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本文應(yīng)用實例分析了水利水電工程中應(yīng)用GPS與RTK技術(shù)的重要性,同時指出在水利水電工程的測量中對于GPSRTK的應(yīng)用,以期提高水利水電工程測量準(zhǔn)確性與可靠性。
關(guān)鍵詞:
GPS;RTK技術(shù);水利水電工程;測量
GPSRTK技術(shù)也叫作實時動態(tài)的相對定位的技術(shù),這種技術(shù)主要把載波相位當(dāng)做基本的觀測量,進(jìn)行差分定位的技術(shù)。通常情況下,GPSRTK的測量思路為:在相關(guān)基準(zhǔn)臺之上設(shè)置GPS的接收機(jī),以便觀察全部可見的衛(wèi)星,同時將觀測的數(shù)據(jù)經(jīng)無線電輸送到相關(guān)設(shè)備中,便于及時發(fā)送到用戶的觀測站。而在用戶站中GPS的接收機(jī)在進(jìn)行衛(wèi)星信號接收時,主要是經(jīng)無線接收的設(shè)備面對基準(zhǔn)臺觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行接收,再按照相對定位的原理,對精度與三維坐標(biāo)進(jìn)行計算。
1我國水利水電工程GPSRTK技術(shù)應(yīng)用的重要性
本文主要從某地區(qū)水利水電站渠道堤壩安全性技術(shù)檢測的相關(guān)內(nèi)容展開論述,文中結(jié)合了水利工程山洪溝洪水的具體特點,對引水式電站引水渠線長、交叉洪溝多,防洪復(fù)雜等情況對某地區(qū)水電站進(jìn)行論述研究。因此,為了提高水利水電工程的測量精確度與可靠性,檢測技術(shù)人員有必要加強(qiáng)對實時動態(tài)的相對定位技術(shù)的理論知識學(xué)習(xí)與研究,特別是對大型的水利水電站質(zhì)量檢測以及一些基礎(chǔ)巖體檢測技術(shù),需要重點研究,從而熟練掌握實時動態(tài)的相對定位技術(shù)原理。通常來講,水利水電GPSRTK測量技術(shù)具有諸多優(yōu)點,例如施工簡單、數(shù)據(jù)測量科學(xué)準(zhǔn)確、在檢測過程中相對安全,因此,水利水電工程GPSRTK測量技術(shù)值得廣泛應(yīng)用推廣。此外,在具體的測量時,要按照技術(shù)施工要求,結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況展開分析,從而根據(jù)水利水電主要特點找到適合的測量方法,以便保證施工技術(shù)測量精確性與可靠性[1]。
2工程實例分析
2.1工程簡介
某水電站主要在瀾滄江的干流上,該水電站屬于一等的工程,也是一級的建筑物,這個工程主要任務(wù)就是發(fā)電,同時還有旅游、防洪、養(yǎng)殖與灌溉等作用,水庫有調(diào)解性的功能。實際水庫庫容是237.03×108立方米,其調(diào)解的庫容是,113×108立方米,水庫正常的蓄水位是812米,死水位是765米,而校核的洪水位是817.9米。而電站裝機(jī)的容量是5850MW,實際保證出力為2406MW,每年平均的發(fā)電量是239.1×108kW•h?,F(xiàn)階段在該水電站測量中,常用的技術(shù)是GPSRTK技術(shù),應(yīng)用這種技術(shù)優(yōu)勢比較明顯。
2.2在水利水電中應(yīng)用
GPS-RTK技術(shù)的優(yōu)勢應(yīng)用實時動態(tài)的相對定位/GPSRTK的定位系統(tǒng)實施測量時,主要優(yōu)勢就是每一個測量站間不需要通視,并且定位的精度比較高、可以全天候進(jìn)行作業(yè)、觀測的時間比較短、操作過程比較方便,通視能夠提供多功能多用途與三維坐標(biāo)等,特別是對于水利水電工程的測量有著顯著優(yōu)勢。第一,GPSRTK的定位系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)結(jié)束10到20米定位的精度。例如:在GPSRTK的定位系統(tǒng)之中,一小時以上觀測測量與結(jié)算,能夠把平面誤差嚴(yán)格控制在1h以上觀測的解算和測量,可以將平面位置的誤差控制于1毫米以內(nèi),可以提高工程測量效率與質(zhì)量。第二,GPSRTK的定位系統(tǒng)自動化的程度比較高,且控制面積比較大,能夠全天候進(jìn)行作業(yè),不會因為氣候、時間與人員等因素而受到影響,操作比較方便[2]。
3在水利水電工程的測量中對于GPSRTK的技術(shù)應(yīng)用
3.1斷面的測量
在進(jìn)行一些水利渠道的工程運算工作時,需要應(yīng)用縱橫斷面的圖來計算土石方量。在應(yīng)用PTK的技術(shù)時,僅需要把設(shè)計線形傳輸至RTK的手簿中,這樣RTK能夠及時提供相應(yīng)渠道樁號,同時能夠提供渠道橫向方向、縱向方向與中線距離,從而方便了斷面的高程點施工測量。
3.2施工放樣
普通全站儀放樣一般需要3個左右的工作人員一起操作,而且在常規(guī)情況下主要是距離放樣與方向放樣,對于全站儀的通視情況有著較高的要求。但是應(yīng)用RTK進(jìn)行放樣,可以直接進(jìn)行坐標(biāo)接對,手簿上也會自動低顯示出目標(biāo)點之間的實際距離。此外,RTK能夠?qū)Ρ容^復(fù)雜的直線與曲線實施放樣,且放樣對象在同一直線上,不存在坐標(biāo)位置,這種功能在一些拆遷放樣之中有著重要作用。而在進(jìn)行房屋拆遷時,經(jīng)常有同時困難與障礙等問題,并且需要在工程建筑拆遷線與交叉點添加適當(dāng)?shù)姆艠狱c,但是RTK的直線放羊可以有效結(jié)節(jié)以上問題,提高施工放樣效率[3]。
3.3控制測量
因為現(xiàn)階段國內(nèi)很多水利水電工程都處在偏遠(yuǎn)地區(qū),在某種程度上致使高等級的控制點數(shù)量受到限制,從而影響到相關(guān)測量工作。因此,建議使用RTK技術(shù)或者是網(wǎng)絡(luò)的RTK技術(shù),這種技術(shù)可以處理渠道與河道等特殊的地形,同時能夠測量橫斷面與縱斷面。而且應(yīng)用RTK的技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)的RTK技術(shù),不僅能夠提高工作的效率與縮短施工期限,而且能夠大幅度節(jié)省成本。
3.4地形的測量
就目前而言,很多水利水電的工程經(jīng)常需到現(xiàn)場進(jìn)行選址,在測量小片地形過程中,工程現(xiàn)場選址工作要按照高程坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,經(jīng)過參考探討以后,才可以對位置進(jìn)行確定。但是RTK技術(shù)有著快速定位以及及時獲得坐標(biāo)的優(yōu)勢,在現(xiàn)場選址與定線工作中的效果比較好,可以保證提供數(shù)據(jù)資料的精確性。另外,在應(yīng)用RTK技術(shù)測量時,可以有效解決連續(xù)站積累誤差的問題,并且使用這種技術(shù)無需較多人力,這樣不僅可以確保碎部點定位的精度,而且可以節(jié)省資源[4]。
3.5對水利水電的巖體進(jìn)行測量
當(dāng)大壩的壩體開始挖方施工后,壩基的巖體會隨著壩基的推移,松弛度也會發(fā)生一定的變化,特別是在壩基的地應(yīng)力部分,由于壩基的巖體卸荷度較強(qiáng),因此會嚴(yán)重影響壩體的基礎(chǔ)巖層利用。在研究壩基變形深度以及建基面巖體卸荷四彈變形時,通過不斷掌握和了解壩基巖體的聲波速率與壩體推移時間的遞減變化規(guī)律,需要對大壩的壩基巖體預(yù)應(yīng)力引發(fā)的重力荷載分布變化以及巖體卸載的松弛度影響作用進(jìn)行分析,因此,測量人員可以在大壩的基面設(shè)置安裝相關(guān)監(jiān)測站,這樣便于對水利大壩的基面實際情況進(jìn)行分析與研究。通過測量分析能夠發(fā)現(xiàn),大壩巖體基層的測量結(jié)果隨著測試實踐的發(fā)展也在發(fā)生一定的變化,導(dǎo)致巖層受到影響[5]。
4結(jié)語
綜上所述,為了不斷提高我國水利水電工程測量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),確保水利水電工程項目的穩(wěn)定性以及可靠性運行,要求施工技術(shù)人員以積極的態(tài)度和過硬的實操技能,不斷地對施工放樣與地面測量等技術(shù)不斷進(jìn)行研究與完善,從當(dāng)前我國的水利水電施工建設(shè)的總體情況來看,相關(guān)測量技術(shù)水平已經(jīng)在某種程度上得到相應(yīng)的提升,但是與國外的發(fā)達(dá)國家一些大型的水利水電施工建設(shè)項目實時動態(tài)的相對定位技術(shù)測量水平相比較,還存在一定的不足之處,雖然實時動態(tài)相對定位的測量技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛,但是其測量的嚴(yán)謹(jǐn)性不能忽視,由于這種測量技術(shù)具有操作簡單、檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、檢測過程相對安全等特點,因此每一位水利水電檢測的技術(shù)人員都應(yīng)該以身作則,提高自己的安全防范意識。因為水利水電工程功在當(dāng)代,利在千秋,所以是一項造福人類的偉大工程與事業(yè),實時動態(tài)的相對定位測量技術(shù)是每個人都應(yīng)該熟練掌握的基本施工技術(shù),總之,做好水利水電工程測量工作有助于我國大型水利水電工程項目的穩(wěn)定運行,也可以促進(jìn)人們生活質(zhì)量的有效提升。
作者:潘建恩 單位:廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院
參考文獻(xiàn)
[1]覃鋒,羅天文.水利工程GPS控制網(wǎng)和三角高程測量的布設(shè)及精度實例分析[J].中國農(nóng)村水利水電,2014,13(10):12-14.
