引漢濟渭調(diào)水工程高程控制網(wǎng)復(fù)測成果質(zhì)量分析評價

王寧

（陜西省水利電力勘測設(shè)計研究院測繪分院陜西西安710002）

引漢濟渭調(diào)水工程高程控制網(wǎng)復(fù)測成果質(zhì)量分析評價

王寧

（陜西省水利電力勘測設(shè)計研究院測繪分院陜西西安710002）

本文以引漢濟渭調(diào)水工程高程控制網(wǎng)復(fù)測為例，敘述了復(fù)測網(wǎng)形優(yōu)化及觀測過程，外業(yè)觀測高差的檢驗與平差精度指標(biāo)，復(fù)測與首期高程成果比較分析，評價復(fù)測成果的質(zhì)量，驗證復(fù)測的必要性。

引漢濟渭工程；復(fù)測；成果質(zhì)量；分析評價

1 項目概況

引漢濟渭調(diào)水工程是將陜西省陜南漢江流域調(diào)水至秦嶺北側(cè)的渭河流域關(guān)中地區(qū)，解決關(guān)中地區(qū)水資源短缺，改善渭河流域生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)陜西省境內(nèi)水資源優(yōu)化配置，是促進關(guān)中地區(qū)和全省經(jīng)濟社會發(fā)展的跨流域調(diào)水工程。

為了滿足引漢濟渭調(diào)水工程規(guī)劃設(shè)計與施工建設(shè)的需要，2010年3月～9月在整個工程區(qū)域各個施工建筑物位置（包括：黃金峽水利樞紐、三河口水利樞紐、秦嶺隧洞1#～7#施工支洞口及出口）建造水準(zhǔn)點，建立二等水準(zhǔn)高程控制網(wǎng)并完成了首期觀測，時隔5年后于2015年3月～5月再次對該網(wǎng)進行了復(fù)測，其目的是為了檢驗水準(zhǔn)點的穩(wěn)定性，確保工程建設(shè)的高程基準(zhǔn)安全。

2 復(fù)測技術(shù)方案

2.1 網(wǎng)形優(yōu)化

本次復(fù)測時，黃三公路大坪隧道已經(jīng)貫通，因此，本次復(fù)測技術(shù)方案對2010年建網(wǎng)的網(wǎng)形進行了局部優(yōu)化，復(fù)測網(wǎng)形去掉了Ⅱ周西25（佛坪縣境內(nèi)貓兒梁）經(jīng)洋縣金水鎮(zhèn)至Ⅱ周西39水準(zhǔn)路線，縮短了水準(zhǔn)路線長度；在大河壩鎮(zhèn)重新埋設(shè)水準(zhǔn)結(jié)點ⅡDHBJ1，構(gòu)成的復(fù)測高程控制網(wǎng)形如圖1所示。

2.2 高程網(wǎng)起閉水準(zhǔn)點

高程控制網(wǎng)起閉水準(zhǔn)點仍采用建網(wǎng)的起算點起算，詳況如下：

（1）秦嶺北側(cè)周至縣境內(nèi)的國家一等水準(zhǔn)（永樂環(huán)線）Ⅰ永漢40水準(zhǔn)點作為高程控制網(wǎng)的起閉點之一，并以Ⅰ永漢35水準(zhǔn)點作為校標(biāo)點；

（2）建網(wǎng)時采用的秦嶺南側(cè)西鄉(xiāng)縣境內(nèi)的國家一等水準(zhǔn)（漢光線）Ⅰ漢光20基水準(zhǔn)點丟失，故本次復(fù)測采用Ⅰ漢光19水準(zhǔn)點作為高程控制網(wǎng)的起閉點之一，并以度誤差、正常水準(zhǔn)面不平行性、重力異常等3項改正；在主水準(zhǔn)線路下聯(lián)測的各個建筑物區(qū)的水準(zhǔn)線路測段高差僅施加了標(biāo)尺長度誤差改正和正常水準(zhǔn)面不平行性改正，未進行重力異常改正。

圖1 基礎(chǔ)高程結(jié)點網(wǎng)圖

3 外業(yè)觀測高差數(shù)據(jù)驗算與平差精度

3.1 外業(yè)觀測高差數(shù)據(jù)驗

復(fù)測高程控制網(wǎng)共有238個測段，其測段往返測高差不符值均小于規(guī)范要求，其中：小于1/3限差有205個測段計840.4km，優(yōu)級測段里程占總里程的74.9%，在1/2～1/3限差之間有32個測段計283.0km，良級測段里程占總里程的25.1%。經(jīng)統(tǒng)計計算：每千米水準(zhǔn)測量偶然中誤差為±0.48mm，小于規(guī)范允許值±1.0mm的精度要求。

