水電站工程測量技術(shù)及測繪新技術(shù)應(yīng)用

曹官軍 王戰(zhàn)新 龔明勇

摘 要：測量技術(shù)貫穿于水電站工程建設(shè)和運(yùn)行的全過程，而且其中的任一施工環(huán)節(jié)都必須要有良好測量技術(shù)的支持，才能保證測量的準(zhǔn)確性與科學(xué)性，維護(hù)好工程建設(shè)的安全與質(zhì)量。伴隨著現(xiàn)代科技的迅猛發(fā)展，越來越多的測量技術(shù)和儀器設(shè)備被應(yīng)用到了水電站工程建設(shè)當(dāng)中，顯著提高了測量工作的質(zhì)量和效率，同時也節(jié)省了多個方面的資源。為了進(jìn)一步推動水電站事業(yè)的發(fā)展，保證工程的社會以及經(jīng)濟(jì)效益，就必須要提高對測量技術(shù)的研究力度，不斷完善測量技術(shù)的應(yīng)用體系。本文圍繞測繪新技術(shù)及其在水電工程測量中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，并結(jié)合具體案例對測繪新技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行了說明。

關(guān)鍵詞：水電站;工程測量;技術(shù)開發(fā);技術(shù)應(yīng)用

1水電站項(xiàng)目施工測量各項(xiàng)準(zhǔn)備工作與基本步驟

1.1施工測量準(zhǔn)備

1.1.1對施工設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行了解

在對水電站工程進(jìn)行施工測量的過程中，測量人員必須要對施工圖紙認(rèn)真分析并研究，深入了解設(shè)計(jì)圖紙中提到的平面及高程等控制點(diǎn)搞成洗漱。同時，施工測量階段，水電廠施工現(xiàn)場與控制范圍必須要得到保障。

1.1.2施工中測量精度的確定

根據(jù)我國相關(guān)規(guī)定，根據(jù)（水利水電項(xiàng)目測量規(guī)范）SL52__2015要求測量水電站項(xiàng)目。此外，測量人員還要認(rèn)真分析施工現(xiàn)場情況，以此為項(xiàng)目施工確定測量標(biāo)準(zhǔn)。另外，為了合理安排后期施工，系統(tǒng)化測量斷面施工，碎部施工測量精確度

1.1.3測量儀器的檢校

在施工之前，需要保證水電站施工測量的精準(zhǔn)度，測量人員根據(jù)相關(guān)規(guī)定去檢查測量儀器，正常來講，該項(xiàng)工作都是有專門的負(fù)責(zé)人員，在檢查完成之后，還應(yīng)當(dāng)由具體憑證，為水電站后期順利進(jìn)行竣工驗(yàn)收創(chuàng)造條件。

1.2項(xiàng)目施工基本測量步驟

1.2.1對控制點(diǎn)做好復(fù)測

水電站項(xiàng)目建設(shè)中，復(fù)測并復(fù)核施工企業(yè)提供的所有控制點(diǎn)是十分重要的，切忌直接測量。完成復(fù)測后，還要講復(fù)測報(bào)告提供給施工企業(yè)。

1.2.2為施工測量設(shè)立控制網(wǎng)

復(fù)測與合并好所有控制點(diǎn)后，進(jìn)一步確立施工控制網(wǎng)。建設(shè)施工控制網(wǎng)時，不僅需要與現(xiàn)場實(shí)際的地形地質(zhì)情況結(jié)合，同時還應(yīng)當(dāng)具備一定的整理觀念。需要充分考慮到水電站的建設(shè)需求。一般調(diào)價情況下，通視條件好、地勢廣闊且范圍控制區(qū)域作為控制點(diǎn)。所需要注意的主要有建設(shè)方所提供的資料。（正常情況下，水電站的施工測量比例尺圖形都會選擇1：2000）與此同時，施工單位還需要認(rèn)真勘察現(xiàn)場，從而深入了解導(dǎo)線、水混及三角點(diǎn)等標(biāo)志性情況。另外，對項(xiàng)目建設(shè)區(qū)域內(nèi)的地貌、地質(zhì)與地形等情況掌握基礎(chǔ)上，平面控制網(wǎng)前提下合理選擇施工技術(shù)。此外，完整儲存三角點(diǎn)，地點(diǎn)選擇必須要穩(wěn)固，以此合理推算控制網(wǎng)點(diǎn)大地與施工等坐標(biāo)。