[2]白占斌.GPS-RTK技術(shù)及其在水利工程測量中的應(yīng)用問題研究[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,21(21):2-5.
[3]莫家玉.GPS-RTK技術(shù)及其在水利工程測量中的應(yīng)用問題研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2014,25(31):54-55.
關(guān)鍵詞:水利水電工程;測量技術(shù);指導(dǎo)意義
一、引言
隨著測繪新技術(shù)的發(fā)展和測繪新設(shè)備的應(yīng)用,水利水電工程測量技術(shù)得到了日新月異的發(fā)展。水利水電工程測量技術(shù)發(fā)展趨勢和方向是:測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動化、實時化、數(shù)字化;測量數(shù)據(jù)管理的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化;測量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會化。水利水電工程測量一般包括控制測量、地形測量、施工測量、水下測量、竣工測量和變形監(jiān)測等幾部分內(nèi)容,由于大量采用新儀器、新方法,對經(jīng)典大地測量技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)(GPS)、數(shù)字?jǐn)z影測量與遙感技術(shù)(RS)、GIS技術(shù)、地籍與界線測量及多種專業(yè)工程測量技術(shù)的不斷融合,涵蓋了線路測量、地籍與界線測量、施工測量、計量測量等方面內(nèi)容,水利水電工程測量服務(wù)領(lǐng)域得到了不斷拓寬。下面分幾個方面介紹水利水電工程測量技術(shù)近幾年的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。
二、水利水電工程測量技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1、控制測量技術(shù)
控制測量則是一切水利水電工程測量工作的基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,水利水電控制測量由傳統(tǒng)控制測量過渡到現(xiàn)代控制測量模式,即以GPS等空間定位技術(shù)為主、傳統(tǒng)測繪方法為輔,快速高效、高精度確定空間點位的三維坐標(biāo)。水利水電工程控制測量按水利水電工程階段和服務(wù)內(nèi)容劃分為測圖控制網(wǎng)和專用控制網(wǎng)兩種類型,包含平面控制和高程控制兩方面測量技術(shù)。水利水電工程平面控制網(wǎng)測量技術(shù)由傳統(tǒng)的三角(鎖)網(wǎng)發(fā)展為三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、GPS網(wǎng)、混合網(wǎng)等現(xiàn)代控制網(wǎng)測量技術(shù),近年來GPS衛(wèi)星定位技術(shù)得到廣泛應(yīng)用:大區(qū)域測圖控制網(wǎng)基本采用GPS控制網(wǎng)技術(shù),中小區(qū)域測圖平面控制網(wǎng)采用GPS控制網(wǎng)作為首級網(wǎng)或采用多種設(shè)備觀測的混合網(wǎng);專用平面控制網(wǎng)主要采用邊角同測網(wǎng),部分工程采用GPS布設(shè)首級網(wǎng)或直接布設(shè)為GPS混合網(wǎng)。水利水電工程高程控制網(wǎng)測量儀器從光學(xué)水準(zhǔn)儀發(fā)展到自動安平水準(zhǔn)儀再到數(shù)字水準(zhǔn)儀、液體靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)。觀測方法從人工讀數(shù)發(fā)展到自動讀數(shù)紀(jì)錄、自動觀測,作業(yè)方式從單一的幾何水準(zhǔn)發(fā)展到測距三角高程、靜力水準(zhǔn)、GPS擬合水準(zhǔn)等多元作業(yè)方式。數(shù)字水準(zhǔn)儀具有測量速度快、精度高、使用方便、勞動強(qiáng)度輕、可實現(xiàn)內(nèi)外業(yè)一體化等優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用,布置了數(shù)量足夠分布均勻的高程控制點的小型GPS網(wǎng)。GPS高程可達(dá)到四等水準(zhǔn)側(cè)量的精度;高差不大的平原、丘陵地區(qū)可采用GPS高程開展三、四跨河水準(zhǔn)測量;若測區(qū)建立了高精度的精化大地水準(zhǔn)面,長距離的GPS高程可達(dá)到二等水準(zhǔn)測量的精度。
2、變形監(jiān)測
變形監(jiān)測又稱變形測量,是對變形體進(jìn)行測量,確定其空間位置及內(nèi)部形態(tài)的變化特征。水利水電工程的變形監(jiān)測主要包括基準(zhǔn)網(wǎng)測量、工作基點測量、變形體變形監(jiān)測、監(jiān)測資料分析等內(nèi)容,目前常用的變形監(jiān)測方法主要有大地測量法、基準(zhǔn)線測量法以及液體靜力水準(zhǔn)測量方法等。
2.1大地測量法
大地測量方法是變形監(jiān)測的經(jīng)典方法,可完成變形監(jiān)測基準(zhǔn)網(wǎng)測量、工作基點測量、變形體變形監(jiān)測等工作,測量設(shè)備主要有電子水準(zhǔn)儀、精密全站儀,測量方法包括傳統(tǒng)的三角測量、幾何水準(zhǔn)測量、交會測量和現(xiàn)代的邊角測量、三角高程測量等方法。大地測量方法利用常規(guī)大地測量儀器,理論方法成熟,數(shù)據(jù)可靠,觀測費用較低,但觀測時間長,勞動強(qiáng)度高,橫度易受觀測條件影響,自動化和智能化程度較低。
2.2基準(zhǔn)線測量法
基準(zhǔn)線法是水平位移變形監(jiān)側(cè)的常用方法,土石壩、重力壩、支墩壩等直線形大壩的壩體、壩基一般采用引張線法、真空激光準(zhǔn)直法和垂線法觀測,若壩體較短可采用視準(zhǔn)線法、大氣激光準(zhǔn)直法觀測;拱壩壩體壩基主要采用垂線法或大地測量法觀測;近壩區(qū)巖體、高邊坡、滑坡體水平位移監(jiān)測主要采用大地測量法、視準(zhǔn)線法和垂線法。
(1)視準(zhǔn)線法的優(yōu)點是所用設(shè)備普通,操作簡便,費用少,但受照準(zhǔn)精度、大氣折光等多種因素影響,操作誤差不易控制,精度會受到明顯的影響。近年來采用較少。
(2)引張線法是一種廣泛應(yīng)用的大壩水平位移監(jiān)測主要方法,具有設(shè)備簡單、測量方便、速度快、精度高、成本低等特點。引張線讀數(shù)儀由早期人工測讀引張線儀發(fā)展到目前的步進(jìn)電機(jī)光電跟蹤式引張線儀、電容感應(yīng)式引張線儀、CCD式引張線儀以及電磁感應(yīng)式引張線儀,基本實現(xiàn)了實時自動化觀測。對于短距離引張線,取消了系統(tǒng)中的浮托裝置,提高引張線的綜合精度,簡化引張線的觀測程序,可實現(xiàn)完全自動化觀測。
