前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇水利水电工程测量规范范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:水利工程;施工测量;步骤
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
施工测量是指在工程开工前及施工中,根据设计图纸和施工进度要求,按一定的精度将图纸上设计的建筑物、构筑物、路线等在现场进行实地恢复,定出其位置,以此进行施工依据的测量放样作业,也称施工放样。 水利工程一般主要包括堤防工程和枢纽工程。施工测量在水利工程中是排头兵,水利工程是否按设计的平面位置布置,是否达到设计高程都依赖于施工测量的淮确度,施工测量虽然琐碎但在施工中却是至关重要,来不得半点马虎。经过多年的施工测量, 现在对水利工程的施工测量进行简要总结。
一、几种施工测量技术
1.GPS定位
随着GPS定位技术的出现和不断发展完善,使测绘定位技术发生了革命性的变革,为工程测量提供了崭新的技术手段和方法。长期以来用测角、测距、测水准为主体的常规地面定位技术,正在逐步被以一次性确定3维坐标的、高速度、高效率、高精度、大范围的GPS技术所代替,同时定位范围已从陆地和近海扩展到海洋和宇宙空间;定位方法已从静态扩展到动态;定位服务领域已从导航和测绘领域扩展到国民经济建设的广阔领域。碎部点的测绘与放样等领域将有广泛的应用前景,GPS收机已逐步成为一种通用的定位仪器在工程测量中得到广泛应用。将GPS接收机与电子全站仪或测量机器人连接在一起,称超全站仪或超测量机器人。它将GPS的实时动态定位技术与全站仪灵活的3维极坐标测量技术完美结合,可实现无控制网的各种工程测量。
近年来,出现了以下几种新技术:
2.数字摄影测量
摄影测量技术由于可以提供实时的3维空间信息,无需接触被测物体,以及野外工作量少、效率高和成果品种多等优点,具有广泛的应用前景。随着全数字摄影测量系统的应用,摄影测量的产品将从影像图、线划图向数字化系列产品――4D产品转化。产品应用与服务领域更广, 并为建立各类专业信息系统和基础地理信息系统提供可靠的数据保障。在水利水电工程,利用数字摄影测量技术可以迅速获取制作大比尺摄影图、地形图、立面图、等直线图和断面图图库,建立DTM(数字地面模型)和DEM(数字高程模型)模型数据库,建立并久保存高分辨率建基面三维摄影数字地面模型数据库。检查陡坡地段的开挖质量和工程竣工部位的形体资料,记录工程在施工过程中各个项目地地理信息,形成各种数字信息产品,并可通过网络方便快捷、及时地提供给各个部门使用。 3.全站仪测量放样技术全站仪替代光学经纬仪和电磁波测距仪的应用,是地面测量技术进步的重要标志之一。全站仪具有测量精度高,仪器的集成化、自动化和智能化程度高等优点,为施工测量提供了极大的方便。已大量应用于各类工程的施工测量中。电子全站仪自动改正仪器轴系统差、自动归化计算、角度测量自动扫描、消除度盘分划误差和偏心差,实时测量三维坐标、自动记录存储、与电脑双向数据通讯功能,为测图和工程放样向数字化发展开辟了道路。目前向全能型和智能化方向发展的电脑型全站仪都带有丰富的软件,可以直接进行程序测量、坐标放样、导线测量、悬高测量、对边测量、道路放样、面积测量、高程传递、参考线放样,故能提高高速高精度的观测成果,又能高效、简易地完成多种测量作业。带电动马达驱动和程序控制的全站仪结合激光、通讯及CCD技术,可实现测量的全自动化,被称作测量机器人。为工程测量向现代化、自动化、数字化方向发展创造了有利条件。二、对于水利工程中,具体的施工测量分析
1. 施工测量的目的
施工测量的主要目的是指在工程开工前及施工中,根据设计图纸、文件上的建筑物、构筑物、路线等的位置、形状、尺寸、高程以足够的精度,按照施工进度要求在实地上准确标定出来;用以指导施工,并检测建筑物的竣工形状;而无论是标定建筑物的尺寸、位置等,还是检测其竣工形状均是以施工控制网为基准的;因此在施工放样前都需要建立与工程主体建筑物相应等级的施工控制网。
2. 施工测量的前期准备工作
首先,在施工之前一定要全面熟悉图纸,了解设计意图,明悉所提供平面控制点所属坐标系、高程控制点所属高程系;确定控制点在施工场地的位置及可利用和可控制范围。
其次,根据现行国家标准《工程测量规范》和行业标准《水利水电工程测量规范》及设计和施工要求,定出控制测量、碎部施工测量、断面测量的精度要求,作为以后施工测量的依据。
最后,在施工前对即将使用的测量仪器进行检校以确保测量结果的准确性,一般情况下仪器检校除必要的自检外还要到专业机构进行检校并出具有效检校单,作为竣工验收的依据。 3. 施工测量的基本工作步骤 3.1 复测控制点 对于建设方提供的控制点不能直接应用而是要经过复测,复核要求后才能用以施工测量。同时要向建设方提供控制点复测报告。
