論工程測量在水利水電工程建設(shè)中的重要性

楊玉平 楊玉華

（江西光興測繪有限公司江西上饒 334000）

論工程測量在水利水電工程建設(shè)中的重要性

楊玉平 楊玉華

（江西光興測繪有限公司江西上饒 334000）

水利水電工程的施工質(zhì)量直接影響到下游群眾的生命財產(chǎn)安全，而在水利水電工程施工中，測量工作直接影響到了水利水電的實際施工空間與圖紙仿真空間之間的吻合度管理、施工進度、整體質(zhì)量管理，以及水利水電工程施工完成后的壩體安全性評估等重要環(huán)節(jié)，所以，測量工作在水利水電工程建設(shè)過程中的重要性是必然的。

工程測量；水利水電工程；重要性

0 引言

工程測量工作在任何工民建工程中均有著重要的意義，在國家地理大數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，對于測量的精度和密度更是提出了嚴格的要求，要求對于任何道路、河流、湖泊等地物進行高精度的測量。與此同時，在水利施工中的控制測量工作對整個水利施工中的施工質(zhì)量管理也有著積極的促進作用。所以說，水利工程建設(shè)的過程中，有必要加強工程測量在工程中的管理力度，通過科學(xué)而嚴格個管理對水利水電工程施工進行全面的數(shù)據(jù)支持。

1 水利控制測量及放樣測量

使用測量用GPS或者雙模衛(wèi)星測量儀器，水利水電工程中對河道開挖邊界，巷道中心線，壩址中心線，壩址基礎(chǔ)邊界進行較全面的控制性測量。隨著衛(wèi)星儀器的使用，從三角鎖網(wǎng)、三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)等傳統(tǒng)測量方式，已經(jīng)逐漸被替代為GPS控制網(wǎng)、混合控制網(wǎng)等現(xiàn)代化控制測量技術(shù)。因為目前基站式GPS測量儀器的測量精度已經(jīng)達到了厘米級別，且水利工程一般處于較為開闊的地帶，附近鮮有高大建筑物或上空屏蔽建筑物，所以，GPS測量儀器對于整個水利控制測量工作能完全勝任。

而相比較平面坐標網(wǎng)，水利水電工程中的高程控制測量就顯得更為重要。因為水利水電工程的河床高程和壩頂高程必須嚴格控制，否則會影響水渠導(dǎo)水性和水渠運行安全性，對于大型水庫的建設(shè)，更是如果高程控制不合理，輕則會影響水電發(fā)電效率，給水輪機控制帶來困難，重則會直接影響到大壩運行的安全。

因為RTK技術(shù)的廣泛使用，在清理河道的過程中，以及在堤壩建設(shè)的過程中，我們會高密度的對整個工程進行基于質(zhì)量控制的追蹤式測量，通過若干控制點的反復(fù)測量，能得到施工過程的放樣偏差，可以在第一時間與計算機內(nèi)的設(shè)計模型和實際施工模型進行比對，從而制定應(yīng)急措施，以確保整個施工過程均在高精度的狀態(tài)下進行。見圖1。

圖1 RTK系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 基巖變形測量

水利水電建設(shè)的絕大部分工程屬于巖土工程，其工程主體為河床的開挖、疏通以及土石壩的壘砌。這些工程施工過程中，會出現(xiàn)因為改變地層壓力導(dǎo)致的地層壓力應(yīng)力變化的狀態(tài)。這些狀態(tài)主要表現(xiàn)為開挖部分的底鼓和壘砌部分的下陷。因為這些變形量最初往往以毫米計，所以在數(shù)米乃至數(shù)十米的工程尺度內(nèi)，用肉眼難以發(fā)現(xiàn)，而當這些壩體或者河床因為這些應(yīng)力不平衡原因完全失穩(wěn)時，會直接導(dǎo)致不可逆的工程事故。所以，我們在施工過程中，使用高程網(wǎng)對這些工程點進行變形測量，是施工安全的有效保障。

在實際施工過程中，應(yīng)視工程尺度的大小，在施工現(xiàn)場布置一系列的變形測量點，對這些測量點進行反復(fù)測量，一般以天為周期，記錄其實際變形量，并將這些變形量出入計算機軟件系統(tǒng)進行推算，以確定基巖是否已經(jīng)失穩(wěn)。一般的推算方式采用曲線回歸的算法進行。

以某地攔河壩工程為例，我們在357米長度的攔河壩上布置了4個變形觀測點，觀測點平均海拔583.244米，進行了45天的連續(xù)觀測，所有點的日變形量均可以控制在±0.05米之內(nèi)，45天四個觀測點的沉降均在0.1米左右。排除因為車輛碾壓等原因造成的觀測點高程變化，基本可以認為該壩體的沉降在穩(wěn)定的范圍內(nèi)。通過曲線回歸的方式使用SPSS19對其進行了分析。見圖2。主要測試方法一般分為3個步驟：

首先，把數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，得到一個二維表格。然后，求出每一個數(shù)據(jù)與前一天數(shù)據(jù)的變化量。最后，對這個變化量進行曲線回歸，觀察數(shù)據(jù)變化趨勢，以得到其數(shù)據(jù)變化量的變化狀態(tài)。

