)線延伸至需要的位置上。在各施工區(qū)如壩址、洞口、廠房等處布點(diǎn)吋，每處至少應(yīng)布設(shè)2?3個(gè)點(diǎn),并使各相鄰點(diǎn)兩兩通視，最好能組成一個(gè)三角形。GPS觀測(cè)的吋間依工程對(duì)點(diǎn)位的精度要求不同而不同，一般20?30分鐘即可，檢驗(yàn)測(cè)量成果精度的方法,通常有3種：用全站儀（測(cè)距儀）測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的平距與GPS二維約束邊長(zhǎng)進(jìn)行比較（同一投影面上）；

4、用全站儀測(cè)量單角，與GPS坐標(biāo)反算角度值進(jìn)行比較；用GPS對(duì)原測(cè)點(diǎn)位在不同吋間進(jìn)行重測(cè)等方法進(jìn)行檢驗(yàn)。GPS測(cè)量的二維精度可靠，但高程精度偏低，其高程中誤差一般為±10cm,不能滿足施工要求而需重新布設(shè)一條具有四等精度的測(cè)距三角高程導(dǎo)線或水準(zhǔn)路線，這項(xiàng)測(cè)量工作特別是在交通不便的山區(qū)，工作量也是非常大的。2.2水電工程的EDM三維導(dǎo)線測(cè)距導(dǎo)線作為小水電工程的地表控制，也是非常合適的。一方面全站儀在生產(chǎn)單位已得到全面的普及，同吋它又有良好的測(cè)角、測(cè)距精度，目前2秒級(jí)全站儀每公里測(cè)距精度一般都在3+2ppm（mm）以內(nèi)，另一方面，測(cè)距導(dǎo)線選點(diǎn)的自由度大，能在所需要

5、的地方布點(diǎn)，并能一次性完成平面和高程控制測(cè)量。為提高隧洞的貫通精度，減少壩址與廠房間的控制點(diǎn)的數(shù)量，導(dǎo)線宜布設(shè)成直伸型。1）閉合導(dǎo)線：這種閉合導(dǎo)線的布設(shè)形式為狹長(zhǎng)型（如圖1）,A為進(jìn)洞口控制點(diǎn)，D為出洞口控制點(diǎn)，1、2、??????6點(diǎn)為中間點(diǎn)，單號(hào)點(diǎn)與雙號(hào)點(diǎn)各構(gòu)成一條導(dǎo)線，選點(diǎn)時(shí)，應(yīng)使1與2,3與4等兩兩相鄰的點(diǎn)間距為2m以內(nèi)，并用鋼卷尺量岀間距。6順序至D。水平角、豎直角、斜距的觀測(cè)及往返平距和高差的限差要求，視隧洞的長(zhǎng)度分別依一或二級(jí)導(dǎo)線和四、五等EDM三角高程的要求。這種形式布設(shè)的導(dǎo)線點(diǎn)位坐標(biāo)不僅可以得到檢核和精度衡量，同吋最大限度的減少了工作量。2）雙支導(dǎo)線：當(dāng)

6、狹長(zhǎng)的閉合導(dǎo)線中的某一點(diǎn)或幾點(diǎn)重合吋，即成此類(lèi)型（如圖2）。這種導(dǎo)線與閉合導(dǎo)線的觀測(cè)相同。一般地，這種導(dǎo)線可單雙站交替設(shè)置，在重合點(diǎn)上只需設(shè)置一次儀器或覘牌。計(jì)算既可按兩條支導(dǎo)線單獨(dú)進(jìn)行，也可按閉合導(dǎo)線的方法進(jìn)行計(jì)算（當(dāng)路線交叉吋，只能按雙支導(dǎo)線計(jì)算），此外，還可以比較重合點(diǎn)以及終點(diǎn)的坐標(biāo)值而得到檢核。根據(jù)大量的EDM—級(jí)導(dǎo)線測(cè)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，測(cè)距精度等于或高于5+5ppm的2″全站儀的測(cè)距中誤差≤±5mm,測(cè)角中誤差約為±3″,據(jù)此并依（1）式計(jì)算不同長(zhǎng)度和邊數(shù)的支導(dǎo)線最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差M（如表1）。最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤

7、差達(dá)到或超過(guò)了5?8cm,也即在地面導(dǎo)線長(zhǎng)度在2000m以內(nèi)吋，可用單支導(dǎo)線（一級(jí)導(dǎo)線的觀測(cè)要求）控制；當(dāng)長(zhǎng)度在2000m以上時(shí)，應(yīng)用閉合或雙支導(dǎo)線作控制，它們的最弱點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差為單支導(dǎo)線的21。4結(jié)語(yǔ)1?本次GPS測(cè)量控制網(wǎng)點(diǎn)位分布合理。從GPS外業(yè)成果驗(yàn)算即重復(fù)基線、同步環(huán)、異步環(huán)閉合差計(jì)算表明，參加平差的各條基線向量均符合限差要求。最弱點(diǎn)點(diǎn)位中誤差和最弱邊相對(duì)中誤差都達(dá)到了較高精度。2.GPS網(wǎng)在平差計(jì)算吋必須要有3個(gè)以上的已知點(diǎn)（規(guī)范對(duì)此也有要求），若僅有2個(gè)點(diǎn)，假設(shè)其中一個(gè)點(diǎn)錯(cuò)，雖然GPS基線向量檢核無(wú)誤，但其平差