3.2 施工控制网建立
首先根据提供的资料:水电工程测区区地形图(比例尺为1/2000),经过现场实地踏勘原有的三角点、导线点、水准点的标石、标志现状和现存情况,了解工程区的自然和地理条件、交通、民情,然后进行首级平面控制网的技术设计;选择保存较为完好、埋石稳固的三角点起算方位角推算控制网点的大地坐标(及施工坐标);布设一级平面控制网点。控制网确定方案,网点标墩采用1.2 米高普通钢标,基础挖到基岩,顶部安装中心开孔直径为16mm 的钢板,做为强制归心的仪器平台,在全部埋设工作完成后,经过一段时间后进行外业观测工作。 开工后,施工单位首先根据相应的分项工程,对首级控制网进行复核, 并将复测成果提交建设方或建设方委托的监理审核,经审核符合水利水电工程施工规范中相应精度后,返回到施工单位使用。如果建设单位对首级控制网成果复核达不到水利水电工程施工规范中的相应精度,建设方或建设方委托的监理应及时通过项目建设方向设计施测单位提出要求复核,提供符合水利水电工程测量规范中相应措施的成果,再由施工单位进行复核, 报测量监理审核后返回给施工单位。
3.3 施工放样
为保证放样数据的准确无误,施工放样采用内业与外业分离的办法进行。内业人员根据设计图纸绘制样点图,样点图均经过认真校核,未经校核和批准的图纸和样点图不得拿出放样。外业则采用全站仪的坐标放样或极坐标法进行放样。
一些关键部位的测量,必须由监理工程师参加旁站,进行闭合后方可使用;并报请监理部抽检无误后,才可进行后续施工。
3.4 测量方法控制
在施工测量时;必须结合实际,从技术、组织、管理、经济等方面进行综合分析考虑,以制定出在技术上可行、方法上简便、组织上科学、经济上合理的最佳测量方案,从根本上保证测量产品质量和降低工程成本。必须严格按照水利水电工程里计算规则执行,各个标段的土、石方明挖工程开工前,都要求施工单位实测出该部位的原始地形图或断面图,报送监理部进行复核, 或开工前通知监理部共同测量原始地形图或断面图,同时随着开挖的进行,实测相应的土石分界线, 开挖完成后同样测出示挖后实地竣工地形或断面图,将成果报送监理复核,并对照设计图纸,根据水利水电工程计量规则,算出最终实际应结算工程量。土石方量计算在土石方工程中占有非常重要的位置,只有准确的土石方量,才能进行合理的土石方调配,降低工程费用,加快工程质量。因此,土石方量在土石方工程中占有非常重要的意义。
土方开挖量按自然方计算, 土方填筑按完方计量。其体积换算关系为:实方/自然方=设计干容量/天然干容量。在缺少资料时,一般可按下列关系式进行计算:1自然方=1.33松方=0.85实方。
石方开挖量计算规则,应根据工程地质条件,按不同岩石级别分别计算工程量, 算出最终实际应结算工程量的具体级别数量。各个标段的砌筑方隐蔽工程也需按上述进行工程量控制。
4. 施工测量中应注意的问题
施工测量人员严格执行有关法律、法规、规范性事件等规定。强制性条文规范标准加强测量外业和内业的检测工作, 做到全面掌握施工的质量,作为测量施工人员应对工程建设项目中每一个部位施工放样的全过程进行检查、校核,发现问题及时整改, 特别是对于重要部位, 隐蔽工程, 不能有丝毫麻痹大意,更应加强测量检测工作,以免给业主和本单位带来不可估量和不必要的经济损失。在测量作业过程中一定要注意以下几点:
(1)同一工程, 施工测量一定要采用统一的坐标系统、统一的高程系统。要注意保护施工控制点, 在控制点处设置明显标志, 以免机械、车辆撞动, 或者根据条件尽可能多设置备用控制点。
(2)在施工测量中并不是精度越高越好, 只要能满足工程需要就可以, 这样既提高了工作效率, 也节省了人力、物力、财力等不必要的浪费。
(3)施工放样和施工往往是交叉进行要合理安排时间, 不能因放样滞后而影响工程施工进度。要和施工班组多沟通, 使得施工放样尽可能最方便班组作业, 放样后要向班组负责人交代清楚所放的是图纸上什么位置, 不能放样完就一走了之。
三、结束语
施工测量是施工过程中不可缺少的工作项目,是工程建设的必要途径,是社会化、专业化的一种技术服务行业。在工程施工过程中,测量施工要认真掌握施工图纸、施工合同、有关政策、规范、标准,通过艰苦细致的工作, 树立测量施工工程师的权威性, 科学性、可靠性, 确保工程测量的施工质量, 为有效的控制工程质量、工期、投资奠定基础同时企业也取得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[1] 张凤琪.浅谈水利工程施工测量[J].科技资讯,2011,08.