(3)垂線包括正垂線和倒垂線兩種形式,是水利水電工程水平位移變形監(jiān)測的主要方法。正垂線―般采用“―線多站式”,可用于水工建筑物各高程面處的水平位移監(jiān)測、撓度觀測和傾斜測量等;倒垂線―般要求深入穩(wěn)定的基巖內(nèi),大多用于巖層錯動監(jiān)測、撓度監(jiān)測,或用作水平位移的基準(zhǔn)點監(jiān)測。垂線監(jiān)測由傳
統(tǒng)人工讀數(shù)的垂線坐標(biāo)儀發(fā)展到自動化觀測的遙測垂線坐標(biāo)儀。
2.3液體靜力水準(zhǔn)測量方法
垂直位移監(jiān)測技術(shù)主要有水準(zhǔn)測量、三角高程測量、液體靜力水準(zhǔn)測量技術(shù),目前發(fā)展最快的是液體靜力水準(zhǔn)測量技術(shù)。液體靜力水準(zhǔn)測量系統(tǒng)特別適用于壩體廊道內(nèi)高程觀測及高程傳遞,它通過各種類型的傳感器測量容器的液面高度,可同時獲取數(shù)十乃至數(shù)百個監(jiān)測點的高程,具有高精度、遙測、自動化、可移動和持續(xù)測量等特點。兩容器間的距離可達(dá)數(shù)十公里,如用于跨河與跨海峽的水準(zhǔn)測量;通過一種壓力傳感器,允許兩容器之間的高差從過去的數(shù)厘米達(dá)到數(shù)米。
3、水下地形測量技術(shù)
傳統(tǒng)的水下地形測量采用一般多以經(jīng)緯儀、電磁波測距儀及標(biāo)尺、標(biāo)桿為主要工具,用斷面法或極坐標(biāo)法及交會法定位,用測深桿和測深錘來采集水深數(shù)據(jù),這種方法存在作業(yè)效率低,誤差大等諸多缺點,近來已經(jīng)很少被采用。近年來隨著衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展,DGPS、GPS RTK及CORS系統(tǒng)配合多波束測深儀進(jìn)行水下地形測量得到了廣泛的應(yīng)用。DGPS(差分全球定位系統(tǒng))是以某已知點作為基準(zhǔn)點,基準(zhǔn)點的GPS接收機(jī)連續(xù)接收衛(wèi)星信號,并與已知點的位置進(jìn)行比較,確定當(dāng)時誤差的偽距修正值,將這些修正值通過無線電臺接收,用戶接收機(jī)接收修正值來實時校正GPS信號,它具有全天侯、實時連續(xù)、高精度等特點。目前GPS RTK及CORS系統(tǒng)定位已達(dá)到厘米級的定位精度,并且能夠做到實時無驗潮測量。以上幾種定位技術(shù)進(jìn)行水下地形測量與岸上基準(zhǔn)點交會法、極坐標(biāo)法等定位技術(shù)相比。具有極大的優(yōu)勢,特別是較大面積的水下地形測量,可以大大縮短工作周期,減輕勞動強(qiáng)度。
4、數(shù)字地形測繪技術(shù)
隨著全站儀和計算機(jī)技術(shù)的普及應(yīng)用,形成了多種大比例尺地形圖的數(shù)字測繪方法,開發(fā)出具有自主知識版權(quán)的優(yōu)秀數(shù)字成圖軟件,采用三維測繪技術(shù),不僅可滿足地形圖和專業(yè)圖測繪成圖,還可進(jìn)行GIS前端數(shù)據(jù)采集與更新。數(shù)字化測繪技術(shù)作業(yè)模式主要采用電子平板模式、數(shù)字測記模式和數(shù)字?jǐn)z影測量模式(含數(shù)字近景攝影測量模式)。
水利水電工程在GPS技術(shù)應(yīng)用上,借助于GPS衛(wèi)星定位,能夠?qū)崿F(xiàn)工程的精確定位。GPS系統(tǒng)主要有三個部分構(gòu)成,分別是空間和用戶、地面設(shè)備方面,其中空間部分主要是距離地面2000千米高度有二十四顆衛(wèi)星在軌道上,實現(xiàn)全天候的控制和觀測,隨著大氣摩擦的影響,導(dǎo)航精度上會有一定的偏差。對于地面控制系統(tǒng)中,有地面監(jiān)測中心和主要控制站以及地面天線等,地面控制系統(tǒng)主要是接收衛(wèi)星的信號,然后測量衛(wèi)星軌道以及相距距離。還有用戶設(shè)備,主要是GPS信號接收機(jī),這種設(shè)備能夠精確獲取衛(wèi)星信號,同時經(jīng)過內(nèi)部的處理和計算機(jī)分析后,能夠有效獲取用戶坐標(biāo)。GPS技術(shù)的適應(yīng)性非常好,且能夠應(yīng)用到許多行業(yè)中,和一般的測量技術(shù)比較而言,其自身具備更多的高科技優(yōu)點。GPS技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高度自動化,且操作上比較簡單、方便,在測量的過程中,只需一點簡單動作,例如操作連接電纜線工作,放置相關(guān)儀器等,這些工作都是非常簡單,即可實現(xiàn)GPS技術(shù)的自動化跟蹤。同時,還可以不間斷的全天候提供導(dǎo)航服務(wù)和各種測量工作,且觀測需要的時間很短,能夠獲得較高精度的測量數(shù)據(jù)。
2水利水電工程在GPS技術(shù)下的測量應(yīng)用分析
在水利水電工程測量中,GPS技術(shù)能夠科學(xué)有效的對控制網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計。對于控制網(wǎng)在設(shè)計中,可以減少誤差,保證測量的圖形和施工具有較高的精度。在進(jìn)行測圖工作中,要遵循先整體后局部的原則,控制網(wǎng)設(shè)計工作非常重要,其基本圖形的有三角形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)以及星形網(wǎng)等。三角形網(wǎng)的分布比較均勻,有著良好的結(jié)構(gòu)條件,且穩(wěn)定性較高,有很強(qiáng)的自檢能力,在遇到很多測量缺陷或者測量錯誤時能夠及時的發(fā)現(xiàn)并加以改正,從而使控制網(wǎng)具有更高的可靠性和可行性。但是三角形網(wǎng)也有一些不足,其工作量很大,且需要較多的觀測時間,同時其測量中接收機(jī)的數(shù)量應(yīng)保持一定條件,否則會引起測量時間的延后。對于環(huán)形網(wǎng)的結(jié)構(gòu)雖然不如三角形,且其結(jié)構(gòu)主要是很多條的獨立閉合環(huán),具有良好的安全性,同時其測量工作量較小,自檢能力較強(qiáng)。只是在相鄰點上的基線沒有較高的精確度。對于星形網(wǎng)的結(jié)構(gòu)也比較簡單,且觀測比較方便,測量的精度以及自檢能力稍低于三角形網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)。在工程中的應(yīng)用上,一般要根據(jù)實際的情況,按水利水電工程的地形條件和工程特點,來選擇相應(yīng)的控制網(wǎng)。要注意到在地勢開闊且水利水電工程比較重要的情況下,比如一些大型水電水閘、以及樞紐工程,應(yīng)該使用三角網(wǎng),嚴(yán)格保證工程的精度。