施工控制網(wǎng)在水利工程中的優(yōu)化設計分析

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摘要：水利工程是一項非常復雜的工程，其施工中受到環(huán)境的影響最為深刻，因此測放工作的展開就顯得尤為重要。在測放工程中，施工控制網(wǎng)的精度又對水利工程的建設有著直接的影響。在此將對并對于越南地區(qū)上昆嵩水電站的本施工段為1#施工支洞及引水隧洞TBM掘進段施工情況為例，闡述控制網(wǎng)的設計與實施過程，并對控制網(wǎng)的優(yōu)化提出幾點建議。

關鍵詞：施工控制網(wǎng)；越南上昆嵩水電站水利工程；優(yōu)化

前言

隨著GPS技術的進步，在施工控制網(wǎng)的規(guī)劃設計階段已經(jīng)基本脫離首級控制網(wǎng)的需求，通常會直接進行圖根級控制。在進行水利工程施工的時候要避免按照圖測比例尺進行施工，而是要貼合工程的測放要求和工程特點進行設計，盡最大可能的滿足工程要求。

一、越南上昆嵩水電站工程概況

上昆嵩水電站位于越南崑嵩省公伯隴縣的Dak Nghe江上，處在西山河流域梯級開發(fā)電站的上游地區(qū)，本次施工主要是對引水發(fā)電工程的設計及土建施工。根據(jù)地質結果測量分析，發(fā)現(xiàn)昆嵩水電站引水隧洞的地質條件極差，存在洞室埋深大、地應力高、高壓涌突水等多種地質混合，很容易發(fā)生塌方、巖爆、突涌水等地質災害，威脅施工人員的生命安全。施工控制網(wǎng)的運用在對于工程的高精度測量就顯得尤為重要。

二、越南上昆嵩水電站控制網(wǎng)的設計方案

（一）技術要求與施工精度要求

在越南昆嵩水電站工程中，本施工段的主長為12.993km。根據(jù)水工隧洞開挖極限貫通誤差表的可以得出它的橫向、縱向、豎向的極限貫通誤差分別為±640km、±640km、±320km.在它的相向（單向）開挖長度（含支洞）誤差分別為如下表所示。

表1 貫通中誤差分配值表

相向（單向）開挖長度

（含支洞）KM誤差名稱洞外測量洞內(nèi)測量全部貫通測量

12～14橫向（mm）±200±250±320

12～14縱向（mm）±200±250±320

12～14豎向（mm）±75±100±125

根據(jù)規(guī)范和設計要求，洞內(nèi)采用三、四等水準進行測量。如下表。

表2 水準測量的精度要求

水準等級每公里高差中數(shù)的偶然中誤差（mm）水準等級每公里高差中數(shù)的偶然中誤差（mm）

3±34±5

因為橫向貫通以及豎向貫通誤差會對隧洞貫通造成影響，因此只對橫豎向貫通誤差進行計算。因為洞內(nèi)在沒有貫通前都屬于支導線，為了方便計算，橫向貫通誤差可以看做是支導線的點位誤差。

1.估算過程

本洞全長（12993m）分別采用300m、400m、500m、600m的邊長進行估算如下：

根據(jù)公式：

本洞邊長300m：

=245.68mm

本洞邊長400m：

=213.92mm

本洞邊長500m：

=190.99mm

本洞邊長600m：

=176.56mm

通過上面的計算，600米的邊長和水工隧洞12-14KM的貫通誤差相接近，因此如果洞內(nèi)的能見度如果允許，可以選擇600米的洞內(nèi)導線邊長，保證施工的要求。

2.豎向貫通誤差估算

本次估算本洞，根據(jù)公式：

本洞：

mh=25.49<60

注：本洞的長度12.993km因考慮需往返測，故路線按增加一倍計算。

所以，采用四等水準可以滿足豎向貫通誤差的要求。故采用三、四等水準測量。

（二）平面點的布設

1.考慮方便施工放樣，將洞外控制點布置在洞口附近，根據(jù)地理條件，在適合的位置埋設標點，盡量能與洞外三個首級控制點通視。埋標方法如下：將30cm×30cm、厚10mm的鋼板在四邊角下邊焊40cm長的螺紋鋼筋4根，埋設在混凝土地面中。在埋設標點上的鐵板中心焊接帶有十字花的螺紋鋼筋，鐵板上澆筑10cm混凝土，并在外表面刷上紅色油漆。然后按三等平面控制外、內(nèi)業(yè)要求施測標點坐標。施測選擇在適合的天氣情況下進行。

2.洞內(nèi)控制點埋設，采用電動沖擊鉆在洞底板開挖后較完整的巖基面上打孔，孔徑25mm，孔深20～30cm，然后將30～35cm長的同徑鋼筋插入孔內(nèi)裝入錨固劑并用鐵錘打實，用鋼鋸在鋼筋頂面鋸十字槽，作為標點中心。制作完成后可進行洞內(nèi)導線測量。

（三）施測方法

1.水平角觀測

（1）計算左角和右角的閉合差

（2）計算導線方位角的閉合差：

水平角觀測遵循下列規(guī)定：

①需要確保成像清楚和穩(wěn)定，這樣才能觀測。在晴好天氣的日出時刻、日落時刻和中午前后，如果成像非常模糊，不能進行觀測。

②在觀測中，要確保儀器和外界環(huán)境溫度保持一致才可以。

③在旋轉儀器時，要保持平穩(wěn)和勻速；不能過度擰緊制動螺旋；要采用微動螺旋的中間部位。當目標精確對準時，要旋動微動螺旋。

④在測量時，儀器的偏移值不能超過一格。如果偏移值和限值接近時，要整平儀器。

2.測距觀測

水平角觀測結束后，進行測距觀測。

測距遵循下列規(guī)定：

（1）經(jīng)過氣象、加乘常數(shù)改正后的斜距，才能化為水平距。

（2）測距邊的氣象改正按儀器說明書給出的公式計算。

（3）測距邊的加、乘常數(shù)改正應根據(jù)儀器檢定的結果計算。

（4）測距儀等級1級，測距測回數(shù)2。一次照準后，四次測距。

測距邊長經(jīng)過氣象改正后的水平距，根據(jù)業(yè)主單位提成果使用說明：

按下式歸算到洞線平均高程面700m。

D0

3.高程測量

采用NA2型水準儀（每公里往返測高程精度0.7mm）和紅、黑雙面尺進行三等高程測量。

要在標尺成像清楚穩(wěn)定的情況下進行水準觀測，要使用尺撐對水準尺進行固定，不能使用手扶進行替代。要放置好尺墊，避免發(fā)生碰撞，在需