【摘 要】本文針對(duì)當(dāng)前水利工程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用規(guī)范、設(shè)計(jì)階段、施工階段、以及竣工階段進(jìn)行全程的測(cè)量應(yīng)用技術(shù)的分析和闡述。

　　【關(guān)鍵詞】桂林理工大學(xué)學(xué)報(bào)投稿,水利工程,測(cè)量技術(shù),應(yīng)用分析

　　Application of Hydraulic Engineering Measurement Technology

　　Gao Yong-hong

　　(Ili Flower survey design research limited liability company Yining Xinjiang 835000)

　　【Abstract】In this paper， the current water conservancy measurement technology application specification， design phase， construction phase， as well as the completion of phase analysis and elaboration of the whole measurement application technology.

　　【Key words】Hydraulic Engineering;Measurement techniques;Application Analysis

　　水利工程測(cè)量的平面控制網(wǎng)精度及布設(shè)密度應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模及建筑物對(duì)放樣點(diǎn)位的精度要求確定。平面控制網(wǎng)的等級(jí)可采用國(guó)家二、三、四、五等，水利水電工程高程控制網(wǎng)的等級(jí)一般為二、三、四、五等，具體要求參考《國(guó)家一、二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》和《國(guó)家三、四等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》，首級(jí)控制網(wǎng)的等級(jí)應(yīng)根據(jù)工程規(guī)模、范圍大小和放樣精度高低來(lái)確定，大型水利水電工程一般可采用二等，中型水利水電工程可采用三等，小型水利水電工程可采用四、五等。最末級(jí)高程控制點(diǎn)相對(duì)于首級(jí)高程控制點(diǎn)的高程中誤差，對(duì)于混凝土建筑物應(yīng)不大于±10mm、對(duì)于土石建筑物應(yīng)不大于±20mm。布設(shè)高程控制網(wǎng)時(shí)，首級(jí)網(wǎng)應(yīng)布設(shè)成環(huán)形網(wǎng)，加密時(shí)宜布設(shè)成附合路線或結(jié)點(diǎn)網(wǎng)。各等級(jí)高程點(diǎn)宜均勻布設(shè)在大壩上下游的河流兩岸。點(diǎn)位應(yīng)選在不受洪水、施工影響，便于長(zhǎng)期保存和使用方便的地點(diǎn)。

　　1. 水利工程設(shè)計(jì)階段的控制測(cè)量

　　控制測(cè)量分為平面控制測(cè)量和高程控制測(cè)量。平面控制網(wǎng)與高程控制網(wǎng)一般分別單獨(dú)布設(shè)，也可以布設(shè)成三維控制網(wǎng)。平面控制網(wǎng)常用三角測(cè)量、導(dǎo)線測(cè)量、三邊測(cè)量和邊角測(cè)量等方法建立。目前，由于GPS技術(shù)的推廣應(yīng)用，利用GPS建立平面控制網(wǎng)已成為主要的方法。高程控制網(wǎng)主要用水準(zhǔn)測(cè)量和三角高程測(cè)量方法建立。

　　1.1 常見(jiàn)水庫(kù)淹沒(méi)界線測(cè)量。測(cè)設(shè)移民線、土地征用線、土地利用線、水庫(kù)清理線等各種水庫(kù)淹沒(méi)、防護(hù)、利用界線的工作稱為水庫(kù)淹沒(méi)界線測(cè)量。水庫(kù)的設(shè)計(jì)水位和回水曲線的高程確定之后，即可根據(jù)設(shè)計(jì)資料在實(shí)地確定水庫(kù)未來(lái)的邊界線。水庫(kù)邊界線測(cè)設(shè)的目的在于測(cè)定水庫(kù)淹沒(méi)、浸潤(rùn)和坍岸范圍，由此確定居民地和建筑物的遷移、庫(kù)底清理、調(diào)查與計(jì)算由于修建水庫(kù)而引起的各種賠償;規(guī)劃新的居民地、確定防護(hù)界線等。水庫(kù)邊界線測(cè)設(shè)的方法一般采用幾何水準(zhǔn)測(cè)量法和經(jīng)緯儀高程導(dǎo)線法進(jìn)行。

　　1.2 地質(zhì)勘察測(cè)量。配合水利工程地質(zhì)勘察所進(jìn)行的測(cè)量工作稱為地質(zhì)勘察測(cè)量。其基本任務(wù)是：(1)為壩址、 廠址、 引水洞、水庫(kù)、堤線、料場(chǎng)、 渠道、 排灌區(qū)的地質(zhì)勘察工作提供基本測(cè)量資料;(2)主要地質(zhì)勘探點(diǎn)的放樣;(3)連測(cè)地質(zhì)勘探點(diǎn)的平面位置、高程和展繪上圖。具體工作包括：鉆孔測(cè)量、井硐測(cè)量、坑槽測(cè)量、地質(zhì)點(diǎn)測(cè)量、剖面測(cè)量等。一般應(yīng)用經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀和電磁波測(cè)距儀等進(jìn)行。