关键词:平面;高程;测量控制网 ;计算;分析;结论
中图分类号:TV文献标识码: A
一、测量说明
1.测区概况
某水库是一座供水、灌溉、兼顾防洪和发电等综合利用的水利枢纽工程。为了保证某水库顺利建设及后期运营安全,完成该水库控制网测量工作必不可少。
2.测量技术依据及设计资料
2.1测量技术依据
《水利水电工程施工测量规范》(DL/T5173-2003);
《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006);
《某水库工程测量技术要求》。
2.2设计成果资料
《某水库工程控制点成果表》。
3.工作内容
(1)、平面控制网测量, 按二等导线精度要求进行观测;
(2)、高程控制测量,按二等水准测量的精度要求进行观测。
4.测量仪器、设备
测量仪器均经测绘仪器计量检定单位鉴定合格,并在有效期内,可用于相应等级精度要求的测量工作。
5.坐标高程系统
平面坐标系统采用1980西安坐标系,投影抵偿面高程为775m,中央子午线为81°(3度分带)。
高程系统采用1956黄海高程系。
6.施测说明
6.1平面控制网施测方法
此次平面控制网测量按二等导线的精度要求进行施测,角度采用方向观测法观测六测回。距离对向观测四测回,在测边两端量取气象元素取平均值后对边长进行气象改正,并进行加、乘常数改正。
水平角方向观测法技术要求(″)
6.2高程控制网施测方法
6.2.1二等水准复测与加密主要技术要求
二等水准观测主要技术要求
二等水准测量精度要求
6.2.2二等水准外业观测
水准复测前首先进行现场勘查,检查标石的完好性,确认丢失的水准点。水准点均沿线路走向布设,点间距1~2km,点位布设均匀。
按二等水准测量的技术要求进行施测。逐点复核相邻水准点之间的高差,通过复测高差与设计高差进行比较确认设计单位所交的高程控制点精度是否满足精度要求,点位是否稳固可靠。
二等水准复测按《国家一、二等水准测量规范》二等水准测量要求作业。
测量时,保证前后视距相等,减少仪器i角对高差观测的影响。
作业前检查与校正i角,保证i角绝对值在作业过程中均不超过15″。
为了保证水准尺的稳定性,将尺垫安放在坚实的地方踩实以防止尺垫下沉。用竹竿辅助安置水准尺,确保水准尺在观测时处于竖直状态。
水准路线采用往返观测,并沿同一条路线进行。每一测段均采用偶数站结束,由往测转为返测时,互换前后尺再进行观测。
观测顺序如下:
奇数站:后―前―前―后
偶数站:前―后―后―前
7.内业计算
内业计算采用两组分别计算、复核。平差计算采用武汉测绘科技大学研制的地面控制测量一体化软件包“科傻”软件进行严密平差计算。
8.施工注意事项
(1)、施工单位使用此资料时,应对该资料进行认真复核,确认资料正确无误后方可使用。
(2)、施工单位应妥善保护本次测量控制点,及时设置护桩。使用测量控制点前应进行常规检核,确认资料无误、点位稳固后方可使用。水准点应检测相邻水准点间的高差。
(3)、施工放样时应严格执行测量双检制度。
二、控制网示意图
1.导线示意图
2.水准路线示意图
三、起算数据
本次基准控制网平差计算所采用的已知点来自某规划设计有限公司提供的《某水库工程控制点成果表》。其数据如下:
1980西安坐标系,中央子午线81度(3度分带),775高程抵偿面,1956黄海高程系
结论:起算控制点点位稳固可靠,精度满足《水利水电工程施工测量规范》(DL/T5173-2003)的要求,可用于本次基准网控制测量。以D01~D03方位角为起始边推算其他控制点平面坐标;以水准点D01,D03为高程起算点推算其他点位高程。
四、成果分析及结论
1.平面控制网分析及结论
固定D01、D03控制点,利用“科傻”平差软件进行严密平差,角度闭合差分别为-4.6″、-6.8″,小于限差8.5″,最弱边相对中误差为1/164000小于限差1/150000。综上所述,此次水库平面控制网平差数据合格,满足《水利水电工程施工测量规范》(DL/T5173-2003的要求,数据成果可靠。
2.高程控制网分析及结论
水准复测外业结束后各水准路线测段往返测高差不符值统计及计算的偶然中误差MΔ见下表。
二等水准测量往返高差精度统计表
水准测量作业结束后,每条水准路线按测段往返高差不符值计算偶然中误差MΔ,MΔ按下列公式计算:
全线M ==0.80(mm)
式中:―― 测段往返高差不符值(mm);
L ―― 测段长(km); n ―― 测段数;
本次水准测量,往返测高差较差≤4,全线每千米高差中数的偶然中误差为:0.80mm。满足二等水准测量每千米高差中数的偶然中误差小于1.0mm的要求,数据质量可靠,可以在此基础上进行平差计算。
