草街航電樞紐工程船閘土建及金屬結(jié)構(gòu)施工測量

石磊，王成遠(yuǎn)

（中交一航局第三工程有限公司，遼寧 大連 116001）

重慶草街航電樞紐工程船閘土建及金屬結(jié)構(gòu)施工測量實施中，首先應(yīng)對首級控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測、校核，為場區(qū)內(nèi)施工控制網(wǎng)的布設(shè)、復(fù)測、校核及放樣等做好準(zhǔn)備。重慶草街航電樞紐工程共有4個標(biāo)段的參建單位，隨著工程進(jìn)展，原有的施工控制點已不能滿足施工進(jìn)度要求，為了協(xié)調(diào)統(tǒng)一各參建單位的控制點坐標(biāo)，避免出現(xiàn)系統(tǒng)誤差，由測量監(jiān)理工程師牽頭組織四個標(biāo)段的測量部門，對整個場區(qū)的施工控制網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)合測量，完成在建項目的控制點加密工作，為以后的金屬結(jié)構(gòu)安裝創(chuàng)造條件。

1 船閘土建施工測量

1.1 首級控制網(wǎng)（或控制點）檢驗、校核

工程開工時，由建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位共同對首級控制網(wǎng)（或控制點）進(jìn)行交點工作，并辦理書面交接手續(xù)。根據(jù)建設(shè)單位及監(jiān)理單位提供的控制點成果表，對各控制點進(jìn)行逐個尋找辨認(rèn)，對首級控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測校核，成果上報監(jiān)理和規(guī)劃部門審核。通常在有條件的情況下，使用GPS和全站儀兩種測量儀器綜合測量以保證精度。在重慶嘉陵江草街航電樞紐船閘工程中，采用GPSRTK-DGPS（差分實時動態(tài)）測量和全站儀導(dǎo)線測量兩種方法進(jìn)行復(fù)測校核，測量精度達(dá)到JTS 131—2012《水運工程測量規(guī)范》[1]中GPS測量和導(dǎo)線測量的主要技術(shù)要求。

1.1.1 GPSRTK-DGPS測量

測量儀器為美國產(chǎn)GPS，1臺Trimble5700，2臺Trimble R7。儀器精度：RTK-DGPS測量點位精度為10mm+1×10-6D；高程精度為20mm+2×10-6D。

平面控制精度：GPS相鄰兩點間基線長度精度計算，相鄰點間的距離中誤差：

式中：a為接收機(jī)精度中的固定誤差，10mm；b為比例誤差，b=1×10-6；D為相鄰點間的距離。

高程控制精度：至少采用3個有效控制測區(qū)的等級點；已知點間距均小于規(guī)范要求的15 km；規(guī)范要求“至少1個以上等級水準(zhǔn)點作為校核點”[1]。

1.1.2 測量儀器Leica TCR12002

儀器精度2 mm+2×10-6D；平面和高程控制精度應(yīng)符合《水運工程測量規(guī)范》導(dǎo)線測量和三角高程測量的主要技術(shù)要求。

1.2 建立施工測量控制網(wǎng)

1）在施工區(qū)內(nèi)按規(guī)范要求建立施工控制網(wǎng)并對施工控制網(wǎng)進(jìn)行施測，測量精度應(yīng)達(dá)到《水運工程測量規(guī)范》的主要技術(shù)要求，并報監(jiān)理和規(guī)劃部門復(fù)核無誤后，有專人負(fù)責(zé)保護(hù)和定期校核。施工前，對定位軸線進(jìn)行布測、閉合。以建立的施工控制網(wǎng)為基準(zhǔn)，利用前方交匯法，用全站儀測設(shè)本區(qū)工程的主軸線控制樁，并利用主樁引測各單位工程控制樁，在構(gòu)筑物四周設(shè)置永久性控制點，測量閉合誤差不超過3mm?？刂戚S線施測到現(xiàn)場后，應(yīng)保護(hù)好控制軸線標(biāo)志不被破壞，定期檢查各軸線點的坐標(biāo)。

2）使用全站儀測設(shè)施工控制網(wǎng)點坐標(biāo)，測回數(shù)應(yīng)不少于1個測回。

3）施工控制網(wǎng)點、水準(zhǔn)點、建（構(gòu)）筑物主軸線等控制點標(biāo)志應(yīng)設(shè)置牢固穩(wěn)定，不下沉，不變位，并用混凝土保護(hù)，重點標(biāo)志可加設(shè)護(hù)欄圍護(hù)。