項(xiàng)目施工中，平面一級控制網(wǎng)點(diǎn)的布置也是必不可少的。控制網(wǎng)點(diǎn)確定好后，再進(jìn)行開挖與基巖施工，在基巖頂部安裝中心開孔鋼板，用于強(qiáng)制歸心。完成埋設(shè)工作后，外業(yè)測量要過段時間再進(jìn)行。水電站項(xiàng)目施工中，一級控制網(wǎng)點(diǎn)的復(fù)核是首要施工任務(wù)，同時為建設(shè)單位提供復(fù)核報(bào)告，再由監(jiān)理工程師審核該成果。假若審核結(jié)果符合水電站項(xiàng)目建設(shè)要求或規(guī)范，施工企業(yè)要結(jié)合現(xiàn)有成果開展施工并盡可能提高其使用效率。反之，最終審核結(jié)果不符合水電站項(xiàng)目建設(shè)要求與施工規(guī)范，建設(shè)企業(yè)要上報(bào)通知施工單位，以此為水電站獲得準(zhǔn)確的施工測量精度提供保障，之后施工單位根據(jù)要求進(jìn)行返工，隨后再次提交復(fù)核報(bào)告，最終保證滿足復(fù)核要求。

1.3項(xiàng)目施工放樣

水電站項(xiàng)目施工中，為了有效獲得準(zhǔn)確而可靠的施工放樣數(shù)據(jù)，一般情況需要采用內(nèi)外業(yè)相結(jié)合的施工方法。

嚴(yán)格依照水電站設(shè)計(jì)方案與要求進(jìn)行施工放樣。例如，如果施工場地平坦的化，就要根據(jù)實(shí)際情況對放樣精度進(jìn)行降低，合理選用平尺與鋼尺等做好施工測量。填筑路堤段進(jìn)行施工放樣時，首選要在堤路邊線或中線做好放樣工作，再借助相關(guān)器具準(zhǔn)確測量各層填筑范圍。條件允許情況下，采用全站儀開展施工放樣工作。在測量水電站工程相關(guān)部委時，需要盡可能安排監(jiān)理工程師監(jiān)督施工現(xiàn)場情況，確保獲得準(zhǔn)確測量結(jié)果基礎(chǔ)上，開展后續(xù)施工流程。

2控制施工測量質(zhì)量的建議

2.1合理選擇加密點(diǎn)

第一：精密導(dǎo)線網(wǎng)，將精密導(dǎo)線點(diǎn)、平面加密及GPS等控制點(diǎn)融合起來。高程加密及精密水準(zhǔn)點(diǎn)相互配合共同構(gòu)成附和與閉合線路;第二：對于平面加密點(diǎn)，其相鄰變長差距必須要適宜，太小或太大都不行，將高程加密點(diǎn)距離控制在300米范圍內(nèi)，如果情況特殊的話，邊長可高于100米;第三：注意GPS與相鄰平面加密點(diǎn)之間垂直角不能超過30°;第四：假若施工場地出現(xiàn)沉降變形，則該場地不能布置加密點(diǎn)。

2.2合理布設(shè)加密點(diǎn)

水電站施工測量中，完成加密點(diǎn)復(fù)測后，為平面加密點(diǎn)合理制定控制方案，要結(jié)合水電站項(xiàng)目實(shí)際施工情況，結(jié)合首級控制點(diǎn)合理確定施工方案。另外合理布設(shè)加密點(diǎn)，并準(zhǔn)確測量閉合導(dǎo)線，以此確保施工與監(jiān)控測量滿足水電站施工測量要求。

2.3準(zhǔn)確測量加密點(diǎn)

平面測量過程中，全站儀是首選施工測量儀器。水準(zhǔn)點(diǎn)加密時，所選測量技術(shù)應(yīng)為國家二級或以上標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合條碼尺與中緯電子水準(zhǔn)儀，提高符合水準(zhǔn)線路測量的準(zhǔn)確性，在對加密點(diǎn)進(jìn)行測量之前，需要根據(jù)監(jiān)理工程師認(rèn)可，從根本上保障測量精度與精密導(dǎo)線技術(shù)測量要求，實(shí)現(xiàn)測量技術(shù)的統(tǒng)一。數(shù)據(jù)測量前，嚴(yán)密平差法的應(yīng)用是十分重要的，另外監(jiān)理工程師應(yīng)注意測量結(jié)果的批準(zhǔn)，水平測量工作中，原控制樁及加密點(diǎn)的測量必不可少，以此為水準(zhǔn)線路的形成奠定良好的基礎(chǔ)。精密導(dǎo)線測量中，原有控制樁形成的附和與閉合等導(dǎo)線是真要的測量參考標(biāo)準(zhǔn)。

