淺析特高壓電力線路測(cè)量技術(shù)

林漢云

（福建永福電力設(shè)計(jì)股份有限公司 福建福州 350108）

1 工程概況

工程名稱：準(zhǔn)東（新疆準(zhǔn)東）-華東（安徽皖南）±1100kV 特高壓直流輸電線路工程。線路長(zhǎng)度約3321km（包括長(zhǎng)江大跨越2.9km），線路的沿線海拔區(qū)間在10～2300m 之間，地形起伏較大，沿線途經(jīng)新疆、甘肅省、寧夏、陜西省、河南省、安徽省6 省。其中,新疆614km，甘肅省1282.5km，寧夏187.5km，陜西省404km，河南省530.5km，安徽省302.5km。本公司承擔(dān)其中131.1km 線路測(cè)量任務(wù)：起于河南省新野縣后丁北鎮(zhèn)、止于河南省桐柏縣董棚鎮(zhèn)。線路工程路徑見圖1。

項(xiàng)目測(cè)繪任務(wù)主要包括：線路航空攝影、首級(jí)控制測(cè)量、像控點(diǎn)測(cè)量、像片調(diào)繪、定線測(cè)量、平斷面測(cè)量、校核測(cè)量、電塔定位測(cè)量、塔基地形測(cè)量9 個(gè)方面。

2 特高壓線路測(cè)量技術(shù)

圖1 線路工程路徑示意圖

2.1 線路航空攝影

航空攝影包含地面分辨率的確定、飛行質(zhì)量要求、航攝分區(qū)、航飛路線設(shè)計(jì)、航攝時(shí)間選擇、航攝質(zhì)量控制和航攝成果制作等過程。

2.2 首級(jí)控制測(cè)量

首級(jí)控制測(cè)量應(yīng)采用衛(wèi)星定位測(cè)量技術(shù)[1]。為保證線路坐標(biāo)系統(tǒng)統(tǒng)一性、可靠性，本合同段沿線以C級(jí)GPS 控制點(diǎn)G09、G10、G11 為起算點(diǎn)，采取以邊點(diǎn)混連方式布網(wǎng)，新布設(shè)23 個(gè)D 級(jí)GPS 點(diǎn),以邊連方式使用6 臺(tái)靜態(tài)GPS 分同步觀測(cè)6 個(gè)時(shí)段。

GPS 數(shù)據(jù)后處理可以采用商用軟件進(jìn)行，但是軟件必須經(jīng)有關(guān)部門的試驗(yàn)鑒定并經(jīng)業(yè)務(wù)部門批準(zhǔn)同意。首先是數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，要對(duì)起算數(shù)據(jù)的完整性、正確性、可靠性進(jìn)行檢核；然后再進(jìn)行基線解算，主要是完成外業(yè)觀測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量檢核和基線精度處理結(jié)果檢核，具體包括同步環(huán)，獨(dú)立環(huán)和重復(fù)基線閉合差、基線精度等的分析處理；接下來進(jìn)行WGS-84 坐標(biāo)系下的三維平差（無約束平差）及其精度分析；再進(jìn)行自由約束平差；最后質(zhì)量檢查和精度評(píng)估，成果提交[4]。

2.3 像控點(diǎn)測(cè)量

2.3.1 布點(diǎn)方案及編號(hào)

像控點(diǎn)的布設(shè)應(yīng)符合規(guī)范要求[2]。像控點(diǎn)為野外布設(shè)的平高點(diǎn)、高程點(diǎn)等地面控制點(diǎn)，野外控制點(diǎn)應(yīng)先在影像上內(nèi)業(yè)選取，再實(shí)地布點(diǎn)。首先控制點(diǎn)目標(biāo)影像應(yīng)清晰易判別；其次像控點(diǎn)在符合要求的情況下盡量公用，應(yīng)設(shè)在航向和旁向6 片重疊內(nèi)，困難時(shí)可以選在5 片重疊內(nèi)。最后像控點(diǎn)距離像片邊緣不小于1cm（18cm×18cm）或1.5cm（23cm×23cm）,數(shù)字或衛(wèi)星影像控制點(diǎn)距邊緣不小于0.5cm；當(dāng)跨越大江大河時(shí)侯，需要在江河兩側(cè)布設(shè)像控點(diǎn)。