　　1.3 河道測(cè)量。為河流的開(kāi)發(fā)整治而對(duì)河床及兩岸地形進(jìn)行測(cè)繪，并相應(yīng)采集、繪示有關(guān)水位資料的工作稱為河道測(cè)量。

　　其主要內(nèi)容包括：(1)平面、高程控制測(cè)量;(2)河道地形測(cè)量;(3)河道縱、橫斷面測(cè)量;(4)測(cè)時(shí)水位和歷史洪水位的連測(cè);(5)某一河段瞬時(shí)水面線的測(cè)量;(6)沿河重要地物的調(diào)查或測(cè)量。

　　2. 水利樞紐工程的施工控制測(cè)量

　　(1)水利工程測(cè)量是為水利規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工服務(wù)的，它是水利工程中的最基礎(chǔ)工作，其好壞直接影響設(shè)計(jì)流程中各項(xiàng)工作的效率。由于專業(yè)分工不同，設(shè)計(jì)人員在圖上劃線、選點(diǎn)、作工程的總體安排較為順手，而從圖上搬到實(shí)地就困難一些。測(cè)量人員接到規(guī)劃、設(shè)計(jì)線路圖后進(jìn)行外業(yè)選線前應(yīng)了解此項(xiàng)工程是可研、初設(shè)、施工那個(gè)階段的選線(這牽涉到選線的精度問(wèn)題)，另外，還要了解是排渠、灌渠、尾水渠還是主壩、副壩、圍堤、防洪堤，同時(shí)對(duì)渠道的設(shè)計(jì)流量及坡降、堤壩的設(shè)計(jì)斷面大小及頂部高程和筑壩材料、庫(kù)容及過(guò)洪流量都應(yīng)知道，這便于在野外選線遇地物、地貌變化不得不改變線路時(shí)做到維護(hù)規(guī)劃、設(shè)計(jì)意圖。

　　(2)大壩、廠房、船閘、鋼管道、機(jī)組、各種泄水建筑物(比如隧洞、水閘、等)的主要軸線點(diǎn)均應(yīng)通過(guò)等級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行精確的測(cè)定。主要軸線點(diǎn)相對(duì)于鄰近等級(jí)控制點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差對(duì)土建軸線應(yīng)小于15mm、安裝軸線應(yīng)小于7mm。軸線點(diǎn)的測(cè)設(shè)方法應(yīng)按等級(jí)控制網(wǎng)的要求進(jìn)行加密并在事先進(jìn)行精度估算以確定作業(yè)方法和選用儀器的等級(jí)及型號(hào)。軸線點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)固定標(biāo)志，主要軸線每條至少要設(shè)三個(gè)固定標(biāo)志。主要軸線點(diǎn)的測(cè)設(shè)步驟是：根據(jù)軸線點(diǎn)的設(shè)計(jì)坐標(biāo)值進(jìn)行初步實(shí)地定點(diǎn)，然后進(jìn)行精確測(cè)定該點(diǎn)的坐標(biāo)值并調(diào)整(當(dāng)實(shí)測(cè)坐標(biāo)值與設(shè)計(jì)坐標(biāo)值之差大于限值時(shí)將該點(diǎn)改正至設(shè)計(jì)位置并重新進(jìn)行檢測(cè)，直至符合規(guī)定為止)。

　　(3)放樣工作開(kāi)始前應(yīng)詳細(xì)查閱工程設(shè)計(jì)圖紙，收集施工區(qū)平面及高程控制成果，了解設(shè)計(jì)要求與現(xiàn)場(chǎng)施工需要，根據(jù)精度指標(biāo)選擇放樣方法。對(duì)設(shè)計(jì)圖紙中的有關(guān)數(shù)據(jù)和幾何尺寸應(yīng)認(rèn)真檢核，確認(rèn)無(wú)誤后方可作為放樣的依據(jù)。必須按正式設(shè)計(jì)圖紙和文件(包括變更通知)進(jìn)行放樣，不得憑口頭通知或未經(jīng)批準(zhǔn)的草圖放樣。所有放樣點(diǎn)線均應(yīng)有檢核條件，現(xiàn)場(chǎng)取得的放樣及檢查驗(yàn)收資料必須進(jìn)行復(fù)核，確認(rèn)無(wú)誤后方能交付使用。放樣結(jié)束后，應(yīng)向使用單位提供書面的放樣成果單。水利水電施工中可采用GPS或電子全站儀直接進(jìn)行3維施工放樣。施工放樣必須采用檢驗(yàn)合格的儀器、工具進(jìn)行�！　�3. 確定工程進(jìn)行開(kāi)挖工程階段的測(cè)量