五、控制网成果表
注:SK03因地势陡峭,故无法进行水准联测。
六、结论:测量工作是贯穿于水利工程建设全过程的基础工作,施工控制测量对保证水利工程施工质量更是起着至关重要的作用,但在部分水利工程建设参与者中存在着对施工测量工作特别是对施工控制网布测工作的重要性认识不足的现象,其主要表现为:一是错误认为规划设计阶段的测量成果资料已经能够满足施工放样的需求,不再需要进行施工控制网的布测;二是错误以为施工控制网的布测就是原规划设计阶段测绘单位的份内工作。因此阐述布测施工控制网的的方法,是非常有必要的,水利工程建设的参建各方应当高度重视。
参考文献:《水利水电工程施工测量规范》(DL/T5173-2003);
《国家一、二等水准测量规范》(GB/T12897-2006);
关键词:水利工程;施工测量;工作方法;检查
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
1 施工前测量的复核
1.1 施工前的复核
施工前的复核是水利水电枢纽工程总体控制,是关系工程总体布置、建设成败的关键。根据目前的水利水电工程建设过程,一般由单位在向业主提交设计资料的同时,提交用于建设项目总体的首级控制网,该首级控制网在工程招标、进场施工时,将由业主或业主委托的监理单位提供交给施工单位,以保证工程施工与设计的一致性以及施工各标段测量基准的统一性。
开工后,各施工单位首先根据相应的分项工程,对首级控制网进行复核,并将复测成果提交业主或业主委托的监理审核,经审核符合水利水电工程施工规范中相应精度后,返回给施工单位使用。如果单位对首级控制网成果复核达不到水利水电工程施工规范中的相应精度,业主或业主委托的监理应及时通过项目业主向设计施测单位提出要求复核,提供符合水利水电工程测量规范中相应措施的成果,再由施工单位进行复核,报测量监理审核后返回给施工单位。
1. 2 局部施工控制点加密
因为首级控制网是项目总体控制,点位密度不可能满足具体施工要求,所以要根据建筑物地理位置,布设相应的局部施工控制网,并定期对施工控制网的点位精度进行检查,发现问题及时补测,并将成果记录返送业主或业主委托的监理审核和备案。
1. 3 施工放样精度的控制
为确保施工放样的准确性,一些关键部位的测量,必须由监理工程师参加旁站,进行闭合后方可使用;并报请监理部抽检无误后,才可进行后续施工。
1.4 仪器设备的控制
水利施工的设配主要是经纬仪、测探仪。仪器设备是否合格是测量成果能否达到要求的关键。如果仪器不合格,再好的测量员、在严密的操作也无济于事。所以在仪器用于测量前,一定要按规范进行检查、校准。对个别特殊仪器实行“人仪固定”,对一般仪器实行“交接手续”。当仪器不使用时,仪器要入库,由专人保管、保养。所有的观测员要经过培训,获得观测员资格才能对一起进行操作。通过强化责任制,严格遵守操作规程,保证了设配和仪器的正常使用。
1.5 方法的控制
在施工测量时;必须结合实际,从技术、组织、管理、经济等方面进行综合分析考虑,已制定出在技术上可行、方法上简便、组织上科学、经济上合理的最佳测量方案,从根本上保证测量产品质量和降低工程成本。必须严格按照水利水电工程里计算规则执行,各个标段的土、石方明挖工程开工前,都要求施工单位实测出该部位的原始地形图或断面图,报送监理部进行复核,或开工前通知监理部共同测量原始地形图或断面图,同时随着开挖的进行,实测相应的土石分界线,开挖完成后同样测出示挖后实地竣工地形或断面图,将成果报送监理复核,并对照设计图纸,根据水利水电工程计量规则,算出最终实际应结算工程量。土石方量计算在土石方工程中占有非常重要的位置,只有准确的土石方量,才能进行合理的土石方调配,降低工程费用,加快工程质量。因此,土石方量在土石方工程中占有非常重要的意义。
土方开挖量按自然方计算,土方填筑按完方计量。其体积换算关系为:实方/自然方=设计干容量/天然干容量。在缺少资料时,一般可按下列关系式进行计算:1自然方=1.33松方=0.85实方。
石方开挖量计算规则,应根据工程地质条件,按不同岩石级别分别计算工程量,算出最终实际应结算工程量的具体级别数量。各个标段的砌筑方隐蔽工程也需按上述进行工程量控制。
1. 6 环境对施工测量的影响
环境因素对工程的影响,具有复杂而多变的特点,如气候条件变化万千,湿度、温度、大风、暴雨、酷暑、严寒都直接影响工程质量。如前一工序往往就是后一工序的环境,前一分项、分部工程也就是后一分项、分部工程的环境。根据工程特点和具体条件,加强环境控制是保证工程质量的基础条件。同时注意各不同工种、不同单位的配合,确保施工程序井井有条,为工程质量和安全生产创造了一个良好的施工条件。环境的好坏对施工测量有很大影响。
