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朱洪雷 一、工程概况淮北市“引闸入华”引水隧洞工程位于烈山区和杜集区，隧洞穿过架子山与二泉山之间的鞍部山脊入库，长705m。 根据安徽省发展和改革委员会计设计〔2004〕945号文件批复精神，确定引水流量和隧洞底坡，经计算隧洞段正常水深为3.7～3.9m（分别对应糙率取值为0.013和0.014）。为便于和上下游渠道的断面衔接，隧洞横断面采用圆拱直墙型，按照规范规定的无压洞所需要的水面以上净空高度和富裕面积，确定隧洞横断面尺寸为：净宽4m，侧墙高4m，顶部为圆弧拱，半径2.083m，矢高1.5m。在正常引水条件下水面以上的净空高度为1.6m，净空面积占总断面积的20%，均满足规范的要求。 二、测量组织1.首级控制网的建立 （1）平面控制网 施工区左右两岸有业主方所施测的施工控制网：①采用GPS静态测量在整个施工区内布设了4组首级控制；②使用4台TRIMDLE（天宝）4800接收机进行观测，每个时段不少于60min；③GPS接收机的数据采样率为15s；④经过随机软件TGO基线解算和平差网计算后的GPS成果作为整个电站的首级控制成果。 （2）测量控制网的复测 施工区的首级控制网由6个主网点组成（施工、监理、业主联合对其进行了全部复测），经过平差计算，各点精度、可靠性均能满足施工要求，根据测量规范，可以作为首级控制网。 2.二级控制网的施测 （1）水平方向观测 水平方向观测采用全圆方向观测法（采用瑞士徕卡 TCR702（2＂，2+2ppm）全站仪，施测前已由安徽省测绘仪器计量检定站检定），4个测回，施测时各项限差严格按规要求观测，并要在观测过程中保证目标成像清晰、稳定；另外为了减小大气折光的影响，要选择最佳观测时间进行观测。晴天作业时，测站应用测伞遮阳，不宜逆光观测。 此平面控制采用导线网布设，既能作独立平面控制，也可作首级三角网进行联测，并通过平差计算，成果满足规范要求。局部成果计算见表1。从表中可以看出，计算中的角度平差、配赋及各项限差都符合测量规范要求。说明此导线网的可靠性以及观测质量稳定良好，能够满足施工要求。 （2）光电测距 测量中采用的瑞士徕卡TCR702（2＂，2+2ppm）全站仪及其辅助工具（如气压计、温度计等）都已经由计量部门进行了严格的检定，目标采用配套三棱镜。观测时采用往返观测两个测回，每一测回读取4个数。各测回2C值互差均按规范要求进行。所测距离均采用对向观测，同时作好温度、气压的记录，最后取各个观测值的平均值作为水平距离的起算数据。气压最小读数为0.5mb，温度最小读数为0.5℃。 （3）三角高程测量 严格按照光电测距三角高程测量技术规范要求进行施测。采用三丝法往返测量（各3个测回），盘左位置和盘右位置分别照准同一目标读数为1个测回，用水平丝照准目标时均精确照准两次，各读数2次。测站平差，高程按改正数配赋计算，并注意仪器高和梭镜的正确量取（一般应量取两次，取其平均值），以确保观测满足精度要求。 三、测量控制方法由于原有的控制网（GPS点）都布设在左右两岸的山上，离施工现场比较远，不能够满足施工测量的需要，必须根据工地的实际情况，选择合适的位置埋设好控制点，进行施工测量控制网的测设。如果利用全站仪建立EDM导线网，其精度也可达到四等精度要求。由于各个建筑物在平面位置和高程方面都有一定的联系，而各个建筑物又是独立施工，最后才联结为一个整体，为了保证建成后的各建筑物符合设计要求，就需要在施工前建立整体的施工控制网，以控制全局，作为各项工程放样的依据。 水利工程传统的地面控制测量方法就是建立小三角网，但目前完全被GPS测量或是全站仪测设导线的方法所替代。不过，GPS测量一般仅用于首级测量控制点的测设，至于施工区内的控制网加密则最常用的是全站仪测设导线网。