大中型水利工程測量方案設計探析

崔建明

（山西省水利水電勘測設計研究院，山西 太原 030024）

1 引言

大中型水利工程建設測量方案的設計，直接關系到工程建設的速度、成本、質量，是工程建設中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)。在工程建設過程中，方案設計和方案比較是取得良好工程建設效果的必要條件。然而，對于大中型水利工程建設，由于追求高效率，測量方案設計往往被忽略或設計不夠完善。部分設計人員或施工人員由于不懂測量工作，視測量方案設計可有可無。為提高工效、確保測量成果的可靠性、保障預測精度，必須認真做好測量方案的設計與精度估算。

2 測量設計思路

大中型水利工程測量方案設計，應以工程項目的實際需要、建設特點和周圍環(huán)境的復雜程度為基礎，以水利水電規(guī)劃測量規(guī)范和施工測量規(guī)范為依據(jù)，以大中型水利工程所處的地形分布狀況為依托分級布網(wǎng)，以最大限度地確保測量成果為宗旨，保質保量完成建設任務。

2.1 認真學習測量規(guī)范

測量規(guī)范是指導測量方案制定的依據(jù)，也是測量成果質量是否合格的標準，作為測量工作規(guī)程的基本要求，測量人員在制定測量方案前必須認真學習測量規(guī)范。

2.2 確定測量工作精度

2.3 控制網(wǎng)布設

控制網(wǎng)布設是大中型水利工程施工測量的關鍵環(huán)節(jié)。大中型水利工程多在地形相對復雜的山區(qū)，控制網(wǎng)布設難度大，測區(qū)布網(wǎng)精度很難全面兼顧，如大型水利樞紐工程測量的壩區(qū)、大型河流上的橋址等重要部位需進行重點加密。相反，不需要較高精度的部位由于地勢環(huán)境較好，可能會使布網(wǎng)精度很高，造成精度本末倒置現(xiàn)象。

控制網(wǎng)的布設應把握好以下兩點：一是室內布網(wǎng)，對于處在山高林密峽谷地帶的大中型水利工程，通視條件極差，現(xiàn)場布網(wǎng)十分困難，需要收集中小比例尺地形圖進行室內布網(wǎng)。控制網(wǎng)布設重點應放在下游，同時兼顧上游；二是現(xiàn)場勘查，當室內地形圖上布設好控制網(wǎng)后，應立即進行現(xiàn)場勘查，修改不合理的控制點點位，并繪制控制網(wǎng)略圖。

2.4 測繪基準選擇

測繪基準的選擇是測量方案設計的一個重要環(huán)節(jié)，目前我國測繪基準很多，基于長度變形和坐標系使用是否方便等方面考慮，在滿足測區(qū)內投影長度變形不大于2.5 cm/km的要求下，應進行如下選擇：一是采用統(tǒng)一的高斯正形投影3°帶平面直角坐標系統(tǒng)；二是采用高斯正形投影3°帶或任意帶平面直角坐標系統(tǒng)，投影面采用國家高程基準、測區(qū)抵償高程面或測區(qū)平均高程面；三是小測區(qū)或有特殊精度要求的控制網(wǎng)，采用獨立坐標系統(tǒng)；四是在已有平面控制網(wǎng)的地區(qū)，沿用原有的坐標系統(tǒng)。同時必須根據(jù)工程的性質和工程所在地區(qū)的自然條件選擇相應的坐標系統(tǒng)。

3 測量作業(yè)方案設計

測量作業(yè)方案設計包括作業(yè)要求設計、作業(yè)成本設計和作業(yè)成果質量控制設計。根據(jù)大中型水利工程項目對測量工作的精度要求、經(jīng)費需求、工期和進度等進行測量最佳作業(yè)方案設計尤為重要。其中，作業(yè)要求設計是根據(jù)測量精度要求合理安排作業(yè)儀器、作業(yè)方法等，按照經(jīng)費的多少合理選擇測量技術力量或尋找協(xié)作隊伍協(xié)同作業(yè)，盡可能節(jié)約內外業(yè)成本（特別是外業(yè)成本）等。

3.1 作業(yè)方案設計

首先根據(jù)測量精度要求，確定使用的儀器設備數(shù)量、作業(yè)方法和作業(yè)等級等內容。

水平角觀測使用WILD T2經(jīng)緯儀，按全組合方向法進行觀測，測前按照《國家三角測量和精密導線測量規(guī)范》中有關技術要求對儀器進行檢校。角度觀測嚴格按照《水利水電工程施工測量規(guī)范》Ⅳ等觀測技術要求進行觀測，測回數(shù)為4測回。

邊長觀測：采用WILD T2經(jīng)緯儀測角精度為2″的精度，對于施工控制網(wǎng)，為估算測角誤差和測邊誤差對控制點點位誤差的影響，采用等影響原則。對于標稱精度為1+1ppm的DI2002測距儀來說，測設1測回精度，但為避免發(fā)生錯誤，增加多余觀測，邊長觀測2測回。

為保證作業(yè)精度，必要時可在原精度的基礎上提高一個等級進行測量方案設計。進場人員可根據(jù)工期的緊迫性進行配置。

3.2 最低成本作業(yè)方案設計

最低成本作業(yè)方案設計就是通常說的最優(yōu)化測量方案設計，即根據(jù)規(guī)范的最低要求進行測量方案設計與作業(yè)，也即在確保規(guī)范最低要求的前提下，適當簡化測量要求與作業(yè)方案。

設計作業(yè)方案時，不能片面追求節(jié)省經(jīng)費、縮短工期，而忽略分級布網(wǎng)的基本原則，否則會造成精度衰減過快，難以滿足工程建設的基本要求，給工程建設帶來難以挽回的經(jīng)濟損失。

3.3 成果質量控制方案設計

成果質量控制的首要問題是確保測量成果的可靠性。在施工現(xiàn)場一旦出現(xiàn)差錯是難以發(fā)現(xiàn)的。為此，任何方案設計、作業(yè)方案必須保障測量過程中有足夠的測量校核條件。

4 結語

綜上所述，大中型水利工程施工前進行測量方案設計是確保測量成果的可靠性、保障測量預期精度、應對測量差錯及提高工效的必要環(huán)節(jié)。以方案制定的基本思路作為基本點，探討控制測量等級設計、控制網(wǎng)布網(wǎng)設計、測繪基準選擇和測量作業(yè)方案設計的方法、要求和注意事項，為工程建設特別是大中型水利工程建設質量奠定基礎。