在水利水电工程中的测量环境主要有施工场地、气候、地方关系等。由于施工开挖、运输、浇筑、安装等,似得施工场地的地物地貌每天都有很大的变化,这给测量工作带来很多意想不到的困难。另外工地灰尘大,对测量的质量有很大影响。在气候方面,除了阴天是测量的最佳天气外,其它各种天气对测量都有或大或小或多或少的影响,所以我们要选择最有利的观测时间,以获得稳定可靠的成果。由于测量施工涉及到征地、青苗赔偿、交通等问题,不可避免地要同地方政府、百姓打交道,所以我们要同地方搞好关系,减少干扰保持正常工作的持续。
2 施工测量人员的工作方法与检查
2.1 工作方法
施工测量人员应严格执行有关法律、法规、规范性事件等规定。强制性条文规范标准加强测量外业和内业的检测工作,做到全面掌握施工的质量,作为测量施工人员应对工程建设项目中每一个部位施工放样的全过程进行检查、校核,发现问题及时整改,特别是对于重要部位,隐蔽工程,不能有丝毫麻痹大意,更应加强测量检测工作,以免给业主和本单位带来不可估量和不必要的经济损失。
2.2 检查方法
施工测量检查是确保工程质量控制主要方法之一,直接关系工程质量和甲、乙双方工程决算的依据。因此,施工测量检查是自检、初检、终检的工作方法。这是施工员、技术员对于工程质量控制的重要手段。其中还包括对建筑物的几何尺寸、平面位置及高程等是否符合设计要求,并达到允许限差之内。如发现质量问题,立即进行处理。另外比较细致的是在测量过程中进行质量控制,主要有院设计部门组织人员进行检查。主要检查内容有一起是否合乎要求、才做是否规范、测量方案是否正确、记录是否合格、已完成工作数据否达到标准等。检查完后要填写质量检查表。在完成一个测量项目后,技术负责人要检查、整理好所有的技术资料,编写技术测量报告,有院组织自检验收,编写检查验收报告。最后报请上级部门进行验收。
结语
施工测量是施工中缺一不可的产物,是工程建设的必要途径,是社会化、专业化的一种技术服务行业。在工程施工过程中,测量施工要认真掌握施工图纸、施工合同、有关政策、规范、标准,通过艰苦细致的工作,树立测量施工工程师的权威性,科学性、可靠性,确保工程测量的施工质量,为有效的控制工程质量、工期、投资奠定基础同时企业也取得了良好的经济效益和社会效益。
参考文献
[关键词] 工程建设; 地形图测量; 质量策划
1 引言
众所周知,任何一项上规模、上水平的建设项目均离不开测量,根据国家基本建设程序进行的经过项目建议书、可行性研究、初步设计、施工图设计等设计阶段的水利水电工程建设、铁路工程建设、交通工程建设等国家基础工程建设项目更是如此。对于某一个水利枢纽工程而言,挡水建筑物是一项主要工程,坝址的选择主要决定于地形和地质条件,建坝以后,在河流的上游形成水库,水库的库容与淹没面积的大小取决于地形和蓄水高度,为此,就需要施测地形图和河道纵横断面等测绘工作。而不同设计阶段、各个设计对象不同,因而所需不同比例尺的地形图,而不同比例尺地形图图面表述地物、地貌详细程度及测量精度不同,不同比例尺的地形图生产周期及生产成本不同;进入施工阶段为了满足主要建筑物轴线落地放样,应建立施工控制网;工程建成后为了确保大坝安全运营,应建立大坝安全监测基准网。
2 工程建设中各种比例尺地形图的用途及高程精度要求
2.1 工程建设中各种比例尺地形图的用途
水利水电枢纽工程规划设计各阶段离不开各种比例尺的地形图,地形图的比例尺反映了用户对地形图精度和内容的要求,用途特点、用途细致程度、设计内容和地形复杂程度是选择地形图比例尺的主要因素。地形图的比例尺要求按工程设计阶段、规模大小和运营管理需要选用,各种比例尺地形图的主要用途简述如下:
(1)1:5000、1:10000、1:50000比例尺地形图,主要是供工程勘察、规划和方案设计使用。在这种比例尺地形图上,可以进行坝址、电站站址、隧洞洞线、输水线路等位置选择,做方案比较和规划设计。为了对各种工程方案进行比较和选择,用图的范围往往超出工程建筑面积几倍或几十倍,而且在这种图上只搞些方案设计、总体规划等,这对图上的各种地物地貌的表示程度不一定要求很详细。由于不在图上量测,所以精度也不要求很高。
(2)1:2000比例尺地形图,主要供工程可行性研究阶段设计使用。可行性研究阶段设计时,仅在图上做坝址(站址)等建筑物选择、方案设计的摆布,根据地形的变化情况,反复移动合适后,概略确定坝址等建筑物的平面位置和地坪高程,提供工程总体平面布置图。大中型水利水电工程要求测1:2000地形图,小型水利水电工程也可实测1:1000地形图。