4）高程控制。根據(jù)提供的等級水準(zhǔn)點標(biāo)志，用水準(zhǔn)儀引測到施工場地附近便于監(jiān)控的位置。高程引測應(yīng)進(jìn)行往返一個測回，其閉合誤差值不得大于值（n為引測站數(shù)）。閉合誤差值在允許范圍內(nèi)時，可按水平距離比例作相應(yīng)修正。

1.3 計算開挖放坡坡度，定出開挖邊線位置

利用施工控制網(wǎng)（或控制點）采用逐點趨近法測定開挖邊線位置并做出標(biāo)記；開挖坡度應(yīng)采用樣板或現(xiàn)場測量嚴(yán)格控制；基礎(chǔ)開挖完成后，坑底標(biāo)高應(yīng)經(jīng)校核無誤，之后把軸線和標(biāo)高引測到坑內(nèi)墊層面上，放樣出基礎(chǔ)的平面尺寸。

1.4 沉降觀測

1）沉降位移觀測的主要內(nèi)容。通過布設(shè)控制網(wǎng)，按相關(guān)精度要求，定期定點對上下游主副導(dǎo)航墻在建設(shè)過程中的沉降位移進(jìn)行觀測，直至工程竣工驗收，移交使用單位。

2）沉降位移觀測方案

①精度指標(biāo)與觀測儀器的選擇。根據(jù)設(shè)計要求和現(xiàn)行國家《工程測量規(guī)范》[2]、《建筑變形測量規(guī)程》[3]及交通運輸部《水運工程測量規(guī)范》中對沉降位移觀測的各項規(guī)定，結(jié)合本工程的具體特點，選擇變形測量的二級標(biāo)準(zhǔn)作為本項沉降位移觀測的精度指標(biāo)，見表1。

②沉降位移觀測是船閘工程中精度較高的測量工作，儀器設(shè)備、布設(shè)路線、觀測方法及人員素質(zhì)等都會影響觀測數(shù)據(jù)的精度。該測量中選擇2″級精度全站儀，配合水準(zhǔn)尺進(jìn)行作業(yè)。

表1 變形觀測點的觀測精度和適用范圍Table 1 The observation accuracy and application scope of deformation observation point

3）觀測路線的布設(shè)

①基準(zhǔn)點、工作基點的設(shè)置?；鶞?zhǔn)點由測區(qū)業(yè)主提供。以觀測條件較好的CJ03點和CJ05點作為主基點，CJ07點作為校核點。在上下引航道分別設(shè)立1個工作基點，各形成1個閉合環(huán)，檢測起始數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

②沉降位移觀測點布設(shè)在導(dǎo)航墻頂層，距導(dǎo)航墻前沿線80 cm，間距90 m，二次曲線段及直線段分別布設(shè)。觀測點采用銅制觀測釘，用電鉆鉆孔，插入觀測釘后用高強(qiáng)砂漿灌注固定。

4）觀測方法及注意事項。沉降觀測采用精密幾何水準(zhǔn)測量方法進(jìn)行。觀測過程中，各項偏差控制及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理按照國家《建筑變形測量規(guī)程》中各項規(guī)定執(zhí)行。

5）對于建筑物變形的觀測周期，有關(guān)測量規(guī)范、規(guī)程都沒作統(tǒng)一規(guī)定，根據(jù)以往經(jīng)驗，結(jié)合本工程施工方案，確定觀測周期為30 d。

導(dǎo)航墻施工期間如遇特殊情況，應(yīng)立即進(jìn)行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測，及時提供觀測數(shù)據(jù)，確保構(gòu)筑物安全。

2 人字門安裝測量控制

草街航電樞紐工程永久船閘為一級船閘，設(shè)有2個閘首，共有2套人字閘門。上閘首門高30.5m，下閘首門高30.9m，厚2.0m，單扇門葉寬均為13.8 m。人字閘門安裝測量精度為：兩底樞中心點距離誤差、底樞中心點與頂樞中心點的同心（垂直）誤差均不大于±2 mm；兩底樞中心之間和兩頂樞中心之間的相對高差誤差均應(yīng)小于±2 mm；同側(cè)頂、底樞中心點的相對高差不大于±3 mm。人字閘門頂樞拉架的錨固采用一期混凝土預(yù)埋預(yù)應(yīng)力錨桿的方式，其預(yù)應(yīng)力錨桿的位置必須與人字閘門旋轉(zhuǎn)中心保持嚴(yán)密的相對關(guān)系，因此錨桿的預(yù)埋誤差不得大于±2mm。

2.1 人字閘門中心點測設(shè)

2.1.1 人字閘門底樞中心點的測設(shè)