復(fù)測高程網(wǎng)中，形成的I永漢40至I漢光19、I漢光19至I漢光34、I永漢40至I漢光34等三條附合水準(zhǔn)路線高程閉合差，均小于二等水準(zhǔn)測量允許的高程閉合差，詳見下表2所示。計算每千米水準(zhǔn)測量全中誤差為±1.09mm，小于規(guī)范允許值± 2.0mm的精度要求。

說明外業(yè)觀測高差數(shù)據(jù)均符合二等水準(zhǔn)測量要求，可進行高程網(wǎng)數(shù)據(jù)處理。

3.2 高程控制網(wǎng)平差

平差高程網(wǎng)平差采用I永漢40、I漢光34、I漢光19等3個國家一等水準(zhǔn)點作為起算點，平差軟件采用清華山維公司研制的“NASEW智能網(wǎng)平差系統(tǒng)”，將整個工程區(qū)域經(jīng)改正后的水準(zhǔn)測段高差統(tǒng)一構(gòu)成二等結(jié)點整體網(wǎng)。高程控制網(wǎng)平差后主要精度：最弱點（BM207）的高程中誤差±8.6mm，滿足《水利水電工程施工測量規(guī)范》SL52-2013的規(guī)定，即最末級高程控制點相對于首級高程控制的高程中誤差（混凝土建筑物）應(yīng)不超過± 10mm。

表1 校標(biāo)點檢測精度統(tǒng)計表

表2 附合水準(zhǔn)路線高程閉合差統(tǒng)計表

表3 Ⅱ周西25～Ⅱ周西41區(qū)段觀測長度與高差對比統(tǒng)計表

表4 Ⅱ周西25～Ⅱ周西41區(qū)段觀測長度與高差對比統(tǒng)計表

綜上所述，本次高程控制網(wǎng)測量精度滿足規(guī)范的要求，其復(fù)測高程成果準(zhǔn)確、可靠。

4 復(fù)測成果對比分析

4.1 復(fù)測與首期高程成果的數(shù)據(jù)對比計算

高程控制網(wǎng)復(fù)測完成后，將復(fù)測與首期高程成果的數(shù)據(jù)對比計算其差值，依據(jù)復(fù)測技術(shù)設(shè)計書要求，其兩期測量的高程之差△Hi的限差按下式（4.1.1-1）計算：

式中：m1——為高程點首期測量的高程中誤差，mm；

m2——為高程點本期復(fù)測的高程中誤差，mm。

依次進行復(fù)測與首期高程成果的數(shù)據(jù)對比計算，結(jié)果統(tǒng)計見附表1所示。

由附表1可以看出：

（1）在各個建筑物區(qū)域的水準(zhǔn)點本次復(fù)測與首期測量高程進行比較，其差值均小于f△H，說明該區(qū)域的水準(zhǔn)點穩(wěn)定、無沉降變化；

（2）二等周西主線水準(zhǔn)點復(fù)測高程差值，除Ⅱ周西12～Ⅱ周西21、Ⅱ周西39～Ⅱ周西41、Ⅱ周西48點等水準(zhǔn)點復(fù)測高差差值略大于f△H（原因分析下面另述）外，其余點復(fù)測高程差值均小于f△H。

4.2 水準(zhǔn)點的復(fù)測高程差值超限原因分

4.2.1 關(guān)于Ⅱ周西12～Ⅱ周西21區(qū)段8個水準(zhǔn)點的穩(wěn)定性分析

本次復(fù)測的外業(yè)觀測時段為2015年3～4月份，首期測量的外業(yè)觀測時段為2010年7～8月份，兩期外業(yè)觀測期間溫差較大，而測段高差均未考慮溫度改正。溫度改正的影響值。溫度改正數(shù)δt為：

δt=∑[(t-t0)·α·h]。

式中：t——標(biāo)尺溫度，單位：℃；t0——標(biāo)尺長度檢定溫度，單位：℃；α——標(biāo)尺銦瓦帶膨脹系數(shù)，1.3×10-6mm/(m·℃)；h——測溫時段中的測站高差，單位：m。