　　3.1 水利水電工程開(kāi)挖工程測(cè)量的內(nèi)容包括開(kāi)挖區(qū)原始地形圖和原始斷面圖的測(cè)量，開(kāi)挖輪廓點(diǎn)的放樣，開(kāi)挖竣工后的地形測(cè)量、斷面測(cè)量及工程量測(cè)算。開(kāi)挖輪廓點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差可控制在30mm～100mm之間(精細(xì)部門應(yīng)高一點(diǎn)、粗糙部位可低一些)。開(kāi)挖放樣高程控制點(diǎn)不應(yīng)低于五等水準(zhǔn)測(cè)量的精度，一般情況下可利用光電測(cè)距三角高程點(diǎn)。

　　3.2 金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)電設(shè)備的安裝測(cè)量工作主要包括測(cè)設(shè)安裝軸線與高程基點(diǎn)、安裝點(diǎn)的放樣、安裝竣工測(cè)量、等。金屬結(jié)構(gòu)與機(jī)電設(shè)備安裝軸線和高程基點(diǎn)應(yīng)埋設(shè)穩(wěn)定的金屬標(biāo)志且一經(jīng)確定在整個(gè)施工過(guò)程中不宜變動(dòng)。安裝測(cè)量作業(yè)必須使用精度相當(dāng)于或高于1.5mm/km和2″的水準(zhǔn)儀和經(jīng)緯儀或電子全站儀，量測(cè)距離的鋼帶尺必須經(jīng)過(guò)檢定并附有尺長(zhǎng)方程式，高程測(cè)量必須相應(yīng)地使用因瓦水準(zhǔn)尺或紅黑面水準(zhǔn)尺以及有毫米刻度的鋼板尺。安裝測(cè)量的精度應(yīng)控制在3mm～10mm之間。

　　3.3 地下洞室測(cè)量包括根據(jù)貫通測(cè)量設(shè)計(jì)要求建立洞內(nèi)、外平面與高程控制，進(jìn)行洞室施工放樣，測(cè)繪洞室開(kāi)挖和襯砌斷面、計(jì)算開(kāi)挖和填筑工程量，等。水工隧洞開(kāi)挖的極限貫通誤差橫向應(yīng)控制在100mm以內(nèi)、縱向應(yīng)控制在200mm以內(nèi)、豎向應(yīng)控制在50mm以內(nèi)，當(dāng)在主斜洞內(nèi)貫通時(shí)縱向誤差按橫向誤差的要求執(zhí)行，對(duì)于上、下兩端相向開(kāi)挖的豎井其極限貫通誤差應(yīng)不超過(guò)±200mm。在進(jìn)行貫通測(cè)量設(shè)計(jì)時(shí)可取極限誤差的1/2作為貫通面上的貫通中誤差，應(yīng)根據(jù)隧洞長(zhǎng)度對(duì)各項(xiàng)測(cè)量中的誤差進(jìn)行分配，洞外測(cè)量三向誤差應(yīng)控制在20 mm以內(nèi)、洞內(nèi)測(cè)量三向誤差應(yīng)控制在30 mm以內(nèi)。工程開(kāi)工前應(yīng)根據(jù)隧洞的設(shè)計(jì)軸線擬定平面和高程控制略圖，按規(guī)定的精度指標(biāo)進(jìn)行預(yù)期誤差的估算，以便確定洞外和洞內(nèi)控制等級(jí)及作業(yè)方法。

　　3.4 洞外平面控制測(cè)量可布設(shè)GPS網(wǎng)、光電測(cè)距導(dǎo)線網(wǎng)、測(cè)角網(wǎng)、測(cè)邊網(wǎng)或邊角網(wǎng)。洞內(nèi)平面控制測(cè)量一般布設(shè)地下導(dǎo)線，地下導(dǎo)線分為基本導(dǎo)線(貫通測(cè)量用)和施工導(dǎo)線(施工放樣用)。

　　(1)施工場(chǎng)地地形測(cè)量。施工場(chǎng)地的地形測(cè)量一般用于場(chǎng)地布置、土地征購(gòu)、建基面驗(yàn)收及公路、鐵路的新建、改建工程。測(cè)圖比例尺除建基面驗(yàn)收應(yīng)采用1∶200外，其它可根據(jù)工程性質(zhì)、設(shè)計(jì)及施工要求在1∶500～1∶2000范圍內(nèi)選擇。較大范圍的1：500～1：2000比例尺地形測(cè)量應(yīng)按《水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段測(cè)量規(guī)范》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。1∶200和小范圍內(nèi)的1∶500～1∶2000比例尺地形測(cè)量，應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范規(guī)定。

