分析水利水電測(cè)量中的誤差及控制策略

李 濤

（中國(guó)水利水電第八工程局有限公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

測(cè)量是水利水電工程中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)，隨著我國(guó)水利水電工程施工技術(shù)的不斷提高，我國(guó)在水利測(cè)量的精準(zhǔn)度已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)較高的標(biāo)準(zhǔn)，但是，仍然會(huì)存在誤差，而測(cè)量誤差的存在會(huì)對(duì)工程的最終質(zhì)量造成一定影響，因此，必須要加強(qiáng)對(duì)測(cè)量誤差的控制，提高水利水電工程的最終質(zhì)量。

1 水利水電工程測(cè)量誤差

近幾年，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到了快速發(fā)展，這在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)水利水電工程行業(yè)的發(fā)展，水利水電工程為人們提供了大量的能源。水利水電工程建設(shè)具有較高的技術(shù)含量，在工程建設(shè)過程中，建設(shè)規(guī)劃、施工放樣、施工建筑變形觀測(cè)各項(xiàng)工作內(nèi)容都必須保證較高的準(zhǔn)確性，只有這樣才能確保工程最終質(zhì)量能夠達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。否則工程質(zhì)量存在問題，將會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，甚至?xí)鹑藛T傷亡。水利水電工程測(cè)量是工程建設(shè)每一個(gè)環(huán)節(jié)提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的支持，確保工程建設(shè)能夠依據(jù)規(guī)劃進(jìn)行。

現(xiàn)階段，水利水電工程測(cè)量工作主要是通過人工操作方式實(shí)現(xiàn)，在測(cè)量過程中，為了確保最終測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，應(yīng)當(dāng)在采用高科技精密儀器和技術(shù)基礎(chǔ)上，反復(fù)觀察，對(duì)比測(cè)量結(jié)果。但是，通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，每次測(cè)量結(jié)果都會(huì)存在一定差距，并且這是一種普遍現(xiàn)象，測(cè)量結(jié)果與實(shí)際結(jié)果時(shí)間的差距也就測(cè)量誤差。

2 水利水電工程測(cè)量存在誤差的原因

2.1 測(cè)量?jī)x器因素引起的誤差

科技的快速發(fā)展使現(xiàn)代水利水電工程測(cè)量過程中采用的工具已經(jīng)十分先進(jìn)，比較常用的先進(jìn)設(shè)備具有空間定位技術(shù)的水準(zhǔn)儀，儀器在具體應(yīng)用過程中，在測(cè)量速度和精度方面都具有明顯優(yōu)勢(shì)，可以快速地獲取到高精度的測(cè)量結(jié)果。但是，在具體應(yīng)用過程中，因?yàn)閼?yīng)用不合理，或者沒有做好相應(yīng)的保養(yǎng)工作，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。

2.2 人為因素引起的誤差

人工測(cè)量過程中不會(huì)存在一定誤差，人工感官引起的誤差與測(cè)量?jī)x器相比更大，具體測(cè)量過程中，在未找到更好的方法取代人工測(cè)量前，測(cè)量誤差是無法避免的。人工引起的誤差滲透到了水利水電工程中每一個(gè)方面，例如，在對(duì)測(cè)量?jī)x器進(jìn)行應(yīng)用過程中，因?yàn)楣ぷ魅藛T的專業(yè)能力、測(cè)量期間的情緒、工作態(tài)度等，都可能會(huì)對(duì)最終的測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生一定影響[1]。測(cè)量作業(yè)過程中，如果某一項(xiàng)測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)了誤差，將會(huì)對(duì)后續(xù)測(cè)量結(jié)果造成影響。

2.3 自然條件影響

一般來說，水利水電工程所在區(qū)域的環(huán)境十分惡劣，地勢(shì)情況較為復(fù)雜，在環(huán)境下進(jìn)行測(cè)量，難度較大，測(cè)量作業(yè)期間，一些細(xì)微的失誤都會(huì)引起較大誤差。例如，測(cè)量區(qū)域鎳環(huán)境復(fù)雜，地面存在較多建筑物時(shí)，會(huì)影響通視條件；光線強(qiáng)度會(huì)對(duì)讀數(shù)的準(zhǔn)確性造成一定影響[2]。

3 控制水利水電工程測(cè)量誤差的有效措施

3.1 科學(xué)應(yīng)用測(cè)量設(shè)備，做好儀器保養(yǎng)

在利用測(cè)量設(shè)備對(duì)水利水電工程進(jìn)行測(cè)量時(shí)，應(yīng)當(dāng)作好以下幾項(xiàng)工作：（1）選擇地面平坦、通視條件好得點(diǎn)安裝測(cè)量設(shè)備。（2）對(duì)具體觀測(cè)位置進(jìn)行確定后，要固定好儀器腳架，盡量保持儀器穩(wěn)定，避免儀器在測(cè)量作業(yè)過程中發(fā)生波動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在誤差[3]。（3）如果測(cè)量時(shí)，風(fēng)較大，為了減少儀器在應(yīng)用期間發(fā)生晃動(dòng)，應(yīng)當(dāng)盡量放低儀器，減少風(fēng)測(cè)量?jī)x器的影響，提高測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)度。