(3)1:1000、1:500、1:200比例尺地形图,主要供工程初步设计、施工图设计阶段和施工放样之用,特别是施工图设计阶段要求提供单个建筑物详细的平面图、标注设计尺寸(坐标和高程)。设计需要的地形图精度高并且表示详细,因此,需要施测大比例尺地形图;地形变化一般地区施测1:1000比例尺地形图,而对于地形复杂以及工程建筑物的主要部分应施测1:500地形图较为适宜,特殊部位(如坝基开挖图、输水洞和泄洪洞进出口、溢洪道等)施测1:200地形图。
2.2 各种比例尺地形图对高程精度的要求
各种比例尺地形图对高程精度的要求,很大程度体现在基本等高距的选择上,基本等高距的选择是根据工程建设用地对地面坡度的要求和工程用途的实际情况确定的。《水利水电工程测量规范》(规划设计阶段)SL197-97规定:地形分类以图幅内地面倾斜角大小划分,其中:地面倾斜角25°为高山地。
不同比例尺地形图的基本等高距是依据地形分类来确定的,衡量地形图上高程的主要精度指标是地形图图幅等高线高程中误差,图幅等高线高程中误差是依据图幅内均匀分布的图根高程控制点上所测得的检测点高程与依相应等高线插求得的高程的差值算出的高程中误差。而地形图图幅等高线高程中误差的限差是按基本等高距来检测计算求得的。《水利水电工程测量规范》SL197-97中对基本等高距的选用及图幅等高线高程中误差的规定如下表1所示。
从上表可以看出,地形分类决定了基本等高距的选取,也就决定了地形图上高程精度的衡量指标。
3 建立工程控制网的目的及分类特点
3.1 建立工程控制网的目的
一般的工程建设可分为规划设计、施工和运营管理三个阶段,无论规划设计阶段进行各种比例尺地形图测绘、纵横断面测量等测量,还是施工阶段的建筑物主要轴线落地、施工放样,以及运行管理阶段的水平和垂直位移监测等,均应建立工程控制网,才能实施上述测量工作。
3.2 工程控制网分类及精度特点
根据工程控制网的用途,对应的工程规划设计、施工建设与运营管理三个阶段分为测图控制网、施工控制网、变形监测控制网等。
(1)测图控制网。它是在工程施工前勘测设计阶段建立的,其目的主要是为测绘地形图服务。点位的选择是根据地形条件来确定的,并不考虑工程建筑物的总体布置,因而在点位分布和密度上都满足不了后续工程建设的需要。测图控制网的主要精度指标为:三、四、五等基本平面控制最弱相邻点点位中误差不得大于图上±0.05mm,当进行1:500地形测图时,允许放宽到不超过±5cm。基本高程控制最弱点高程中误差不得大于±h/20(h为基本等高距),当h=0.5m时,不得大于±h/16。
(2)施工控制网。它是为工程建筑物的施工放样提供控制,其点位、密度以及精度取决于建设的性质。施工控制网点的精度一般要求高于测图控制网,它具有控制范围小(仅建筑物区域),控制点的密度大(密度要满足所有建筑物落地放样),精度要求高(放样位置准确),受施工干扰大(开挖放炮等因素)等特点。施工控制网与国家或城市控制网相比较,其最大的不同是:在精度上并不遵循“由高级到低级”的原则。施工控制网的主要精度指标为:
(a)平面控制网的布设梯级可根据地形条件及放样需要决定,以1~2级为宜,但最末级平面控制网相对于首级网的点位中误差不应超过±10mm。各工程类型首级平面控制网适用范围及点位中误差如下表2所示。
(b)高程控制网的等级选择应根据工程规模、范围大小和高程放样精度高低来确定,其适用范围及精度指标见表3所示。
(3)变形监测控制网。它是在施工及运营期间为监测建筑工程对象的变形状况而建立的控制网。变形监测的目的是为了对监测体的变化情况有更全面准确的把握,使监测数据基本能反映监测体变化的真实情况,反映变形量(位移量和沉降量的统称)与相关变性因子间的物理关系或统计关系,找出监测体的变形规律,合理地解释监测体的各种变化现象,比较准确地评价监测体的安全势态,并提供较为准确的分析预报。
为了获取变形观测点的位移数据,就必须建立监测基准控制网。如《混凝土安全监测技术规范》DL/T5178―2003规定:拱坝径向水平位移的位移量中误差限差为±2.0mm,垂直位移的位移量中误差限差为±1.0mm;而《土石坝安全监测技术规范》SL551―2012规定:坝体表面监测点,其水平和垂直位移监测精度相对于临近工作基点应小于±3.0mm。
以上三种类型的工程控制网用途不一样,其精度要求也不一样。因此,它们各自的布点位置及密度、观测方案就不一样,精度要求愈高其技术难度越大。
3.3 各类控制网的相互衔接关系