结合“引闸入华”工程的实际控制测量，介绍几种施工测量控制的有效方法。 1.附合导线 附合导线是由某一高级控制点出发最后附合到另一高级控制点的导线。附合导线选点比较灵活，能在所需要的地方布点，且易布设成直伸型，并能一次性完成平面和高程控制测量工作，这就使得导线测量成果的精度大大提高。 2.闭合导线 闭合导线，由某一高级控制点出发后最后又回到该点，组成一个闭合多边形。如II-09为左岸控制点，II-13为右岸控制点，1点至4点为中间点，所有点连成一条导线。野外选点时，导线边长要大致相等，相邻边长不应悬殊过大。同时，相邻点的高差也不能相差太大。所选的导线点，如有条件的话，最好进行埋石，避免点被破坏。 3.双支导线 当闭合导线中的某一点或几点发生重合时，就成了双支导线。此类型导线的观测方法与闭合导线相同。一般来说，这种导线可以单双测站交替设置。在重合点上只需要架设一次仪器或是梭镜。它的计算既可按两条支导线独立进行，也可按闭合导线的方法进行计算（当导线交叉时，只能按双支导线计算）。另外，还可以比较重合点以及终点的坐标值从而得到校核。 4.单支导线 随着工程的进展，需要在局部工程部位布设控制点，则可以布设成单支导线，其观测的步骤与各项精度指标与上面两种类型的导线一致。为了便于校核，水平角的观测采用方向观测法，观测3个测回，测回间的方向值互差应小于6s。在进行距离和高差观测时，结合正倒镜法往返观测，以便用两组数据进行校核。结合“引闸入华”的实际施工情况，在洞内布设了两条支导线，既满足了施工测量的需要，又可以相互校核，进行被毁控制点的恢复工作。 5.无定向导线 无定向导线作为导线的一种的布设形式，其原理是在两个已知点不通视的情况下，先建立一假定坐标系（原点最好选建在一个已知点上），按照规范要求进行导线各相关要素的测量，计算两个已知点在假定坐标系中的坐标，然后利用坐标系间旋转及平移的原理，求出导线上各点的大地坐标。由于这种导线在测量中，某一测站数据一旦发生错误，不容易被发现，这就需要对整个导线进行重新测量，从而导致了测量工作量的增加。所以，此导线无论是对测量人员的技术水平、还是测量仪器的精度指标以及观测精度等，都有很高的要求。加之此导线具有一定的局限性，工程中基本不使用。 6.导线网的精度估算 施工区域内导线网的建立，主要是为了指导施工放样。此外，也用于断面测量、地形图测量。 以上所述的几种导线，均可用直伸支导线终点精度的估算方法来估算导线最弱点的精度。在任意平面直角坐标系中，支导线由于没有起算数据误差（其误差忽略不计）和因起算数据误差引起的误差，其最弱点的点位中误差的计算如下式：  Mx、My分别由导线测量误差引起的导线终点的纵、横向误差； Ms、MB分别为导线测距和测角中误差； s、n分别为直伸导线平均边长和导线边数，S为支导线的总长。 根据大量的导线测量数据统计：测距精度等于或高于5+5ppm的2″全站仪的测距中误差≤±5mm，测角中误差约为±3″。而根据《水利水电施工测量规范》（SL52-93）中的相关规定，导线测量各项技术要求如表2。 从表1中可以看出，当导线测量的各项技术指标符合规范要求时，计算不同长度和边数的支导线弱点的点位中误差M可通过式（1）求出。而当在地面导线长度2000m以内时，可用单支导线（一级导线的观测要求）控制；当导线的长度在2000m以上时，应用闭合或双支导线作控制，其最弱点点位中误差为单支导线的1/√2。从表2中可看出，导线测设成果的精度达到了三等控制网的精度要求，完全符合施工测量四等控制网的精度要求。 7.快速测设 从表2可以看出，经过平差后的成果为大地坐标。而设计施工图施工坐标（图上尺寸）在进行施工放样时，需要把设计施工图上的坐标进行旋转，使整个施工区域在一个相对坐标网内，才能达到快速测量放样的目的。