在采用測(cè)量?jī)x器前，要對(duì)其進(jìn)行校驗(yàn)，在該過程中，發(fā)現(xiàn)儀器存在問題，要及時(shí)對(duì)存在的問題進(jìn)行處理，避免測(cè)量作業(yè)采用不合理的儀器進(jìn)行測(cè)量，導(dǎo)致測(cè)量存在較大誤差。

此外，還要做好對(duì)測(cè)量?jī)x器的保養(yǎng)工作。水利水電工程測(cè)量工作中采用的都是精密度很高的儀器，一旦發(fā)生碰撞，儀器的精度將會(huì)受到影響，會(huì)影響最終測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)程度。因此，在測(cè)量?jī)x器具體應(yīng)用過程中，測(cè)量人員要愛護(hù)測(cè)量?jī)x器，各項(xiàng)操作都必須要嚴(yán)格的依據(jù)相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行，對(duì)于測(cè)量?jī)x器應(yīng)當(dāng)輕拿輕放，避免由于取放不合格對(duì)測(cè)量?jī)x器的性能造成影響。取出測(cè)量?jī)x器后，應(yīng)及時(shí)將測(cè)量?jī)x器固定在三腳架上，避免儀器掉落導(dǎo)致儀器損壞。測(cè)量作業(yè)期間，若測(cè)量?jī)x器存在故障，要及時(shí)對(duì)存在故障的儀器進(jìn)行維修，使其性能能夠得以恢復(fù)，保證測(cè)量?jī)x器在測(cè)量過程中的性能可以滿足測(cè)量需求。針對(duì)測(cè)量?jī)x器中的物鏡、目鏡，不得用手直接觸摸，如果需要對(duì)物鏡和目鏡進(jìn)行擦拭，必須要利用專業(yè)毛巾進(jìn)行，以免損壞鏡頭。

3.2 提高測(cè)量人員專業(yè)能力

為了確保測(cè)量工作的順利進(jìn)行，測(cè)量人員在具體工作中一方面要對(duì)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行積累，另一方面還要通過不同的學(xué)習(xí)，提升自身的專業(yè)能力。對(duì)測(cè)量人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，從而使測(cè)量人員操作測(cè)量?jī)x器設(shè)備的能力，以及處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)的能力都能夠得到進(jìn)一步提升，進(jìn)而使水利輸電工程測(cè)量的效率和精度都能夠得到進(jìn)一步提高[4]。具體測(cè)量期間，觀測(cè)人員和記錄人員要應(yīng)當(dāng)做好溝通、形成默契，盡量減少因?yàn)橄嗷ズ献鞑荒醵鸬恼`差。

3.3 消除自然因素造成的不良影響

水利水電工程具體測(cè)量過程中，測(cè)量操作容易受外界因素影響。例如，陽(yáng)光折射、溫度等自然因素，測(cè)量區(qū)域內(nèi)的土壤松軟也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量區(qū)域內(nèi)的測(cè)量?jī)x器在作業(yè)過程中出現(xiàn)沉陷、位移等；此外，溫度的改變，以及日曬都會(huì)對(duì)儀器在具體應(yīng)用過程中的平整性產(chǎn)生影響。可見，在水利水電工程測(cè)量工作正式開展前，應(yīng)當(dāng)依據(jù)具體情況，選擇合適的測(cè)量時(shí)間，并且要盡量消除外界因素對(duì)測(cè)量結(jié)果造成的不良影響。通常來說，測(cè)量工作應(yīng)當(dāng)盡量選擇在溫度適宜、陰天、微風(fēng)或無風(fēng)環(huán)境下開展。如果在具體測(cè)量過程中，測(cè)量區(qū)域的土壤松軟，技術(shù)人員要進(jìn)行多次測(cè)量，盡量降低誤差，也可以將尺墊置于水準(zhǔn)尺的下面，避免測(cè)量過程中水準(zhǔn)尺發(fā)生下沉現(xiàn)象，從而達(dá)到縮小誤差目的。

3.4 測(cè)量人員要端正工態(tài)度

水利水電工程測(cè)量工作主要由測(cè)量人員完成，因?yàn)楦黜?xiàng)工作經(jīng)常在惡劣的環(huán)境中進(jìn)行，所以，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致測(cè)量人員在具體工作期間產(chǎn)生消極態(tài)度，經(jīng)常想要盡快結(jié)束測(cè)量工作，這種消極的工作態(tài)度，勢(shì)必會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成一定影響。測(cè)量人員在測(cè)量作業(yè)過程中，應(yīng)當(dāng)端正自己的工作態(tài)度，對(duì)每一項(xiàng)測(cè)量工作都要認(rèn)真、負(fù)責(zé)，良好的工作態(tài)度能夠提高測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性[5]?？梢?，測(cè)量作業(yè)過程中，不僅要通過培訓(xùn)提升測(cè)量人員的專業(yè)能力，而且還要端正工作人員的態(tài)度，例如可以通過合理的獎(jiǎng)懲措施，使測(cè)量人員在工作中認(rèn)真工作，盡量減少因?yàn)闇y(cè)量人員工作態(tài)度而引起的誤差[6]。