2.4嚴(yán)格復(fù)核工程量與測量地形

水電站項(xiàng)目主體環(huán)節(jié)施工前，復(fù)核項(xiàng)目開挖量是十分重要的，首先需要對開挖工程量有一個準(zhǔn)確的估計(jì)，選擇比例分別為1：200與1：500的斷面與平面圖。結(jié)合地形斷面圖，對工程開挖量進(jìn)行計(jì)算。同時，由監(jiān)理工程師負(fù)責(zé)審核計(jì)算結(jié)果，以此為項(xiàng)目竣工結(jié)算奠定良好的基礎(chǔ)。項(xiàng)目完成開挖后，測量每一環(huán)節(jié)斷面圖與基礎(chǔ)竣工地形，計(jì)算基礎(chǔ)工程量前提下，施工資料要準(zhǔn)備好。

3水電站工程測量新技術(shù)的運(yùn)用

對于技術(shù)，不能只停留在紙面上的研究，技術(shù)需要不斷地結(jié)合實(shí)際，在實(shí)際的使用中，不斷發(fā)展問題，解決問題，實(shí)現(xiàn)對技術(shù)的完善改進(jìn)。

3.1控制性測量

一座水電站從設(shè)計(jì)到建造，從竣工到運(yùn)營時管理都是一個復(fù)雜的過程。水電站大多數(shù)都是選址在崇山峻嶺中，這些地域大多被植被覆蓋，因此嚴(yán)重影響測試工作者的視線，進(jìn)行光學(xué)測量的通視條件也比較不足，并且這些地區(qū)的控制點(diǎn)也較少，這些因素都對測試工作的開展較為不利。在這種情況下使用光學(xué)測量會產(chǎn)生較大的誤差，而改用GPS等全球定位技術(shù)，能擺脫這些地形、氣候和時間對測量的限制，使用全球定位系統(tǒng)能更好地為水電站工程建設(shè)提供各種精確地所需數(shù)據(jù)，極大地提高了工作的效率。

3.2在地下管網(wǎng)測量中的應(yīng)用

在水電站工程施工中，有時需要在地下鋪設(shè)管網(wǎng)，但由于不同時期工程施工使得地下本身就存在一些鋪設(shè)好的管網(wǎng)，在此情況下，對水電站工程建設(shè)所需管網(wǎng)進(jìn)行鋪設(shè)就會進(jìn)一步增加地下管網(wǎng)的復(fù)雜性。為保證不破壞地下原有管線，就必須采用足夠精確地測量技術(shù)對地下現(xiàn)有管線進(jìn)行準(zhǔn)確探測。基于這一施工需求，水電站工程地下管網(wǎng)測量就為測繪新技術(shù)在其中的應(yīng)用創(chuàng)造了條件，提供了理論支持。根據(jù)地下管網(wǎng)具有分布復(fù)雜、種類繁多、專業(yè)性強(qiáng)、涉及不同部門多等特點(diǎn)分析，在實(shí)際測量中首先就需要探測清楚地下管網(wǎng)的種類、材質(zhì)、規(guī)格與具體分布位置等相關(guān)信息，然后在明確水電站地下管網(wǎng)鋪設(shè)要求的基礎(chǔ)上，合理選擇探測儀器與探測方法。測繪新技術(shù)憑借精確地測量手段、高效的測量時間而在水電站工程地下管網(wǎng)測量中得到了較好的應(yīng)用。