像控點(diǎn)編號(hào)規(guī)則：以xxnn 為編號(hào)，其中xx 為航帶，nn 為點(diǎn)序號(hào)。

2.3.2 像控點(diǎn)的刺點(diǎn)與整飾

像控點(diǎn)的點(diǎn)位刺點(diǎn)用刺針在影像上像控點(diǎn)位置刺孔做標(biāo)記，指導(dǎo)野外尋點(diǎn)的工作。同一控制點(diǎn)只能刺于一張像片，在像片上只能有一個(gè)刺孔；刺點(diǎn)的誤差和針孔直徑不能大于0.1mm；國(guó)家等級(jí)平面控制點(diǎn)和高程等級(jí)控制點(diǎn)都要刺點(diǎn)。刺點(diǎn)工作由一人在現(xiàn)場(chǎng)完成后，必須由另一人到現(xiàn)場(chǎng)檢查，刺點(diǎn)者和檢查者均需簽名，并簽注日期。

刺點(diǎn)的整飾包括反面整飾和正面整飾，反面整飾中需要用黑色鉛筆在像片反面繪制略圖和說明。注記點(diǎn)位、點(diǎn)名、日期、刺點(diǎn)者檢查者簽名等等。正面整飾中，用紅色三角形、正方形、圓形來注記平面控制點(diǎn)，用綠色圓形或圓形加繪十字來注記高程控制點(diǎn)。

2.3.3 像控點(diǎn)觀測(cè)

因特高壓線路沿線遠(yuǎn)離居民區(qū)，移動(dòng)信號(hào)未完全覆蓋，無法使用當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)絡(luò)RTK，像控點(diǎn)測(cè)量宜采用自設(shè)基準(zhǔn)站于流動(dòng)站RTK 方式進(jìn)行。首先使用之前布設(shè)的D 級(jí)GPS 點(diǎn)作為起算數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換，接著在未參與轉(zhuǎn)換的D 級(jí)點(diǎn)上進(jìn)行檢核，然后才能進(jìn)行像控點(diǎn)觀測(cè)。像控點(diǎn)施測(cè)的平面位置中誤差應(yīng)符合規(guī)范要求。

2.4 像片調(diào)繪

外業(yè)調(diào)繪應(yīng)根據(jù)地物的重要程度、分布密度、成圖比例尺大小等因素進(jìn)行綜合制圖。采用野外實(shí)地調(diào)查法對(duì)10kV 以上等級(jí)的電力線要按實(shí)際位置標(biāo)注出來；高速公路，國(guó)道，居民地，采石場(chǎng)等特殊地形地物要單獨(dú)標(biāo)繪范圍。如遇炸藥庫(kù)，有關(guān)軍事設(shè)施則需要進(jìn)行特殊處理，以達(dá)到軍事保密。

架空線路調(diào)繪范圍和內(nèi)容主要包括：

(1)沿線走廊200m 范圍內(nèi)的集鎮(zhèn)、村莊名。

(2)線路經(jīng)過的等級(jí)公路和鐵路等均應(yīng)該標(biāo)注公路鐵路名稱、等級(jí)、通向、跨越里程；對(duì)于交叉跨越的江河也要標(biāo)出相應(yīng)的名稱和流向。