而對于地形非常復(fù)雜、且地形屬于丘陵山區(qū),一般受制于地形環(huán)境的制約,加上工程進(jìn)度的控制,可采用環(huán)形網(wǎng),應(yīng)保證一定的精度要求,從而使工程的施工效率提高許多。對高程系統(tǒng)測量屬于水電工程的重點,高程控制對于水利水電工程水位線的測量和推算有決定性作用,同時還對工程量的計算有著控制作用,對水利水底的造價預(yù)算有直接影響,同時還影響到工程的安全新。一般水利水電都處于高山河谷地帶,且地形非常復(fù)雜,有的山形切割很深,且坡度非常陡,環(huán)境非常惡劣,給高程測量工作帶來了難度。目前的高程測量,一般采用的是三角形高程測量,應(yīng)用較為普遍,不過需要測量的時間很長,且測量工作量很大。應(yīng)用GPS技術(shù),進(jìn)行控制網(wǎng)的建設(shè),對平面的精度非常高,測量的精度能夠提升很高。對于變形監(jiān)測時,如果變形程度非常嚴(yán)重,且超出一定的許可值,那么建筑物的穩(wěn)定性就會受到很多影響。一般情況下,對于變形監(jiān)測的精度有很高的要求,且精度要在毫米以內(nèi)。在測量方法中比較常用的是水準(zhǔn)測量法,用來測量建筑物沉降情況。而相對于地基滑移測量以及水電工程建筑物的測量,一般采用的是三角測量方法,測量工具是水準(zhǔn)儀和測距儀以及全站儀。這種方法有很好的適應(yīng)性,但工作量較多,測量時間長,對于地形條件影響較大,且沒有良好的自動化水平。很多水利水電工程,有一部分是在居民區(qū)的上游部位,或者是在居民區(qū)附近,一些大型的水庫,水閘等有的是在居民區(qū)附近。如果出現(xiàn)質(zhì)量問題,后果不堪設(shè)想,直接造成大量人員的傷亡。因此,對于變形監(jiān)測工作十分重要,運用GPS技術(shù)可以將接收機(jī)安裝到固定點上,然后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和處理,然后在進(jìn)行變形分析自動化,其得出的效果非常好,有很高的精度。建筑物形變有動態(tài)性,這一特點應(yīng)引起相關(guān)工作人員的注意,要先獲取相關(guān)狀態(tài)和運動的規(guī)律,然后再做出預(yù)測,這寫監(jiān)測的內(nèi)容較多,在實際工作中,應(yīng)仔細(xì)對待。
3具體案例分析和應(yīng)用
某市大河流向甲處,大河水量豐富,省政府決定主要用來發(fā)電。根據(jù)甲處作為引水河流,建立兩個跨河水電站,分別是A座和B座。工程開工于2014年,投資10億,A座水電站的裝機(jī)容量設(shè)置為10萬kW,取水口的高度為675m,且引水隧洞的長度為5.65m。水電工程建筑物主要有廠房和大壩,同時有壓水管道和引水隧洞,溢洪道等。B座水電站的裝機(jī)容量為5.5萬kW,且取水口在460m,引水隧洞有2.0m長,廠房高程有410m左右。高程控制點與平面控制點是共用標(biāo)。工程采用GPS技術(shù)進(jìn)行精度測量,主要用了7臺GPS接收機(jī)進(jìn)行同步觀測,每條基線都有兩個觀測時段,且保證了每個時段至少喲100分鐘的觀測時間,觀測基數(shù)在200條,檢測失敗有10條,有8條觀測結(jié)果有較大差異。因此,現(xiàn)在182條基線作為獨立觀測量。通過觀測結(jié)果來看,GPS短基線的精確度有一定的差別,高程測量的精度和幾何水平相當(dāng),由于水準(zhǔn)連測點的問題,在精度測量上達(dá)到要求。
4結(jié)語
關(guān)鍵詞:水電水利工程;測量誤差;誤差分析
引言
在時代的發(fā)展下,測量工作也在不斷其他,而水電水力工程的測量內(nèi)容有變形、竣工、施工和控制等,測量工作的機(jī)械在科技發(fā)展下,相比以往也有大幅度的提升,雖然測量的精度有很大提高,但是誤差仍然不可避免,而且水利水電工程前期的數(shù)據(jù)測量會對施工整個過程的質(zhì)量造成影響。所以,水電水利工程測量的誤差的控制對測量的準(zhǔn)確性有非常重要的意義。
1水利水電測量誤差產(chǎn)生原因分析
1.1測量儀器導(dǎo)致的誤差
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步,現(xiàn)在所使用的水電水利測量方式也更加先進(jìn),一般都是利用GPS空間定位技術(shù),和一些相應(yīng)的現(xiàn)代化的測繪方式,使用先進(jìn)的儀器進(jìn)行測量,測量和定位的準(zhǔn)確性都較以往有非常大的提高,傳統(tǒng)的水電水利測量所使用的水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀和全站儀等設(shè)備,現(xiàn)在都被GPS、遙感儀等新型設(shè)備所代替。在測量設(shè)備不斷現(xiàn)代化的過程中,測量的誤差也因為設(shè)備的升級而不斷降低,但是在實際的從測量過程中,由于儀器生產(chǎn)時的工藝所限制,誤差仍然不可避免,而且,測量的過程中人為的操作儀器也有可能存在操作不當(dāng)?shù)葐栴},也有可能會出現(xiàn)誤差。所以,降低測量的誤差仍然是一個需要面對的問題。
1.2自然環(huán)境導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生
自然環(huán)境對水利水電測量的誤差主要有以下幾點:(1)地形因素。當(dāng)進(jìn)行水利水電測量時的地形如果較為復(fù)雜時,就會對測量的通視條件造成影響,就會導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。(2)空氣密度。在海拔較高的地區(qū)進(jìn)行測量時,空氣密度較低,較低的空氣密度會導(dǎo)致在測量時出現(xiàn)折射,水準(zhǔn)儀的精度就會收到影響。(3)風(fēng)力因素。風(fēng)力過大時會使測量儀器和測量的目標(biāo)物晃動,這回導(dǎo)致測量誤差的產(chǎn)生。(4)溫度因素。測量環(huán)境溫度的差異性會導(dǎo)致儀器的使用狀態(tài)發(fā)生變化,這回對儀器的測量精度造成影響。
1.3人為導(dǎo)致誤差
在進(jìn)行水利水電測量時,需要工作人員操作儀器來對數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測,在操作儀器的過程中由于人體感官穩(wěn)定性的限制,所以很容易出現(xiàn)誤差。比方說,工作人員在對高層進(jìn)行控制時需要用到水準(zhǔn)儀,如果沒有根據(jù)規(guī)則來進(jìn)行讀數(shù),就會導(dǎo)致測量誤差的出現(xiàn)。在使用儀器測量前,還需要對儀器進(jìn)行校準(zhǔn),如果沒有校準(zhǔn),也會導(dǎo)致誤差的出現(xiàn)。測量誤差的出現(xiàn)還受到工作人員技術(shù)水平的影響,工作人員技術(shù)水平不達(dá)標(biāo)對測量的準(zhǔn)度會造成很大的影響。上述問題不論是哪一個都會對測量造成影響,產(chǎn)生誤差。
1.4測量方法不合理