规划设计的测图控制网从项目建议书阶段开始,基本控制布设方案应满足当前,兼顾后续可行性研究、初步设计、施工图设计等阶段各种比例尺地形图测绘对加密控制的起始闭合的精度要求;工程施工阶段的施工控制网要做好与规划设计阶段控制的衔接,必须满足工程设计主要轴线成果落地和施工需要;工程运营管理阶段的变形监测控制网应与施工控制网系统衔接相一致。按照“三网合一”的理念,确保三网坐标高程系统统一、起算基准统一、精度的协调统一。
[关键词]淤积测量 地形图 库容计算 水库调度
[中图分类号] P271 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2015)-7-184-2
1工程概况
龙开口水电站是国家重点建设的大型水电站,电站位于金沙江中游、云南省大理州与丽江市交界的鹤庆县龙开口镇河段上,电站装机规模为180万千瓦(5×36万千瓦),水库正常蓄水位1298.00m,水库库面面积15.33km2,回水长度41.4km,总库容5.58亿m3,有效库容1.13亿m3,是金沙江中游河段规划的第六个梯级电站,上接金安桥水电站,下邻鲁地拉水电站。
枢纽工程主要由混凝土重力拦河坝、河床泄洪建筑物、右岸坝后式引水发电厂房及冲沙底孔、两岸坝头灌溉取水口等建筑物组成。碾压混凝土重力坝坝顶高程1303.00m,最大坝高116.0m,坝顶长768m。泄洪建筑物位于主河床,由5个溢流表孔和4个泄洪中孔组成。
2淤积测量方法简述
2.1平面控制网的布设
根据测区地形条件,结合GPS仪器性能和《水利水电工程测量规范》要求,GPS点分组布设。整个水库共布置GPS点7组共24点,其中干流布置6组共20点,小庄河布设1组共4点,各组之间平均距离控制在7~8 km左右;每组4个GPS点,组内点与点之间的距离为500m~2000m,每点至少有两个方向通视。根据四等GPS控制点的布设位置,五等电磁波测距导线布设采用附合导线布设形式,起闭于四等GPS控制点上以及龙开口水电站枢纽区施工控制网及金安桥水电站枢纽区施工控制网点上,共测量五等导线72点。
2.2高程控制网的布设
根据库区地形条件和GPS控制点间距离,结合库区已知高程控制点分布情况,四等电磁波测距三角高程布设采用附合路线布设形式,起闭于两级电站的施工控制网点,整个库区联测2个施工控制网点,即四等电磁波测距三角高程路线把GPS控制点、五等电磁波测距导线点连接起来,形成四等电磁波测距三角高程网。
2.3库区横、纵剖面及深泓线测量
根据库区地形情况,横剖面的布置根据河道的走势,能够控制水库地形,正确反映淤积部位和形态为原则进行布置;近坝区和大支流地段间距密,远坝、地势均匀区间距稀,横断面线垂直于河道走向,横剖面布置与勘查阶段布置剖面重合。龙开口水电站库区共布置49条横剖面,其中干流布置45条,小庄河支流布置4条。横剖面测量采用常规极坐标测量方法和GPS-RTK实时动态定位相结合测量岸上部分,采用GPS-RTK配合水下多波速测深系统测量水下部分。河道纵剖面主要采用GPS-RTK实时动态定位法进行测量,全站仪极坐标法作配合测量。水库深泓线测量采用GPS-RTK和多波速测深系统配合完成,测量水库中最深点位置。
2.4库区地形图测量
为准确测量蓄水后的水库淤积及库容变化情况,水库区水下地形测量整体采用1:2000比例尺精度,由于坝前段是库区变化最频繁、最敏感的部位,坝前2km段采用1:500比例尺精度。地形测量采用多波束测深系统采集水下高密度点云数据,对数据进行精确处理,形成三维点云、水下地形等深线图、数字高程模型及三维立体模型。多波束测深系统采集的水下高密度点云数据精度高,密度大,现势性强,构建的三维模型能够准确、详细的描绘出水下地形和地物的真实情况。
2.5水库库容计算和冲刷淤积分析
为和勘查阶段数据进行对比分析,本次测量采用等高线法进行计算,等高线法计算库容方法简单、容易实现且精度高。等高线法就是把水体按不同高程面微分成n层梯形体,依次量取各等高线所围面积,按照多边形体积计算公式计算库容,然后采用线性内插法对两层面间的库容进行内插,求得每厘米高程差距的不同水位的库容,具体步骤如下:
(1)同一层面面积利用MAPGIS软件建立地形图属性数据库。图斑划分以封闭等高线为边界,计算机算得的各独立图斑块的面积就是同一层面等高线所围面积。
(2)若同一层面有多个图斑,判别提取独立的岛图斑、坑图斑,岛图斑的面积为负值,坑图斑面积为正值,求同一层面内所有图斑面积之和。
(3)两层面间的库容按以下公式计算:
式中L为层间高(2m),A为上层面积,B为下层面积。