坐标转换公式如下：  上式通过坐标换算得出以下实用公式：  结合“引闸入华”引水隧洞工程的情况，由于时间紧，施工环境差，每天都要有2至3轮炮的开挖放样工作，加之有的地段地质条件差，容易塌方。如果不在有限的时间内快速测量放样，将会影响到整个工期的安排计划，甚至威胁到施工作业人员的生命安全。为此，将测量控制网内的所有点的大地坐标都经过公式转换，与设计施工图统一成为一个施工控制网，通过仪器测量出来的坐标（X，Y），X代表所测任意点相对于洞轴线的桩号，Y代表所测任意点相对于洞轴线的偏距。施工坐标的采用，大大减少了测站上的计算量，达到了快速施工测量的目的，从而保证了施工的进度。 表1 闭合导线平差计算成果表  点名II-09 II-13 II-13-1 II-13-2 II-13-3 II-13-4观测角度（dm s）改正数（s） 方位角（dm s） 观测边长（m）改正数（m m）边长平差值（m m）坐标（m）X 6238.937 6876.912 6803.174 6877.758 6069.029 Y 8167.624 8615.702 8188.932 6087.116 8216.359 6987.887 8300.17 II-13 6097.912 8615.702 II-09 6238.937 8167.624 311.1539 226.0138 267.4932 280.0131 155.1816 19.3335 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 128.5611 260.115 306.1327 34.025 134.0423 109.2238 308.5611 433.091 126.211 230.844 116.655 334.48 0.003 433.094 0 126.211 -0.001 230.843 0 116.855 -0.001 334.479备注角度闭合差W=2（s） 纵坐标差fx=0.004 横坐标差fy=0.007全长闭合差fs=-0.008相对闭合差K=1∶156837≤ 1∶70000（三等）导线全长[S]=1241.281 表2 导线测量技术要求表  等级三四五导线总长L（km）3.2 3.5 5 1.8 3 3.5 2 2.4 3平均边长s（m）400 600 800 300 500 700 200 300 500测角中误差mB（〃）测距中误差（m m）±5方位角闭合差（〃）1.8±5 ± ±3.6√n 2 2.5±5√n 5 ±7 ±5 ±5 ±10 ±10 ±7 ±10√n全长相对闭合差1∶55000 1∶60000 1∶70000 1∶35000 1∶45000 1∶50000 1∶18000 1∶20000 1∶25000备注 四、结语水利工程的地面控制测量，使用全站仪来测设导线网，是一种平面精度高、效率高并节省费用的好方法。三角高程的精度要求完全可以满足四等水准测量的要求，可直接用其成果。EDM（测距）导线是水利工程测量中常用的方法，但布点时要尽量使导线成直伸型状，以提高精度、减小误差。单支导线的测量由于仅有一端连接在高级控制点上，如发生错误，根本没有办法进行校核，所以施测时要多注意自身的检核。如果条件允许的话，应使其末端与其他的高级控制点相连接，以便校核其精度，保证其准确性。对于施工测量控制网，应定期进行复测，及时发现和纠正控制点可能出现的偏差和位移。“引闸入华”引水隧洞工程能够顺利和快速的施工，得益于建立了可靠的施工平面控制网。而施工测量放样是整个施工过程中的一个组成部分，因此，必须与施工组织计划相协调，在精度和速度方面满足施工需要的同时，还要尽可能避开施工的干扰 （作者单位：安徽省淮北市水务局235000） |
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