(3)線路的沿線走廊100m 范圍內(nèi)的森林、經(jīng)濟(jì)林、農(nóng)作物等在像片上標(biāo)出范圍及密度。

(4)對(duì)于交叉跨越所涉及的一些通訊線、地下電纜、架空電纜都需要在像片上標(biāo)注位置。

2.5 定線測(cè)量

特高壓線路基本都是遠(yuǎn)離居民區(qū)，處在高山或者密林之中，通視情況不好，定線測(cè)量宜采用RTK或全站儀配合RTK。采用RTK 進(jìn)行定線測(cè)量時(shí)按照路徑選線時(shí)候所得到的轉(zhuǎn)角坐標(biāo)，前后之間的轉(zhuǎn)角坐標(biāo)建立一個(gè)耐張段，再根據(jù)設(shè)計(jì)人員給定的排桿檔距來確定直線樁。直線樁放樣精度應(yīng)符合測(cè)量規(guī)范要求[3]。

當(dāng)碰到一些植被比較茂盛的地方又不允許大面積砍樹，可以采用全站儀配合進(jìn)行定線，可以采用打三角的方法或者角度距離法，根據(jù)樁位間的方位角及距離來確定出樁位，測(cè)量精度按照對(duì)應(yīng)的規(guī)范要求執(zhí)行。

2.6 平斷面測(cè)量

輸電線路平斷面圖比例尺采用水平1:5000，垂直1:500。施測(cè)要點(diǎn)：

(1)應(yīng)聯(lián)測(cè)構(gòu)架中心地面高程，對(duì)于已有的構(gòu)架也應(yīng)聯(lián)測(cè)其掛點(diǎn)高程，并按照設(shè)計(jì)人員要求注記和說明。

(2)所測(cè)量的斷面點(diǎn)要在得到儀器固定解的前提下盡量采集到位；在平地上采集得到的斷面點(diǎn)其間距控制在50m 以內(nèi)。一個(gè)獨(dú)立山頭應(yīng)盡可能多采集一些斷面點(diǎn)，一般不得少于5 個(gè)，同時(shí)在測(cè)到的數(shù)據(jù)中注明樹種，該地方的樹種樹高。

(3)當(dāng)跨越10kV 以上線路時(shí)，要聯(lián)測(cè)出中交位置跨越高程和邊線35m 區(qū)域內(nèi)的風(fēng)偏點(diǎn)。風(fēng)偏點(diǎn)用分式的形式表示，分子表示點(diǎn)位高程值，分母表示偏距。在偏距前面加字母L 或R 來區(qū)分左邊風(fēng)偏點(diǎn)或右邊風(fēng)偏點(diǎn)，L 表示左風(fēng)偏點(diǎn)，R 表示右風(fēng)偏點(diǎn)；碰到比較特殊的獨(dú)立樹（如風(fēng)水樹，稀有的珍貴樹木）應(yīng)測(cè)出平面位置和樹頂高程并標(biāo)繪到平斷面圖上。

(4)線路經(jīng)過的地方在中心線下左右兩邊邊線范圍內(nèi)的房屋要重點(diǎn)測(cè)量，包括房屋的結(jié)構(gòu)，房屋層數(shù)，屬性等，并繪于平斷面圖上。

(5) 當(dāng)導(dǎo)線兩邊存在有比較高且危險(xiǎn)的邊線時(shí)，需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形的真實(shí)走勢(shì)采集到準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)并繪于平斷面圖上。

(6)當(dāng)線路途經(jīng)經(jīng)濟(jì)林、果園地方時(shí)，應(yīng)實(shí)測(cè)出邊界范圍，并注明對(duì)應(yīng)的名稱、現(xiàn)有高度、密度分布等。

(7)當(dāng)輸電線路通過河流、湖泊、大壩、水庫(kù)、河網(wǎng)、鐵路、公路等有重要作用的地段，應(yīng)該繪出不少于75m 的范圍界限，并根據(jù)設(shè)計(jì)人員要求繪制到平斷面圖上。

