陜西漢江蜀河水電站廠頂溢流式廠房工程施工測量技術與應用

張 燕，王俊超

中國水電十一局有限公司二分局，陜西旬陽 472000

1 工程概況

陜西漢江蜀河水電站工程由中國大唐集團投資興建，位于陜西省旬陽縣境內的漢江上游干流上，是漢江上游梯級開發(fā)規(guī)劃中的第六個梯級電站。樞紐內安裝6臺46mW燈泡貫流式機組，樞紐布置采用了廠頂溢流式廠房布置方案。蜀河水電站的主要任務是發(fā)電，并兼顧航運，工程規(guī)模為二等大（2）型。廠房工程于2008年2月1日開工，2009年12月30日首臺機組發(fā)電，2010年10月31日完工，工期33個月。

2 控制測量

2.1 平面控制測量

2.1.1 導線布設形式

我部根據(jù)業(yè)主提供的測量成果（TS03，TS05，TS08，TS07)，結合現(xiàn)場地形，采用了附合導線布設形式，TS03→TS05→CF01→CF02→TS08→TS07，詳見控制網(wǎng)圖形。

2.1.2 觀測

水平角觀測所采用的儀器為尼康DTM-532，其測角中誤差為2"，測距中誤差為±（2mm+2ppm），觀測目標采用的是照準覘牌，水平角觀測為六個測回。觀測過程中，我們嚴格按照規(guī)范要求進行，最終的觀測結果滿足精度要求。

2.2 高程控制測量

2.2.1 布設形式

根據(jù)水利水電工程施工測量規(guī)范（DL/T5173-2003），高程控制測量中，可以采用光電三角高程導線測量代替三、四等水準測量，因此我部對整個測區(qū)的四個控制點CF01， CF02， TS08，TS07的高程進行了光電三角高程測量。

2.2.2 觀測

豎直角觀測采用的儀器為尼康DTM-352，其測角中誤差為2"，根據(jù)跨河光電三角高程測量的規(guī)范要求，豎直角共觀測了四個測回。

邊長觀測為4個測回，邊長觀測時已將當時的氣壓及溫度同時觀測，并將其氣象數(shù)據(jù)依次輸入（氣壓最小讀數(shù)為1hPa，溫度最小讀數(shù)為1℃），以便儀器自動進行氣象改正；豎直角觀測為4個測回，目標采用覘牌，儀器高與目標高的測量精度不大于2mm。

2.3 數(shù)據(jù)處理

1）水平方向值

我們對水平方向觀測值數(shù)據(jù)進行了處理， 最大點位誤差[CF02]= 0.0063（m）；最大點間誤差= 0.0164（m），角度閉合差=0.28"，限差 =±4.067"。

2）距離改正及歸化

外業(yè)觀測的斜距需進行各項改正：其中氣象改正在觀測過程中通過儀器自身進行了自動改正，利用△S=a+b*S0（a=±0.9mm為固定誤差，b=±1.55mm/km為乘常數(shù)， S0為觀測斜距）對經(jīng)過氣象改正后的斜距進行常數(shù)改正，在氣象改正和常數(shù)改正之后，再利用觀測的豎直角對改正之后的斜距進行傾斜改正，最后再將傾斜改正之后的距離投影到工程所在的203.5m高程面上。

3）用南方平差易，進行控制網(wǎng)（平面）平差報告。

3 施工坐標系的轉換

用Excel進行大地坐標和施工坐標的相互轉換

在施工中，發(fā)包方常常提供給我們的是大地坐標，數(shù)據(jù)很大，不利于現(xiàn)場位置的放樣，如何快速進行施工坐標系和大地坐標系的轉換，我們在蜀河廠房施工中嘗試了運用Excel進行大地坐標和施工坐標的相互轉換這一新的方法：

點號 DX DY B 5536.7530 7915.8850 A 5400.6010 8167.9661

其中A為原點坐標，B為方面公式：aAB=180-90*SIGN

（7915.8850-8167.9661）-DEGREES（ATAN（（5536.7530-5540.601）/（7915.8850-8167.9661）））=298.3740097

這個公式僅能在excel里面用，目前fx-4850還沒有sign這個函數(shù)。大地轉施工：

點名 DX DY DH SX SY TS01 6106.9365 8272.1891 341.3936 243.966295 671.0087 TS02 6240.1107 8855.1651 268.6231 -205.68571 1065.229

施工轉大地點名 SX SY SH DX DY TS01 243.9662 671.0087 341.3936 6106.9365 8272.189 TS02 -205.6857 1065.2287 268.6231 6240.1107 8855.165