通过勘查期剖面与本次实测剖面叠加计算泥沙冲刷淤积量,整个水库冲刷量为333.3万m3。从水库泥沙淤积形态看,水库坝前及库尾表现为淤积,库中表现为冲刷。
3本次库区淤积测量的意义
本次库区淤积测量为龙开口水电站蓄水后首次测量,不仅可以与勘查阶段数据进行分析对比,建立水库泥沙淤积初始数据库,作为今后测量比对的基础性资料。另外,还可以及时了解水库运行状况,掌握水库泥沙淤积与冲刷情况,优化运行方式,科学调度,为电站管理提供决策依据。
3.1本次测量结果与勘查阶段数据差异分析
龙开口水电站规划阶段采用1:10000的比例尺进行水域测量,本次采用1:2000的比例尺进行复核,库容计算方法均采用等高线法,比例尺的选取满足《水利水电工程测量规范(SL197-2013)》中,第11.8条水域测量的要求,由于阶段、精度的不同,本次库容测量结果比项目规划前期勘查的数据稍大,导致库容及库容曲线的差异。本次测量精度较项目前期精度高,测量结果更精确,可作为今后测量比对的基础性资料和水库调度的依据。所以,新投产的水电站有必要在下闸蓄水1至2年内开展一次库区淤积测量工作。
3.2根据测量结果分析运行中应采取的措施
从测量结果看,整个水库冲刷量为333.3万m3,水库坝前及库尾表现为淤积,库中表现为冲刷。淤积和冲刷量均较小,说明水库运行较好,但为了减少冲刷和淤积,我们应分析原因采取措施,确保水库运行质量。龙开口水电站水库大部分河段植被稀疏,其泥沙主要来源为:1、上游泥沙进入水库;2、五郎河及小庄河上游来沙;3、水库区内植被覆盖较少,水土流失产生的泥沙。针对以上原因提出两点运行建议:1、按照大中型水电站水库调度规范要求,在电站运行初期2年左右进行淤积横剖面测量,5年左右进行地形图测量。2、注重水土保持工作,继续坚持“蓄清排浑”的水库运行方式。
The Method and Significance of the First Measurement of Sediment in Longkaikou Reservoir
Shi Jiancai, Xie Yueming
(Huaneng Longkaikou Hydropower Plant, Yunnan, Heqing, 671505)
The average annual sediment runoff at the Longkaikou damsite is 0.808kg / m3, and the sediment concentration is rather large. There is no leading reservoir upstream the station. The measurement of sediment in Longkaikou reservoir have not been carried out yet after the impoundment. In order to study and scientifically control the reservoir operation, we take multi-wave velocity method to measure the underwater terrain and the profile of the river, to establish the initial database, to research the status of sediment in the reservoir so far, and then to obtain accurate calculations of reservoir capacity, reservoir segment stratified charge rinse volume, segmentation layered reservoir siltation, loss of capacity analysis, etc. Finally, we conduct the evaluation of the quality of reservoir operation, and provide a basis for decision-making power management.
Keywords: Sediment measurement;Topographic map;Reservoir capacity calculation ; Reservoir operation
参考文献
[1]《水利水电工程测量规范》,SL197-97.
[2]《全球定位系统(GPS)测量规范》,GB/T18314-2009.