桂中治旱引水一期工程高精度水準網(wǎng)技術設計與實施

葉達忠，黎富忠

(廣西壯族自治區(qū)水利電力勘測設計研究院，廣西南寧530023)

一、工程概況

桂中治旱樂灘水庫引水灌區(qū)一期工程已進入施工階段，總灌溉面積3．65萬hm2，其中總干渠灌溉面積0．43萬hm2，北干渠灌溉面積3．22萬 hm2，屬大(2)型灌區(qū)工程。工程建設內容包括總干渠、北干渠、支渠及其配套的附屬建筑物和田間灌溉工程。總干渠取水口位于樂灘水庫大壩左岸上游1．2 km處，取水流量為70 m3/s，沿紅水河左岸經(jīng)忻城縣紅渡、寧江、新圩、果遂等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，到果遂龍馬林場止，全長30．4 km。其中，明渠長6．6 km;隧洞9條共長22．6 km;總干渠設提水泵站3座，裝機容量2 068 kW。北干渠渠首引水流量27．3m3/s，北干渠在總干渠末端分水后沿嶺南、合山市區(qū)、北泗、良塘等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，到正龍鄉(xiāng)略蒙水庫止，全長56．6 km。其中，明渠長21．3 km;隧洞 3 條長 26．5 km;渡槽 19處，長8．3 km;北干渠設提水泵站4座，裝機容量1628 kW。為滿足施工精度要求，需要建立高精度的高程控制網(wǎng)。測區(qū)已有資料：測區(qū)范圍內的1∶2000、1∶1 萬、1∶5 萬地形圖，用于踏勘選線;設計階段灌區(qū)內的國家水準點、GPS點及有關資料;前期灌區(qū)控制網(wǎng)、監(jiān)測網(wǎng)等有關資料。

二、作業(yè)依據(jù)與任務

作業(yè)依據(jù)以《水利水電工程施工測量規(guī)范》(DL/T 5173—2003)為主(下稱“主規(guī)范”)，參考《國家一、二等水準測量規(guī)范》(GB/T 12897—2006)，完成滿足總干渠、北干渠施工要求的高精度水準測量。按主規(guī)范第6．1．1條，大型水電水利工程混凝土建筑物首級高程控制網(wǎng)要求布設二等網(wǎng)，長約350 km，自西向東走向;埋設12個基準點及若干個工作基點。

三、軟硬件配備

使用的儀器設備主要包括：① 水準儀：Trimble DINI03電子水準儀、Ni007光學水準儀，標稱精度均高于±0．5mm/km;② 全站儀：徠卡TC02全站儀各一套等;③應用軟件：武漢大學COSA系統(tǒng)軟件;清華三維Nasew2003。

四、技術設計方案

1．系統(tǒng)的選擇

考慮到工程設計專業(yè)的設計資料沿用性，沿用上階段高程系統(tǒng)，即1956黃海高程系;鑒于本項目為從樂灘水庫引水到灌區(qū)的大型工程，必須聯(lián)測取水口所在的樂灘電站監(jiān)測點。

2．起算數(shù)據(jù)的優(yōu)化

測區(qū)內包含從I等到Ⅲ等不同等級的國家水準點。其中I等點2個，Ⅱ等點3個，Ⅲ等點2個。

1)方案1：采用所有7個國家點及水庫變形監(jiān)測點BM06作為起算。

2)方案2：只采用2個I等國家點及水庫變形監(jiān)測點BM06作為起算。

3)方案3：只采用水庫變形監(jiān)測點BM06作為起算。

經(jīng)對比綜合分析研究，最終采用方案2。

3．主要技術要求

主規(guī)范第6．2．1規(guī)定了施工水準測量的技術要求，見表1。

五、控制網(wǎng)實測

1．觀 測

水準測量觀測技術要求按第6．2．2條執(zhí)行，見表2、表 3。

表1 各方案優(yōu)缺點對比

表2 各等級水準測量的技術要求

表3 各等級水準測量的技術要求

測量過程中，還規(guī)定如下注意事項：

1)觀測應在標尺成像清晰、穩(wěn)定時進行，并用測傘遮陽，避免儀器被暴曬;因瓦尺使用尺撐固定，禁止用手扶代替尺撐。

2)將尺墊安置穩(wěn)妥防止碰動，測站通知遷站時后尺尺墊才能移動;嚴禁將尺墊安置在溝邊或坑中。

3)一測站觀測中不得再次調焦，旋轉儀器的傾斜螺旋和測微螺旋時，其最后均為旋進方向。

4)測段的往測與返測，測站數(shù)均為偶數(shù)，由往測轉為返測時兩標尺對調位置并重整儀器。

5)因測站觀測限差超限，在遷站前發(fā)現(xiàn)應立即進行重測;若遷站后發(fā)現(xiàn)則從水準點或間歇點起始重測。

6)往返測高差較差超限時應重測，重測后選用兩次異向合格結果。

2．水準面不平行改正

根據(jù)干渠的水準線路，各主要結點的水準面不平行改正計算見表4。

可見，干渠線路雖長約350 km，但走向自西向東，正常水準面不平行改正較小(1．34mm)，可忽略不計。

3．網(wǎng)平差

觀測線路175個測段閉合差計算全部合格。主干線6個附合線路閉合差計算情況見表5。

觀測高差表、點位精度表、點間精度表、高程平差成果表(略)。

4．精度評定

網(wǎng)平差后精度評定結果：單位權中誤差為0．000 698m，直接高程誤差為 0．000 698 m，間接高程誤差為0．001 396m，高程網(wǎng)中最弱點為河馬16，高程中誤差為0．004 206m，高程網(wǎng)中最弱相鄰點為LM12-L06-1，相對點位中誤差為0．000 766m，觀測值中誤差為0．000 747m。

表4 水準面不平行改正計算表

表5 主干線附合線路閉合差

六、結束語

在大型水利工程中，高精度的水準測量需注意的問題：

1)控制網(wǎng)宜沿用上階段高程系統(tǒng)，若為引水工程，還需引測取水處的水位觀測控制點，以確保高程系統(tǒng)的一致性。

2)高精度水準網(wǎng)所采用的儀器、標尺及觀測技術要求，必須嚴格按相關規(guī)范規(guī)定要求。

3)東西走向的水準路線的水準面不平行改正很小時可忽略不計。

4)高程控制網(wǎng)的起算數(shù)據(jù)選擇必須結合實際情況及工程特點，既要滿足設計精度要求，也應避免包含不同等級的國家點間的系統(tǒng)差異，以免造成人為精度損失。

[1]葉達忠，廖超明．桂中引水灌區(qū)工程三維GPS控制網(wǎng)建設技術研究[J]．測繪通報，2009(3)：39-41．