這樣把公式列在Excel里面，就能方便進行施工坐標系和大地坐標系的轉換。

4 施工放樣的測量

這里我們主要以尾水出口流道為例講述流道的放樣。出口流道寬度為11.2m，高度為10.6m，出口底板高程173.70m。流道出口布置了尾水事故檢修門。

尾水出口流道典型的圓變方結構，是廠房工程結構最復雜的部位，也是本工程的最大難點。模板加工制作和安裝都采用整體制作和安裝，精度要求在±2mm，所以給測量控制提出了更高的要求。尾水流道樁號范圍為壩下0+41.233～壩下0+62.4，總長21.167m，也就是尾水流道在壩下41.233斷面處結構為?4.142m的圓，在壩下0+62.4處斷面處的結構為11.2*10.6的長方形。詳見廠房尾水出口流道平面圖、廠房尾水出口流道立面圖和廠房尾水流道正視圖。

由圖可以看出，廠房尾水出口流道的圓變方實際是流道的四個角由?=4.142m的1/4的圓變漸變?yōu)?=0m，所以只要求出各個變化元素的變化率就能夠求出任意位置的要素。

尾水流道各變化元素統(tǒng)計表

流道程序如下：

Lbl 1

X:Y:Z

｛XYZ｝

U”ZX”: ZX表示軸線的首字母

M=ABS（X-U）m 標示到軸線的偏差值

X≤46.851→Goto 2◢ ≠ →X≤53.544→Goto 3◢ ≠→X≤57.179→Goto 4◢≠→X≤60.973→Goto 5◢≠→X≤62.4→Goto 6◢ ⊿

Lbl 2

I=（4.142-3.458）÷（46.851-41.233）半徑的變化率

R=4.142-（Y-41.233）×I 每個斷面的半徑

J=（1.098-0）/（46.851-41.233）內切線的變化率

N=0+J*（Y-41.233） 每個斷面圓弧與直線的內切線的x

Goto 1

Lbl 3

I=（3.458-2.623）÷（53.544-46.851）半徑的變化率

R=4.142-（Y-46.851）×I每個斷面的半徑

J=（2.429-1.098）/（53.544-46.851）內切線的變化率

N=1.098+J*（Y-46.851）每個斷面圓弧與直線的內切線（也就是圓心的x水平坐標）

Goto 1

Lbl 4

I=（2.623-1.977）÷（57.179-53.544）半徑的變化率

R=2.623-（Y-53.544）×I每個斷面的半徑

J=（3.343-2.429）/（57.179-53.544）內切線的變化率

N=2.429+J*（Y-53.544）每個斷面圓弧與直線的內切線的x

Goto 1

Lbl 5

I=（1.977-0.984）÷（60.973-57.179）半徑的變化率

R=1.977-（Y-57.179）×I每個斷面的半徑

J=（4.616-3.343）/（60.973-57.179）內切線的變化率

N=3.343+J*（Y-57.179）每個斷面圓弧與直線的內切線的x

Goto 1

Lbl 6

I=（0.984-0）÷（62.4-60.973）半徑的變化率

R=0.984-（Y-60.973）×I每個斷面的半徑

J=（5.6-4.616）/（62.4-60.973）內切線的變化率

N=4.616+J*（Y-60.973）每個斷面圓弧與直線的內切線的x

K=（5.6-4.142）/（60.973-41.233） 寬度的變化率

W=4.142+K*（Y-41.233）寬度

Q1=（5.3-4.142）/（60.973-41.233）高差的變化率

Q=4.142+（Y-41.233）*Q1高差

A=Abs（Z-179）

M≤N→E=A-Q高程的偏差

Y≥U→V”Y，”=U+N ◢判斷是在左邊還是右邊

≠→V”Y，”=U-N◢

Z≥179→ O=179+Q-R◢ 計算圓心高程

≠→O=179-Q+R◢計算圓心高程

“DR=”:√（（Z-O）2+（X-N）2）-R◢內切線的邊其實就是圓心的x

“CZGZ=”√（R2-（X-N）2）-（A-O）

“SPGZ=”√（R2-（A-O）2）-（X-N）

通過上文所述施工測量過程，蜀河電站廠房施工測量工作完全符合測量規(guī)范要求，用Excel進行施工坐標系的轉換，速度快、效率高，能夠對廠房的各個施測位置進行快速放樣；通過尾水出口流道程序的編制，保證了模板的放樣精度，實現(xiàn)了廠頂溢流式廠房快速施工，使得發(fā)電目標按如期實現(xiàn)，取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

[1]翟翊、趙夫來，等.現(xiàn)代測量學.解放軍出版社，2004，8.

[2]靳祥升.測量學.黃河水利出版社，2001，6.