此外，測(cè)量人員要加強(qiáng)對(duì)圖紙的了解，技術(shù)人員要明確設(shè)計(jì)圖紙的意圖，具體放線作業(yè)要嚴(yán)格的依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行，對(duì)工程測(cè)量的精度加以明確，最終依據(jù)測(cè)量類型、要求，完成對(duì)測(cè)量?jī)x器的選擇[7]。

4 工程實(shí)例分析

水利水電工程測(cè)量事項(xiàng)復(fù)雜的工作，下面以廈門抽水蓄能電站中的洞室測(cè)量為例進(jìn)行分析。

4.1 工程概況

廈門抽水蓄能電站位于福建省廈門市同安區(qū)汀溪鎮(zhèn)境內(nèi)本工程主要永久建筑物按1級(jí)建筑物設(shè)計(jì)，次要永久建筑物按3級(jí)建筑物設(shè)計(jì)。電站洞室針對(duì)本工程特點(diǎn)，為便于提高效率，將采用現(xiàn)有國(guó)內(nèi)比較成熟的洞內(nèi)施工放樣軟件，大大減輕內(nèi)業(yè)的工作量，加快施工放樣的速度。

4.2 洞室的控制測(cè)量

洞內(nèi)導(dǎo)線根據(jù)洞口投點(diǎn)向洞內(nèi)作引申測(cè)量，洞口投點(diǎn)納入控制網(wǎng)內(nèi)，由洞口投點(diǎn)傳遞進(jìn)洞方向的聯(lián)接角測(cè)角中誤差，不超過測(cè)量等級(jí)的要求。

由于支導(dǎo)線無檢核條件，故在隧道內(nèi)測(cè)量中采用主、副導(dǎo)線閉合環(huán)作為地面控制測(cè)量。所謂主、副導(dǎo)線閉合環(huán)，是一條主導(dǎo)線和一條與它并行的副導(dǎo)線在隧道洞口附近相連而成的閉合環(huán)。主導(dǎo)線要求測(cè)邊和測(cè)角，而副導(dǎo)線只測(cè)角，不測(cè)邊長(zhǎng)。這樣就形成一個(gè)內(nèi)角和條件。通過角度平差，采用角度的平差值和邊長(zhǎng)的觀測(cè)值沿主導(dǎo)線即可計(jì)算主導(dǎo)線各點(diǎn)坐標(biāo)。雖然坐標(biāo)的傳算只能通過主導(dǎo)線，但洞內(nèi)導(dǎo)線進(jìn)洞時(shí)的聯(lián)系方向既可在主導(dǎo)線上，也可在副導(dǎo)線上。導(dǎo)線點(diǎn)沿路線中線布設(shè)，導(dǎo)線邊長(zhǎng)≥200 m。每隔2～3條邊閉合一次形成主、副導(dǎo)線閉合環(huán)。

洞室測(cè)量采用三、四等水準(zhǔn)測(cè)量，布設(shè)為單一水準(zhǔn)路線，測(cè)量采用往、返測(cè)的方法。最后成果取往返、測(cè)高差的平均值。布設(shè)水準(zhǔn)點(diǎn)時(shí)每個(gè)洞口附近埋設(shè)的水準(zhǔn)點(diǎn)不少于兩個(gè)，兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差以安置一次儀器即可聯(lián)測(cè)。

水準(zhǔn)點(diǎn)的高程與路線水準(zhǔn)點(diǎn)采用統(tǒng)一高程。采用洞口附近一個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)的高程作為起算高程。

洞內(nèi)水準(zhǔn)路線均為支水準(zhǔn)路線，因此，必須用往返測(cè)量進(jìn)行檢核。為了滿足洞內(nèi)襯砌施工需要，水準(zhǔn)點(diǎn)的密度要達(dá)到安置儀器后，可直接后視水準(zhǔn)點(diǎn)就能進(jìn)行施工放樣而不需要遷站的要求。水準(zhǔn)點(diǎn)的間距≤200 m。具體測(cè)量過程中，采用的各項(xiàng)測(cè)量?jī)x器都到了工程要求標(biāo)準(zhǔn)，并且測(cè)量人員的專業(yè)能力和態(tài)度都滿足工程測(cè)量要求，確保了最終測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性，為工程建設(shè)提供了有利的數(shù)據(jù)支持。

5 結(jié)語(yǔ)

水利水電工程測(cè)量過程中，許多因素都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)誤差。因此，在實(shí)際測(cè)量中要合理應(yīng)用測(cè)量?jī)x器，并且要選擇綜合能力過硬的測(cè)量人員，只有這樣才能保證最終測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。