在進(jìn)行水利水電測量時,不同的測量方法對測量誤差也會造成不一樣的影響,對同一物理量進(jìn)行測量,一般有直接測量和間接測量兩種方法,兩種方法要根據(jù)測量條件來選擇。在特點條件下選擇間接測量時,相對就更容易產(chǎn)生誤差。
2誤差控制的要點
2.1水準(zhǔn)儀測量誤差控制的要點分析
在進(jìn)行水利水電測量時,水準(zhǔn)儀是一種很常用的測量工具,水準(zhǔn)儀自身結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題時,比方說如果出現(xiàn)水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡的水準(zhǔn)管軸和視準(zhǔn)軸如果出現(xiàn)不平衡就會導(dǎo)致誤差出現(xiàn)。因而在使用水準(zhǔn)儀前會進(jìn)行校準(zhǔn),但是校準(zhǔn)也不能將產(chǎn)生誤差的因素消除,在水準(zhǔn)管軸和水準(zhǔn)管的中的氣泡都處于正常的測量情況時,但是望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸如果出現(xiàn)傾斜,測量的結(jié)果就可能出現(xiàn)誤差。在讀數(shù)過程中也會存在誤差,視距和誤差的大小是正比關(guān)系,因而,在進(jìn)行測量工作時,需要在觀測中采取中間法和舉例補(bǔ)償法降低誤差。在實際進(jìn)行測量時,利用中間法來減小誤差時,立尺和人都是減小誤差的關(guān)鍵,可以先利用普通皮尺測量,來確定立尺的目標(biāo)點。補(bǔ)償法消除誤差的難度比較高,很少用到。在使用水準(zhǔn)尺的過程中也會出現(xiàn)誤差,一般而言,水準(zhǔn)尺有零點差、刻劃誤差、尺長誤差這三種誤差。在進(jìn)行測量工作之前,需要對水準(zhǔn)尺進(jìn)行誤差檢查,避免測量用到存在尺長誤差和刻劃誤差水準(zhǔn)尺。在進(jìn)行誤差控制時,使用的方法主要有標(biāo)尺零點誤差,需要將兩根水準(zhǔn)尺輪流使用,在同一測試階段,前視尺是下一個測站,視尺為水準(zhǔn)尺本測站,另一根情況剛好相反,在設(shè)置測量段站的數(shù)量時將其設(shè)置為偶數(shù),使得高差之間可以相互抵消,利用這種方法還將刻劃誤差和尺長誤差造成的影響減小。
2.2控制觀測誤差的要點分析
(1)即使水準(zhǔn)管中的氣泡位于中央,測量的結(jié)果仍然可能存在誤差,因為觀測到的角度不同,所以測量的結(jié)果就會出現(xiàn)偏差,望遠(yuǎn)鏡的視準(zhǔn)軸傾斜時,就會導(dǎo)致誤差的產(chǎn)生,所以在觀測時要一直保證儀器的調(diào)平。(2)在使用水準(zhǔn)儀測量時,視差也是誤差產(chǎn)生的一個原因,十字絲和尺像不能完全重合,誤差就會出現(xiàn),因而,在對數(shù)值進(jìn)行讀數(shù)時,需要確保尺像和十字絲的重合,此外,還要進(jìn)行規(guī)范的操作,做好物鏡對光工作,降低由于視差導(dǎo)致的誤差,從而確保讀數(shù)的精確性。(3)降低水準(zhǔn)尺傾斜導(dǎo)致的誤差需要在進(jìn)行測量時,保證水準(zhǔn)尺直立的狀態(tài);水準(zhǔn)尺一旦傾斜,對測量的數(shù)據(jù)與真實值會產(chǎn)生非常大的偏差。還有要注意的一點,在利用水平面來代替水準(zhǔn)面時,高程誤會比測量結(jié)果的誤差還要大,因而在完成高精度的高程測量工作時,如果距離不夠長,也要使用水準(zhǔn)面,不可以用水平面代替,此外,還需要考慮到地球曲率的因素,使用中間法進(jìn)行測量,從而降低誤差。
2.3角度測量誤差的控制要點分析
(1)對中誤差:在進(jìn)行角度測量時,測量儀器的對中誤差會對測量結(jié)果造成很大的影響,同時與目標(biāo)距離會出現(xiàn)反比的情況。所以在角度測量時,要注意對中問題。(2)整平誤差:儀器的擺放不夠平整將導(dǎo)致儀器的垂直軸和水平軸傾斜。當(dāng)望遠(yuǎn)鏡圍繞橫軸旋轉(zhuǎn)時,視準(zhǔn)軸掃過傾斜平面。尤其是當(dāng)盤的左右兩側(cè)用于觀察時,水平誤差將直接影響水平角的角度,并且不能利用正倒鏡觀察來消除。所以在進(jìn)行測量之前,需要對確保測量儀的平整。(3)工作臺傾斜誤差:對角度進(jìn)行測量的過程中,桿的傾斜會導(dǎo)致瞄準(zhǔn)點與測量點發(fā)生偏離,從而帶來誤差?;诖耍趯λ浇沁M(jìn)行測量的過程中,需要保證電桿的垂直度,同時將其與電桿底部對齊。若是測量目標(biāo)之間的距離較近,應(yīng)當(dāng)采取懸掛垂線的方式落實測量作業(yè)。(4)了解測量鋼尺距離的關(guān)鍵點:測量距離時嚴(yán)格遵循標(biāo)準(zhǔn),一直、二平、三準(zhǔn)。“直”是兩點之間的直線長度,將定線準(zhǔn)直。“平”是測量兩點之間的水平距離,并不是傾斜的距離,尺身要保持水平?!皽?zhǔn)”意味著準(zhǔn)確的讀數(shù)和投點的準(zhǔn)準(zhǔn)確性。此外,還需要注意前尺和后尺的協(xié)調(diào),以及拉力的均勻等問題。
2.4實際測量的注意事項
(1)了解圖紙:在進(jìn)行水電水利測量時,進(jìn)行測量工作的工作人員首先要對配備的圖紙進(jìn)行分析,明確圖紙的測量意圖,進(jìn)行測量時要嚴(yán)格按照圖紙中的結(jié)構(gòu)進(jìn)行放線,還要明確測量的精度,根據(jù)具體的測量要求,選擇合適的測量儀器。(2)提升測量人員的技術(shù)水平:測量人員是保證測量結(jié)果精確性最重要的因素,測量人員的技術(shù)水平過硬能夠保證測量的準(zhǔn)確,減少誤差,所以需要技術(shù)人員對測量的技術(shù)要點進(jìn)行深入的了解,掌握測量關(guān)鍵因素,明確誤差出現(xiàn)的原因,控制誤差出現(xiàn)的要點,還要求工作人員具有數(shù)據(jù)處理的能力,對測量數(shù)據(jù)的敏感性,這樣在測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生時就能從一定程度判斷是否出現(xiàn)誤差。(3)消除自然因素的影響:測量中受到的自然因素影響也比較大,溫度、陽光折射等,被測區(qū)域的土壤土質(zhì)較松也會導(dǎo)致儀器放置不穩(wěn)定。所以開展測量時,要選擇合適的時間和氣候,盡量減少自然因素對測量產(chǎn)生影響。土壤較為松軟時,可采用多次測量的方法,或者也可以利用尺墊來保持穩(wěn)定,減少誤差。陰天、溫度適宜、無風(fēng)或者微風(fēng)是比較適合測量的天氣。
關(guān)鍵詞:測量;水利水電工程;重要性中圖分類號:TV 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
測量作為水利水電工程建設(shè)的眼睛、尖刀兵,為水利水電工程建設(shè)規(guī)劃、施工,水工建筑物變形觀測,防止重大事故發(fā)生,保證水利水電工程安全運行,為人民生命財產(chǎn)安全提供著技術(shù)性的支持,對促進(jìn)水利水電事業(yè)起著至關(guān)重要的作用。
1、測量在水利水電工程建設(shè)中的地位