圖24 個測量點變化趨勢的曲線回歸分析結(jié)果

該分析結(jié)果可以看出，雖然四個測量點在測量初期均出現(xiàn)了較為明顯的沉降，但是，45天的過程中，Logarithmic回歸認為其變化趨勢已經(jīng)無線接近于零，Cubic回歸甚至認為其變化趨勢有出現(xiàn)正值的可能。從工程力學(xué)和巖土力學(xué)的角度分析，土石壩建設(shè)初期，其沉降是在所難免的，只要在工程建設(shè)初期的沉降階段之后，系統(tǒng)趨于逐漸穩(wěn)定的狀態(tài)，就認為系統(tǒng)在工程學(xué)角度是安全的。

3 測量工作在水利水電工程中的重要性

3.1 基巖變形量的獲取只能通過測量工作實現(xiàn)

基巖變形量對于工程安全的重要性不言而喻，而在目前的技術(shù)條件下，我們尚沒有可以選用的自動檢測基巖變形的自動化探頭設(shè)備。所以，我們只能在實際施工過程中重點解決基巖變形量的追蹤測量。只需要在高程網(wǎng)中選擇足夠的高程變化控制點，每天對這些控制點的變形量進行測量，就可以便捷地得到這些高程控制點的高程精確變化情況。

因為大部分基巖應(yīng)變在工程上的體現(xiàn)都是在基巖高程的變化方面，所以，通過合理控制，測量工作可以有效降低工程出現(xiàn)不可逆的沉降失穩(wěn)。因為測量工作是目前技術(shù)條件下控制沉降量的唯一手段，因此，基巖變形測量工作的必要性是毋庸置疑的。

3.2 工程施工質(zhì)量控制與工程測量密切相關(guān)

通過最初的施工放點測量，可以將施工關(guān)鍵點在施工之前予以布置，如果沒有測量工作預(yù)先放置的施工參考點，施工過程就無法實現(xiàn)施工現(xiàn)場與設(shè)計圖紙的結(jié)合。同時，在施工過程中，因為現(xiàn)在的RTK技術(shù)可以使得系統(tǒng)可以迅速放置足夠密集的放樣點和放樣控制點。這些點可以在CASS系統(tǒng)中實現(xiàn)較為平滑的實際測量與設(shè)計圖紙的對比圖，且通過閉合分析，可以得到施工整體效果與設(shè)計之間的量化偏差，從而對施工整體效果做出量化的評估。

也就是說，不論是在施工前還是施工中，精準的測量工作都可以為施工建立起實際空間與圖紙仿真空間之間的關(guān)系。使用先進的計算機輔助管理技術(shù)，可以對工程質(zhì)量進行更好的追蹤和評價。這是測量工作在水利水電建設(shè)工作中的現(xiàn)實意義。

3.3 測量工程可以與施工績效相結(jié)合

通過現(xiàn)場測量，我們可以較為精確的得到土石壩修建進度及質(zhì)量和河床整理工程的工程進度及質(zhì)量。通過這些進度和質(zhì)量的管理，投資方可以較為清晰的對施工隊伍建立起績效考核量化標準。測量工作可以使得這些標準更加的具有說服力，目前，基于測量工作的績效管理已經(jīng)在大部分水利水電工地開始使用，并且取得了較顯著的效果。

目前的工程安全管理理念認為，從業(yè)者素質(zhì)、設(shè)備運行狀態(tài)、工作場地環(huán)境控制和生產(chǎn)管理體系建設(shè)是影響施工安全的四個唯一且必要作用因素，而生產(chǎn)管理體系建設(shè)是從業(yè)者素質(zhì)、設(shè)備運行狀態(tài)、工作場地環(huán)境控制三個因素的先決條件。在生產(chǎn)管理體系建設(shè)的領(lǐng)域內(nèi)，測量工作與生產(chǎn)績效的結(jié)合體系建設(shè)是其中的一個較為重要的組成部分。因為精益化管理體系的要求，在管理中的每一個參數(shù)都需要進行量化才可以實現(xiàn)計算機輔助管理系統(tǒng)的輔助評定，而測量工作恰恰是將施工質(zhì)量的“好與壞”轉(zhuǎn)化為“對與錯”的先決條件。所以說，在工程精益化管理的實現(xiàn)過程中，測量工作起到的作用是相當重要的。

4 結(jié)束語

總之，測量工作不論在施工前期的參考點部署，還是在施工過程中的施工質(zhì)量及施工進度管理控制，以及在施工后的工程安全質(zhì)量監(jiān)控工作中，都起到了至關(guān)重要的作用。測量工程的精度，直接關(guān)系到了施工質(zhì)量管理和工程安全評估的結(jié)果。當然，測量工作也是水利水電工程整體施工體系中的一個組成部分，它沒有辦法取代施工體系中的其他環(huán)節(jié)，但筆者認為，測量工作的細微紕漏，有可能造成整個水利水電工程前功盡棄，甚至更加嚴重的衍生后果，所以，測量工作在于水利水電工程中的重要性是毋庸置疑的。

［1］李芬花．水利水電工程系統(tǒng)的風(fēng)險評估方法研究［D］．北京：華北電力大學(xué)博士論文，2011.

［2］張海水．關(guān)于測量在水利水電工程建設(shè)中的重要性研究［J］．中華民居(下旬刊)，2013（36）：86-89.