　　(2)疏浚及渠堤施工測(cè)量。疏浚及渠堤施工測(cè)量主要工作包括施工控制系統(tǒng)建立;渠堤中心線定線;細(xì)部輪廓點(diǎn)放樣;施工過(guò)程中的水上、水下地形及斷面測(cè)量;工程量計(jì)算;工程竣工驗(yàn)收測(cè)量;等內(nèi)容。

　　(3)施工期間的外部變形監(jiān)測(cè)。水利水電工程施工期間的外部變形監(jiān)測(cè)包括為保證施工安全而進(jìn)行的臨時(shí)性變形監(jiān)測(cè)及水工建筑物的永久變形監(jiān)測(cè)工作，應(yīng)按照《混凝土大壩安全監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》執(zhí)行。施工期間的外部變形監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括施工區(qū)的滑坡觀測(cè)、高邊坡開(kāi)挖穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)、圍堰的水平位移和沉陷觀測(cè)、臨時(shí)性的基礎(chǔ)沉陷(回彈)和裂縫監(jiān)測(cè)、等，相對(duì)于工作基點(diǎn)的各項(xiàng)監(jiān)測(cè)位移量中誤差應(yīng)不低于±3.0mm。變形觀測(cè)的基點(diǎn)應(yīng)盡量利用施工控制網(wǎng)中的控制點(diǎn)，不敷應(yīng)用時(shí)可建立獨(dú)立的相對(duì)控制點(diǎn)(其精度應(yīng)不低于四等網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn))。

　　(4)竣工測(cè)量。水利水電工程竣工測(cè)量的內(nèi)容包括主要水工建筑物基礎(chǔ)開(kāi)挖建基面的1∶200～1∶500地形圖(高程平面圖)或縱、橫斷面圖;建筑物過(guò)流部位或隱蔽部位的形體測(cè)量;外部變形監(jiān)測(cè)設(shè)備埋設(shè)安裝竣工圖;建筑物的各種重要孔、洞的形體測(cè)量(比如電梯井、倒垂孔、等);施工區(qū)竣工平面圖(視需要測(cè)繪)�？⒐�測(cè)量的精度可參照相關(guān)規(guī)范，一般應(yīng)不低于放樣精度。竣工測(cè)量應(yīng)隨著施工的進(jìn)程進(jìn)行(按竣工測(cè)量的要求逐漸積累竣工資料，尤其適用于隱蔽工程、水下工程以及垂直凌空面的竣工測(cè)量)，待單項(xiàng)工程完工后再進(jìn)行一次性的測(cè)量。對(duì)需要進(jìn)行竣工測(cè)量的部位應(yīng)事先與設(shè)計(jì)、施工管理單位協(xié)商確定測(cè)量項(xiàng)目(防止漏測(cè))。

　　4. 水利樞紐工程的變形監(jiān)測(cè)

　　變形監(jiān)測(cè)的主要觀測(cè)項(xiàng)目：水平位移觀測(cè)、垂直位移觀測(cè)、撓度觀測(cè)、裂縫觀測(cè)、應(yīng)力/應(yīng)變觀測(cè)、分層沉降觀測(cè)、傾斜觀測(cè)、滲流觀測(cè)、溫度觀測(cè)、檢查觀測(cè)、滑坡崩岸觀測(cè)。 變形觀測(cè)的精度和周期――在制定變形觀測(cè)方案時(shí)，首先要確定精度要求。對(duì)于不同的監(jiān)測(cè)目的所要求的觀測(cè)精度不同。觀測(cè)周期與工程的大小、測(cè)點(diǎn)所在位置的重要性、觀測(cè)目的以及觀測(cè)一次所需時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。及時(shí)進(jìn)行第一周期的觀測(cè)有重要的意義。 觀測(cè)資料的整編和分析――資料整編的主要內(nèi)容包括：收集資料、審核資料、填表和繪圖、編寫整編成果說(shuō)明。觀測(cè)資料分析其目的是對(duì)水利工程系統(tǒng)和各項(xiàng)水工建筑物的工作狀態(tài)做出評(píng)估、判斷和預(yù)測(cè)，達(dá)到有效地監(jiān)視建筑物安全運(yùn)行的目的。常用的分析方法有：作圖分析、統(tǒng)計(jì)分析、對(duì)比分析、建模分析。

　　5. 結(jié)語(yǔ)

　　伴隨著測(cè)繪新技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代水利樞紐工程測(cè)量必將朝著測(cè)量?jī)?nèi)外作業(yè)一體化、數(shù)據(jù)獲取及處理自動(dòng)化、測(cè)量過(guò)程控制和系統(tǒng)行為智能化、測(cè)量成果和產(chǎn)品數(shù)字化、測(cè)量信息管理可視化、信息共享和傳播網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。

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