測量作為一門能采集和表示各種地物和地貌的形狀、大小、位置等幾何信息,以及能把設(shè)計的建筑物、設(shè)備等按設(shè)計的形狀、大小和位置準(zhǔn)確地在實地標(biāo)定出來的技術(shù)。 在水利水電工程建設(shè)中都需要利用測量提供的資料和圖紙進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計,選定經(jīng)濟(jì)合理的方案,并通過測量配合各項工程的施工,保證設(shè)計意圖正確執(zhí)行。
在施工過程中測量作為施工的“先遣部隊”也是非常重要的。水利工程建設(shè)中從工程開始的原始地形地貌測量、基礎(chǔ)開挖的中心線和邊線放樣或者是水工建筑物混凝土澆筑前的軸線標(biāo)高的放樣到施工過程中控制的幾何尺寸、標(biāo)高、邊線等,都離不開測量。尤其近幾年在戰(zhàn)線長、任務(wù)緊、標(biāo)準(zhǔn)高的南水北調(diào)工程中測量的地位越發(fā)體現(xiàn)重要了。
工程竣工后還要編繪竣工圖,以滿足工程的使用、管理、維修以至擴(kuò)建的需要。在水利工程建設(shè)的整個壽命周期中,水利工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工和運行管理各個階段都離不開測量工作。
2、測量在水利水電工程建設(shè)中的任務(wù)
在水利工程建設(shè)中,工程測量的基礎(chǔ)工作必不可少。根據(jù)工程實踐分析總結(jié)工程測量在水利建設(shè)中的主要任務(wù)有:
2.1、在勘測設(shè)計的各個階段,需要測區(qū)的地形信息和地形圖或電子地圖,供工程規(guī)劃、選擇廠址和設(shè)計使用,規(guī)劃時需提供中、小比例尺地形圖及有關(guān)信息以及進(jìn)行建筑物的具體設(shè)計時需提供大比例尺地形圖;
2.2、在施工階段,要進(jìn)行施工測量,將設(shè)計的建筑物、構(gòu)筑物的平面位置和高程測設(shè)于實地,以便進(jìn)行施工即施工定線放樣;伴隨著施工的進(jìn)展,不斷地測設(shè)高程和軸線,以指導(dǎo)施工;并且根據(jù)需要還要進(jìn)行設(shè)備的安裝測量。在施工的同時,要根據(jù)建(構(gòu))筑物的要求,開始變形觀測,直至建(構(gòu))筑物基本上停止變形為止,以監(jiān)測施工的建(構(gòu))筑物變形的全過程,為保護(hù)建(構(gòu))筑物提供資料。
2.3、施工結(jié)束后,及時地進(jìn)行竣工測量,繪制竣工圖,供日后擴(kuò)建、改建、修建以及進(jìn)一步發(fā)展提供依據(jù)。在建(構(gòu))筑物使用和工程的運營階段,對某些大型及重要的建筑物和構(gòu)筑物,還要繼續(xù)進(jìn)行變形觀測和安全監(jiān)測,為安全運營和生產(chǎn)提供資料。由此可見,測量工作在土木工程專業(yè)應(yīng)用十分廣泛,它貫穿著工程建設(shè)的全過程,特別是大型和重要的工程,測量工作更是非常重要的。
3、測量在水利建設(shè)中的重要作用
測量被稱為水利水電工程施工的眼睛,測量放線為水利工程施工開辟了道路,提供方向。準(zhǔn)確、周密的測量工作不但關(guān)系到一個水利工程是否能順利按圖施工,而且還給施工質(zhì)量提供重要的技術(shù)保證,為質(zhì)量檢查等工作提供方法和手段。
3.1施工建設(shè)前期
在水利建設(shè)工程的開工建設(shè)前期,工程測量工作必須要按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定和現(xiàn)場自然環(huán)境以及工程建設(shè)規(guī)模等情況予以規(guī)劃設(shè)計。在這個階段中的測量工作,主要是為水利水電工程施工提供各種比例尺的地形圖與地形數(shù)字資料。同時,此階段還要對工程的現(xiàn)場地質(zhì)勘察、水位地形等進(jìn)行測量,對于水利工程主壩或在地質(zhì)條件不良的地區(qū)進(jìn)行建設(shè),則還要對地層的穩(wěn)定性進(jìn)行觀測。
3.2施工建設(shè)階段
水利工程正式進(jìn)入施工階段之前,必須對設(shè)計方案進(jìn)行討論、分析和審批等過程,在經(jīng)最終確認(rèn)批準(zhǔn)好通過之后方可施工。在施工過程中按照要求對設(shè)計擬建工程中的水工建筑物進(jìn)行定線放樣測量,以作為施工的主要依據(jù)。同時,根據(jù)擬建工程所在地段的地形地貌、地質(zhì)環(huán)境以及施工組織計劃建立多個不同的施工測量控制網(wǎng),以作為相關(guān)現(xiàn)場測量的基礎(chǔ)。然后再按照水工建筑物位置與施工的需要,采用各種不同的放樣方法,將圖紙上所設(shè)計的內(nèi)容移到實地,這就是我們常聽到的“先整體后局部”、“先控制后碎部”。這一步工作非常重要,測量精度要求非常高,關(guān)系整個水利水電工程建設(shè)的成敗。通常為滿足設(shè)計與施工兩方面共同需要,可采用多種不同的定線放樣予以落實。特別強(qiáng)調(diào)的是測量精度絕對要控制在許可誤差范圍之內(nèi)。
在水利水電工程主體施工階段,測量的主作任務(wù)對擬建工程的地面定位放樣和高程放樣。地面點位放樣的精確度直接影響施工質(zhì)量,所以每次混凝土施工完畢后,第一道工序就是測量放樣,而高程放樣則主要是為測定準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)點或控制線。通過測量放樣不但能夠為下一道工序提供依據(jù),并且能及時發(fā)現(xiàn)上一道工序所遺留下來的問題,使得現(xiàn)場施工人員及時處理已經(jīng)發(fā)生的問題,避免了問題的累積,最終導(dǎo)致工程事故。
3.3運行管理階段
水利建設(shè)施工階段竣工并驗收合格后,即可進(jìn)入到運營使用與管理階段,其測量工作的主要內(nèi)容是定期對實體工程進(jìn)行位移、傾斜和擺動等變形測量,通過觀測取得的第一手資料,可以監(jiān)測建筑物的狀態(tài)變化和工作情況,在發(fā)生不正常現(xiàn)象時,及時分析原因,采取措施,防止重大事故的發(fā)生,保證水利水電工程安全運行。
準(zhǔn)確的工程測量結(jié)果為水利建設(shè)工程質(zhì)量和財產(chǎn)安全提供最為有效的保證,尤其是在特殊地質(zhì)斷層構(gòu)造地段更顯重要作用。但是,由于水工建筑通常都存在沉降、位移和擺動等問題,這些問題所引起的安全質(zhì)量事故也是有發(fā)生,因此我們必須努力作好水工建筑物的變形觀測,確保水利工程安全穩(wěn)定。
4、加強(qiáng)測量管理
為提高水利水電工程質(zhì)量,在實際水利工程施工過程中,我們必須加強(qiáng)測量管理,采取確實可行的措施,全方位的做好施工測量放線工作。具體如下:
第一 加強(qiáng)測量團(tuán)隊合作意識的培養(yǎng)。測量工作不是一個人的工作,它需要多人默契的配合才能高效率的完成此項工作。假如在大量的測量放樣工作進(jìn)行時,觀測者、記錄者、前方跑桿立尺者三人之間如果配合默契,那么完成此工作需要時間將會大大提前。