1）以永久船閘專用控制網(wǎng)點為基準(zhǔn)，依據(jù)設(shè)計數(shù)據(jù)，在專用控制網(wǎng)點上安置儀器，測定人字閘門底樞中心點O1、O2及船閘中心線M1、M2。

2） 分別在底樞中心點O1、O2上架設(shè)全站儀及配套棱鏡，全站儀及配套棱鏡必須經(jīng)過檢定且在有效期內(nèi)，然后精確測定O1、O2之間的距離，并與設(shè)計值比較，判斷其是否滿足精度要求，同時檢查混凝土墻面的距離，以判斷其是否存在系統(tǒng)差或粗差。

2.1.2 人字閘門底樞系統(tǒng)安裝局域網(wǎng)的建立

如圖1，由O1、O2、M1、M2組成大地四邊形網(wǎng)。以O(shè)1、O2為起算點，按DL/T 5173—2003《水利水電工程施工測量規(guī)范》之二等測邊網(wǎng)技術(shù)要求進(jìn)行觀測。經(jīng)嚴(yán)密平差計算出M1、M2的坐標(biāo)。M1、M2在施工過程中要加以特別保護(hù)。

圖1 人字閘門底樞系統(tǒng)安裝局域網(wǎng)圖Fig.1 Installing the localarea network for bottom pintle system ofm itregate

2.2 人字閘門頂、底樞安裝測量

2.2.1 人字閘門頂、底樞高程控制點的測設(shè)

根據(jù)船閘專用控制網(wǎng)的高程基準(zhǔn)點，采用全站儀三角高程測量法，將高程引測到O1或O2附近混凝土面上并做標(biāo)記，再采用水準(zhǔn)測量法把高程引測至頂樞，如圖2所示。懸掛鑒定的鋼帶尺配以標(biāo)準(zhǔn)重量的重錘，在底樞平面和頂樞工作平臺同時安置水準(zhǔn)儀，同時讀取鋼帶尺讀數(shù)，將高程傳遞至頂樞平面，然后將其引測到頂樞平面的側(cè)墻或混凝土面上。

2.2.2 人字閘門底、頂樞座安裝測量步驟

圖2 高程傳遞示意圖Fig.2 Sketch ofheight transm ission

1） 底樞座（蘑菇頭）吊裝后，在M2上架設(shè)全站儀，精確對中整平。后視M1，然后測定蘑菇頭的中心，將其精確調(diào)整到底樞中心上。

2）就位后，使用經(jīng)過鑒定的鋼帶尺，或分別在底樞中心點O1、O2上架設(shè)經(jīng)對中器校驗、在檢定有效期內(nèi)的全站儀及配套棱鏡，精確丈量2個蘑菇頭中心的實際距離。

3）使用水準(zhǔn)儀測量蘑菇頭的高程，與設(shè)計值進(jìn)行比較。

4）平面位置和高程需要反復(fù)調(diào)整，直至蘑菇頭中心的平面位置和頂面高程均滿足設(shè)計要求，然后將其焊接固定。

5）頂樞中心點的測設(shè)是根據(jù)定位后的底樞中心點，采用鋼絲重錘引測到高于頂樞適當(dāng)位置預(yù)先安裝好的懸臂支架上，懸臂支架在施工中要重點加以保護(hù)。

6）船閘人字閘門安裝精度高、施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，采用上述的控制網(wǎng)建立和測量放樣方法，能夠滿足人字閘門的安裝精度。

3 結(jié)語

船閘工程及金屬結(jié)構(gòu)精度高、施工現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，采用上述的控制網(wǎng)建立和測量放樣方法，能夠滿足船閘工程及金屬結(jié)構(gòu)人字閘門的安裝精度。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，儀器設(shè)備的更新，電腦、全站儀、GPS定位系統(tǒng)、水深測深儀、各種配套的應(yīng)用軟件更多地應(yīng)用到測量工作當(dāng)中，減輕了測量人員的外業(yè)勞動強(qiáng)度，提高了工作效率和測量作業(yè)精度，這就要求進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握新的測量儀器的操作方法，熟悉各種應(yīng)用軟件的使用，提高綜合能力，以適應(yīng)新形式下工程的需要。

[1]JTS 131—2012，水運工程測量規(guī)范[S].JTS 131—2012,Specifications for port and waterway engineering survey[S].

[2]GB 50026—2007，工程測量規(guī)范[S].GB 50026—2007,Code forengineeringsurveying[S].

[3]JGJ/T 8—1997，建筑變形測量規(guī)程[S].JGJ/T 8—1997,Specifications for building deformation measurements[S].