2010年觀測時段7～8月份秦嶺山區(qū)平均氣溫取25℃時，2015年觀測時段3～4月份秦嶺山區(qū)平均氣溫取15℃時，秦嶺北側(cè)周至縣境內(nèi)I永漢40至秦嶺封頂Ⅱ周西15的區(qū)段高差達1270m，兩期觀測高差因溫度差影響的改正數(shù)為：

δt=10×1270m×1.3×10-6=16.5mm

綜合上所述數(shù)據(jù)分析認為，該區(qū)段水準(zhǔn)點兩期高程較差大于f△H的主要原因是未溫差改正的影響，如果加上溫差改正數(shù)，那么，該區(qū)段水準(zhǔn)點的高程較差就小于f△H，因此，說明Ⅱ周西12、Ⅱ周西14、Ⅱ周西15、Ⅱ周西17、Ⅱ周西18、Ⅱ周西19、Ⅱ周西20、Ⅱ周西21等8個水準(zhǔn)點應(yīng)該是穩(wěn)定的、無沉降變化。4.2.2關(guān)于Ⅱ周西40、Ⅱ周西41等2個水準(zhǔn)點穩(wěn)定性的分析。

（1）Ⅱ周西25～Ⅱ周西39區(qū)段路線

首期觀測從Ⅱ周西25（貓兒梁）沿G108國道經(jīng)金水鎮(zhèn)至Ⅱ周西39（良心溝）；復(fù)測時，大坪隧道已經(jīng)貫通，其觀測路線是從Ⅱ周西25（貓兒梁）沿佛坪至石泉省道經(jīng)金水鎮(zhèn)后，穿越大平隧道至Ⅱ周西39（良心溝），兩期高差觀測路線走向、長度、測站數(shù)等相差較大，如右圖2所示。

圖2 Ⅱ周西25～Ⅱ周西41區(qū)段路線圖

圖3 Ⅱ周西48沉降關(guān)系圖

（2）Ⅱ周西39～Ⅱ周西40區(qū)段路線

首期觀測從Ⅱ周西39開始，路線繞行黃金峽水庫樞紐區(qū)連測水準(zhǔn)點后至Ⅱ周西40；復(fù)測時，其觀測路線是從Ⅱ周西39直接至Ⅱ周西40，如圖2所示。因此，兩期高差觀測路線走向、長度、測站數(shù)相差也較大。由此帶來高差之較差偏大，如表3所示，應(yīng)該說是復(fù)測高差優(yōu)于首期觀測高差，也可以認為Ⅱ周西40、Ⅱ周西41等2個水準(zhǔn)點是穩(wěn)定的、無沉降變化。4.2.3關(guān)于Ⅱ周西48點的穩(wěn)定性的分析判斷

（1）測段高差分析

統(tǒng)計對比Ⅱ周西45～Ⅱ周西49區(qū)段觀測長度與高差如下表4所示。

（2）依據(jù)Ⅱ周西45～Ⅱ周西48、Ⅱ周西48～Ⅱ周西49等2個測段首期觀測及本次復(fù)測高差，建立沉降矢量關(guān)系圖如圖3所示，由此分析認為：Ⅱ周西48水準(zhǔn)點發(fā)生沉降變化。

5 結(jié)語

對重大飲水工程-引漢濟渭工程高程控制網(wǎng)復(fù)測是十分必要的。

（1）本次引漢濟渭調(diào)水工程高程控制網(wǎng)復(fù)測，優(yōu)化了網(wǎng)形，對丟失和破壞的水準(zhǔn)點重新埋設(shè)標(biāo)石，又在黃（金峽）三（河口）隧洞1#、2#、3#、4#等4個支洞口布設(shè)了隧洞施工貫通洞外水準(zhǔn)點，納入復(fù)測水準(zhǔn)路線統(tǒng)一進行觀測和數(shù)據(jù)處理，這不僅是確保了整個工程高程基準(zhǔn)的統(tǒng)一，而且更重要的是檢驗了工程各個建筑物處水準(zhǔn)點基準(zhǔn)的穩(wěn)定性。

（2）復(fù)測高程與首期高程差值對比，有3個區(qū)段內(nèi)個別水準(zhǔn)點的差值略大于允許限差，通過分析變化原因，驗證復(fù)測成果的質(zhì)量，為復(fù)測成果的使用提供可靠的依據(jù)。陜西水利

（責(zé)任編輯：暢妮）

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