2.7 校核測(cè)量

校核測(cè)量是檢驗(yàn)定線測(cè)量和平斷面測(cè)量成果的可靠性，為后續(xù)工序提供質(zhì)量保證。根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[3]、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)設(shè)計(jì)書等有關(guān)規(guī)定，作業(yè)組內(nèi)部對(duì)每個(gè)程序步驟展開全面檢查，檢查出的錯(cuò)誤修改后應(yīng)通過復(fù)查方可提交最終檢查；對(duì)于架空線路需要仔細(xì)檢查核對(duì)每個(gè)危險(xiǎn)的風(fēng)偏點(diǎn)和斷面點(diǎn)、轉(zhuǎn)角樁和直線樁的平面精度和高程精度。每一次的重新架設(shè)基站，都應(yīng)對(duì)上一次基站放樣的樁號(hào)包含轉(zhuǎn)角樁和直線樁進(jìn)行復(fù)測(cè)，用兩次測(cè)量的平面較差數(shù)據(jù)和高程較差數(shù)據(jù)作對(duì)比，結(jié)果符合了規(guī)范要求再進(jìn)行下一步驟。

2.8 電塔定位測(cè)量

定位測(cè)量前應(yīng)對(duì)照平斷面圖進(jìn)行實(shí)地巡視檢查，發(fā)現(xiàn)重要地形地物漏測(cè)或與實(shí)地不符時(shí)，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)測(cè)修改。根據(jù)設(shè)計(jì)專業(yè)人員提供的線路轉(zhuǎn)角坐標(biāo)，采用GPS RTK 放樣出來，相鄰間的轉(zhuǎn)角建立一個(gè)耐張段，再依據(jù)設(shè)計(jì)塔位的排桿距離來定位直線樁。也可采用提供直線樁坐標(biāo)的方式來進(jìn)行直接RTK 放樣得到。因現(xiàn)場(chǎng)條件不能打塔位樁時(shí)，應(yīng)實(shí)測(cè)和提供塔位里程和高程，并在塔位附近直線方向可保存處打副樁。定位測(cè)量前和定位中應(yīng)進(jìn)行檢查測(cè)量，其技術(shù)要求應(yīng)符合規(guī)范要求[3]。

2.9 塔基地形測(cè)量

塔位地形圖所采集的測(cè)量點(diǎn)應(yīng)準(zhǔn)確，能正確反映實(shí)際位置的地形地貌，測(cè)量范圍應(yīng)滿足勘測(cè)任務(wù)書的要求或者根據(jù)塔型由設(shè)計(jì)人員確定。塔基斷面圖圖式應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定[3]。其比例尺采用1:200，等高距為0.5m；當(dāng)塔腿間高差超過1.5m 時(shí)，應(yīng)測(cè)繪塔位地形圖，塔位地形圖測(cè)量應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《火力發(fā)電廠工程測(cè)量技術(shù)規(guī)程》DL/T 5001 的有關(guān)規(guī)定。

直線塔以小號(hào)樁對(duì)零方向按45°、135°、225°、315°測(cè)其四條腿的平距和高差；轉(zhuǎn)角塔的角度應(yīng)按轉(zhuǎn)角度數(shù)的二分之一，加上直線塔角度，以“左減右加“的原則撥角，測(cè)其四條腿的平面位置及高差。四條塔腿分別用A、B、C、D 表示，一般主線實(shí)際測(cè)點(diǎn)不少于3 個(gè)。塔基斷面測(cè)量見圖2。

圖2 塔基斷面測(cè)量示意圖

3 結(jié)束語

我國(guó)的特高壓輸電線路設(shè)計(jì)水平在穩(wěn)步提升，±1100kV 線路的電壓等級(jí)是目前世界上等級(jí)最高的架空線路工程。隨著準(zhǔn)東-華東±1100kV 特高壓直流輸電線路工程的開展，我國(guó)輸電線路技術(shù)設(shè)計(jì)也邁上了一個(gè)全新臺(tái)階。