3.3在工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用

工程變形監(jiān)測在水電站工程建設(shè)中是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，開展此項(xiàng)工作的主要目的在于對大壩的位移、整體傾斜變形情況進(jìn)行監(jiān)測，以便及時采取補(bǔ)救措施，預(yù)防安全事故發(fā)生，減少經(jīng)濟(jì)損失。對于水電站工程變形監(jiān)測而言，其監(jiān)測環(huán)境較為復(fù)雜特殊，對監(jiān)測技術(shù)與監(jiān)測人員的專業(yè)水平要求較高，若采用一般的、常規(guī)的變形監(jiān)測技術(shù)很難滿足工程變形監(jiān)測需要與測量精度要求。這就需要采用測繪新技術(shù)來擔(dān)任工程變形監(jiān)測這一重要任務(wù)。測繪新技術(shù)在水電站工程變形監(jiān)測中的應(yīng)用，可以達(dá)到毫米級甚至亞毫米級測量精度，可以獲取有效的絕對平面位移與相對垂直監(jiān)測數(shù)據(jù)，因而能夠較好地滿足工程變形監(jiān)測精度要求。這是傳統(tǒng)工程變形監(jiān)測技術(shù)所無法達(dá)到的測量精度，也是測繪新技術(shù)所具有的一個突出優(yōu)勢。

4實(shí)例分析

在某市河流上游山洪與水土流失治理工程中，著重對河流上游東、西支流域進(jìn)行綜合治理。測區(qū)為山地海拔48米至490米，高差大;正值夏季山上樹木高大且植被茂密，蟲蛇盛行對測量帶來不便。東支和西支主干流都有水泥路車行交通便利，花園支流、程家灣支流及新建的道路則交通困難，只有人行小路，且植被茂密工作不便。由于周圍的國家級控制點(diǎn)很多都已破壞，測區(qū)又位于山區(qū)，從測區(qū)附近引點(diǎn)進(jìn)行GPS靜態(tài)測量和水準(zhǔn)控制測量工作量巨大，且在工程上報(bào)省發(fā)改委批復(fù)的時間上無法完成。遂采用省CORS（網(wǎng)絡(luò)RTK）的方式，在測區(qū)內(nèi)以3km基線長度均勻布設(shè)控制點(diǎn)進(jìn)行采集。測區(qū)共布設(shè)了16個點(diǎn)，并聯(lián)測了一個國家C級點(diǎn)和一個Ⅲ水準(zhǔn)點(diǎn)，利用南方測繪軟件的GPS4.4GNSS數(shù)據(jù)處理進(jìn)行七參數(shù)計(jì)算以獲得區(qū)域轉(zhuǎn)換模型。轉(zhuǎn)換后的水平殘差精度最大為6mm，高程殘差精度最大為12mm，所得模型符合工程測量精度要求。遂利用CORS（網(wǎng)絡(luò)RTK）測量點(diǎn)作為測區(qū)首級控制進(jìn)行逐級加密，測量地形圖和斷面。傳統(tǒng)的山區(qū)利用全站儀測量，測量的視距離斷和轉(zhuǎn)點(diǎn)次數(shù)多，精度逐步下降。且山區(qū)陡峭很多地方不好架設(shè)儀器，樹木植被多通視情況差。這次我們采用RTK電臺和網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的方式測量，能在不通視的情況下測量，效率較全站儀測量提高數(shù)倍。這次測區(qū)的房屋等地物比較密集，用人工測量費(fèi)時費(fèi)力，遂采用攝影測量影像來處理，采用數(shù)字測圖和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)制圖。此次任務(wù)在3個月后順利地完成，及時地提交測量資料。這次工程順利完成再次證明利用測量新技術(shù)可以滿足現(xiàn)代工程要求的高精度，快速地測量，保證國家各種項(xiàng)目的及時開工建設(shè)。為測量新技術(shù)的應(yīng)用獲得更廣闊的空間。

結(jié)束語

水電站工程中的測量工作是水電站工程重要支柱之一，大大地減輕了工程施工人員的工作量，提高了工程的效率與質(zhì)量，它為水電站工程的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn)。目前各種高新科學(xué)技術(shù)運(yùn)用于測量工程中，實(shí)行信息化、數(shù)字化后各種新技術(shù)可以互相的滲透、互相促進(jìn)。更好地為工程的建設(shè)提供數(shù)據(jù)的支持。周密而準(zhǔn)確的測量工作在工程建設(shè)之初、建設(shè)時一直到工程竣工后都起著重要的作用，測量工作貫穿整個工程的建設(shè)，為工程起著不可磨滅的巨大作用?，F(xiàn)在科學(xué)技術(shù)日新月異，隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的不斷完善，日后的測量技術(shù)應(yīng)向著一體化的技術(shù)，自動化的采集與處理，智能化的測量工作，可視化、信息化的測量數(shù)據(jù)，共享化的測量成果等方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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