第二 提高測量放線人員的專業(yè)素質(zhì)。作為一個合格的、專業(yè)的測量員,應(yīng)該對測量內(nèi)業(yè)的資料整理工作(比如:原始地形地貌斷面圖的繪制、測量放樣的計算及報驗等)能夠獨立完整的完成。而在外業(yè)上應(yīng)懂得施工生產(chǎn)的工藝過程,對水利工程的各分部、分項的施工程序有明確的了解,能在施工過程中與其他工種協(xié)調(diào)配合,提供所需的測量服務(wù)。
第三 注重先進(jìn)測量設(shè)備的引進(jìn)與投入。在當(dāng)代高科技高效率社會中原始測量儀器(水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀)已經(jīng)不能滿足于現(xiàn)在工程的需求,而現(xiàn)在的全站儀、GPS已成為水利工程的主導(dǎo)測量儀器。因此企業(yè)必須引進(jìn)先進(jìn)的測量設(shè)備來提高自身的工作效率,使工程保質(zhì)保量按期完成。
第四 提高對水利測量人員的認(rèn)識。測量貫穿著水利水電工程建設(shè)的全過程,從項目領(lǐng)導(dǎo)到一線施工技術(shù)人員應(yīng)提高對測量工作的重視程度,合理安排施工進(jìn)度,為測量提供良好的施工放樣環(huán)境,保證測量放線成果。
5、結(jié)語
縱上所述,測量工作貫穿著整個水利水電工程,并在水利水電工程施工過程中扮演著非常重要的角色,起著至關(guān)重要的作用。我們應(yīng)在實際施工過程中充分認(rèn)識到測量工作的重要性,科學(xué)管理,讓測量工作更好的為水利水電工程服務(wù),為社會發(fā)展造就出更多的更好的優(yōu)質(zhì)水利水電工程。
參考文獻(xiàn)
[1]《水利工程測量》 牛志宏、徐啟楊等,2005
1引言
隨著我國改革開放的深人發(fā)展和市場經(jīng)濟(jì)的逐步形成以及事業(yè)單位的企業(yè)化轉(zhuǎn)軌,水利水電工程建設(shè)也由單一的國內(nèi)市場走向多元化的國際市場,多元化的工程服務(wù)項目在不斷增加,因此,這就要求水利水電工程建設(shè)的管理模式必須同國際慣例接軌,一些不適應(yīng)社會主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展的計劃經(jīng)濟(jì)向社會主義市場經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)化,也就是由原來的行政管理轉(zhuǎn)為國際上推行的工程監(jiān)理制。1990年11月水利部已提出實行工程監(jiān)理制并頒發(fā)了“水建【1990〕9號文件(水利工程建設(shè)監(jiān)理規(guī)定(試行)》和(水利工程建設(shè)監(jiān)理單位管理辦法(試行)》”等一系列文件,目前已全面推行工程監(jiān)理制。在水利水電工程建設(shè)中,工程測量工作與工程建設(shè)中的各項一工作有著十分密切的關(guān)系,并對工程建設(shè)起到控制作用。那么,在水利水電工程建設(shè)監(jiān)督和管理過程中,測量監(jiān)理的任務(wù)是什么呢?如何做好“三控制、二管理、一協(xié)調(diào)”工作,這將對工程起著什么樣的作用.測量監(jiān)理工程師如何做好各個階段的各類測量監(jiān)理工作等等.這都給測量監(jiān)理工作提出了監(jiān)理內(nèi)容和任務(wù)。為此,筆者通過兩期培訓(xùn)和系統(tǒng)學(xué)習(xí)以及生產(chǎn)實踐中運用的監(jiān)理知識對這些問題作些簡單的探討。
2測量監(jiān)理工作的內(nèi)容與作用
根據(jù);IDIC•條款內(nèi)容,工程測量監(jiān)理工作在水利水電工程建設(shè)中應(yīng)做好以下幾個方了
2.1做好前期工作
2.1.l各種核實工作主要核準(zhǔn)使用地形圖的施測時間、實地地形變化情況、高程系統(tǒng)、坐標(biāo)系統(tǒng)等。
2.1.2工程量核算協(xié)助業(yè)主在招標(biāo)投標(biāo)前對各類工程量進(jìn)行一次認(rèn)真的核實。
2.1.3責(zé)成建立統(tǒng)一的施工控制網(wǎng)口.①確定施工首級控制網(wǎng):由于水利水電工程建設(shè)中,特別是大型工程項目具有技術(shù)復(fù)雜、規(guī)模宏大、任務(wù)艱巨、建設(shè)周期長、子項工程多、施工單位復(fù)雜、整體布局嚴(yán)密等特點,因此,測量監(jiān)理要責(zé)成建立統(tǒng)一的保證工程施工、便于保存、利于引用、并達(dá)到一定精度要求的施工控制網(wǎng)。也就是確定整個工程施工的平高首級控制網(wǎng)。②建立子項施工控制網(wǎng):在首級控制網(wǎng)的基礎(chǔ)上各個主體工程由各自承包商建立起既統(tǒng)一在同一系統(tǒng)內(nèi)的,又各自獨立的區(qū)域性的低一級平高控制網(wǎng)(局部可高于首級控制網(wǎng)等級)。③測量監(jiān)理工程師須要求承包商對監(jiān)理工程師書面給定的平面高程基準(zhǔn)點、基準(zhǔn)線以及參考點等進(jìn)行復(fù)核,要對工程項目所有的位置、高程、尺寸等進(jìn)行施工放樣并對其正確性負(fù)責(zé)。根據(jù)FIDIC條款,監(jiān)理工程師對任何放線工作或基準(zhǔn)、高程的檢查復(fù)核,均不能在任何方面解除承包商對工程建筑物的上述各項精度所負(fù)的全部責(zé)任。也就是說,在工程施工期間的任何時候,測量監(jiān)理工程師都有權(quán)對任何部分的位置、尺寸或高程所發(fā)現(xiàn)的任何差錯要求承包商進(jìn)行糾正,直至滿意為止。當(dāng)然費用也由承包商承擔(dān)。但是由于提供數(shù)據(jù)的原因造成差錯則其返工的費用承包商應(yīng)得到相應(yīng)的補(bǔ)償。④施工期間進(jìn)行變形監(jiān)測工作,由于水利水電工程項目的前期工作量大、時間長、投資數(shù)額大、業(yè)主初始也不很明朗;另外在我國實行業(yè)主責(zé)任制才剛剛起步等等原因,我國目前除施工設(shè)計階段外沒有真正實行工程監(jiān)理工作,多采用邀請國內(nèi)有關(guān)專家、學(xué)者、技術(shù)人員對設(shè)計階段資料進(jìn)行評審、研討,設(shè)計單位只是對提出的意見進(jìn)行修改、補(bǔ)充和完善,由于這些工作不是貫穿于所有設(shè)計階段的全過程,往往會忽略一些問題。因此,施工期間進(jìn)行主要建筑物的變形觀測(平面位移測量和高程升降測量)工作,在某種程度上可以彌補(bǔ)這方面的缺陷。測量單位應(yīng)及時將觀測成果交給工程建設(shè)主管部門,實時掌握有關(guān)變形數(shù)據(jù)。如果變形量超過限差應(yīng)協(xié)助有關(guān)部門查明原因,使變形量得到控制。
2.2質(zhì),控制’質(zhì)量控制是水利水電工程建設(shè)監(jiān)理的主要內(nèi)容之一。建設(shè)項目的進(jìn)度控制、投資控制必須以一定的質(zhì)量水平為前提條件,只有通過有效的質(zhì)量控制才能實現(xiàn)進(jìn)度控制和投資控制的總體目標(biāo),從而有效地控制工程建設(shè)項目滿足合同規(guī)定的各項要求。因此,質(zhì)量控制也是測量監(jiān)理最主要的工作內(nèi)容之一。其任務(wù)主要是督促承包商保證各類建筑物位置、尺寸、高程的正確性和準(zhǔn)確性;責(zé)成承包商時時處處點點能按設(shè)計要求進(jìn)行施工。如所周知,在工程建設(shè)的實施過程中,在市場經(jīng)濟(jì)的條件下,業(yè)主和承包商之間除經(jīng)濟(jì)合同關(guān)系外,還必然存在著買賣關(guān)系,承包商往往以營利為目的,追求最大的利潤,不乏有承包商偷工減料,即使外國的承包商,也并非能自覺地履行合同,予以保證質(zhì)量。因此,如何使承包商能保證按設(shè)計要求進(jìn)行施工是監(jiān)理工程師的主要任務(wù),其中如何控制各類建筑物的位置和尺寸的準(zhǔn)確無誤,則是測量監(jiān)理工程師的業(yè)務(wù)范疇。作為測量監(jiān)理工程師應(yīng)對水利水電工程建設(shè)中的各個建筑物每一個部位施工的全過程進(jìn)行加強(qiáng)校核檢查,發(fā)現(xiàn)問題即時處理。特別對于重要部位更不能有絲毫麻痹大意,應(yīng)加強(qiáng)測量監(jiān)督工作,以免給國家和承.包商帶來不可估量和不必要的經(jīng)濟(jì)損失。測量監(jiān)理工作對工程質(zhì)量進(jìn)行控制,主要采用旁站檢查及實際測量方法來進(jìn)行。旁站檢查:根據(jù)工程施工難度、復(fù)雜性及穩(wěn)定程度,可采用全過程旁站、部分時間旁站和檢查抽查三種形式。對于容易產(chǎn)生錯誤的部分以及當(dāng)產(chǎn)生錯誤時難以補(bǔ)救的部分,還有隱蔽工程等,尤其應(yīng)該加強(qiáng)旁站檢查。實際測童:這是對建筑物的幾何尺寸進(jìn)行控制的重要手段。開工前,承包商要對工程進(jìn)行施工放樣,測量監(jiān)理工程師應(yīng)對施工放樣的位置、高程按規(guī)范要求進(jìn)行測量復(fù)核驗收,對不符合要求的要責(zé)成進(jìn)行返工,達(dá)到合格者才準(zhǔn)予開工。
2.3投資控制在水利水電工程建設(shè)中,如何有效地控制投資,監(jiān)理工程師起著至關(guān)重要的作用,也是監(jiān)理工程師控制實際投資費用的一項重要任務(wù)。測量監(jiān)理要做好投資控制,主要取決于工程量的計量工作。在過去的一些水利水電工程建設(shè)中是由施工管理人員根據(jù)工程進(jìn)度及承包商的進(jìn)度報表而審定的,并不是用嚴(yán)格的測量手段審核工程量。工程進(jìn)度表所列工程量只是計劃(估算)工程量,不能視為承包商為履行其合同義務(wù)而完成的最終工程數(shù)量,也就是說,工程量清單中的數(shù)量并不能作為工程進(jìn)度款的結(jié)算憑證,承包商只能根據(jù)實際完成的并為測量監(jiān)理工程師確認(rèn)的工作量得到付款。一般合同條款都寫明以實際工程量支付費用。由此可見,監(jiān)理工程師對實際完成的工程量的核算工作顯得更為重要。測量監(jiān)理工程師應(yīng)用自己測量的手段核實工程量的多少,由業(yè)主來支付給承包商的工程費用。需要說明一點,計量時必須嚴(yán)格按照合同中寫明的計量細(xì)則規(guī)定進(jìn)行,不能按習(xí)慣或其它合同外的計量方法去做。所以,在水利水電工程建設(shè)中,土建工程的計量測量工作是測量監(jiān)理工程師的一項主要任務(wù)。
2.3.1聯(lián)合瀏量所謂“聯(lián)合測量”就是在施工前、施工中和施工后,由監(jiān)理方與承包萬測量人員共同進(jìn)行的測量工作。聯(lián)合測量的成果必須首先由雙方測量人員簽認(rèn),然后再由測量監(jiān)理工程師代表審核,簽認(rèn)后方為有效成果。最后根據(jù)測量監(jiān)理工程師代表簽認(rèn)的測量成果計算土石方量、混凝土方量或其它工程量及進(jìn)度工程款??梢?,“聯(lián)合測量”是在工程開工前、施工中、竣工后等各個階段中核定各項工程量價值的重要手段,它對于控制工程投資起著極為重要的作用。與此同時,在工程開工前、投標(biāo)時,施工前的聯(lián)合測量是工程項目動工的先決條件,應(yīng)把“聯(lián)合測量”合理、合法地納入合同之中,從而把聯(lián)合測量工作上升到一定的高度。依照FIDIC條款合同中應(yīng)對測量、計量的方法作出規(guī)定。對于聯(lián)合測量的技術(shù)要求,精度等,側(cè)量監(jiān)理工程師應(yīng)事先向承包商作出明確規(guī)定。測量之前,須對承包商擬采用的測量方法、測量儀器及測量人員、平高控制點的等級、測圖比例尺、斷面布設(shè)方案位置、精度及計算的方法進(jìn)行審查。聯(lián)合測量的主要內(nèi)容是:施工前原始地形地貌、開挖中的不同地質(zhì)層(如土石)分界線、開挖完成后回填基礎(chǔ)面,各種填筑材料分界線,重要工程部位檢測、竣工及中間移交工作面現(xiàn)狀等。施工期間如要轉(zhuǎn)移承包商,還要在移交前由原承包商、接替承包商、監(jiān)理工程師測量人員進(jìn)行三方聯(lián)合測量。
2.3.2工程量計量在審核工程量時多采用兩種方法:①根據(jù)雙方簽認(rèn)的聯(lián)合測量成果,承包商和監(jiān)理工程師分別計算工程量,然后將雙方計算的工程量進(jìn)行比較,如果誤差不大,取其平均值,如果誤差較大,應(yīng)查其原因,及時糾正,對不合理的量不予計算。②根據(jù)工程師簽認(rèn)的雙方聯(lián)合測量成果,首先由承包商自己計算工程量.然后將測量成果、斷面圖、計算資料等送到監(jiān)理單位,由測量監(jiān)理工程師對這些成果進(jìn)行檢查、核對,對不合理的計量及計算錯誤進(jìn)行糾正,按測量監(jiān)理工程師的審核量進(jìn)行確認(rèn),支付費用。當(dāng)工程進(jìn)入轉(zhuǎn)折時,應(yīng)特別注意設(shè)計圖紙,對于超挖回填部分不作計量,并應(yīng)責(zé)成回填。施工期間如要轉(zhuǎn)移承包商,應(yīng)對回填部分的費用扣除。
2.4進(jìn)度控制所謂進(jìn)度控制,是指對水利水電工程建設(shè)項目的各個建設(shè)階段的工作順序和持續(xù)時間進(jìn)行規(guī)劃、實施、檢查、協(xié)調(diào)及信息反饋等一系列活動的總稱。在水利水電工程建設(shè)項目中,測量監(jiān)理做好進(jìn)度控制工作,是非常重要的。例如,對階段工程工期及單項工程的工期,如果測量工作不能及時、迅速、準(zhǔn)確無誤地完成測量檢測工作,勢必會影響進(jìn)度,增大投資造成拖延工期,致使工程不能按期完成,給業(yè)主和承包商造成損失。在汛期到來之前應(yīng)嚴(yán)格按照施工計劃并盡量爭取時間搶在洪水到來之前完成計劃的工程項目和工程量,要求各項工程特別是大壩要填筑到規(guī)定的設(shè)計高程,否則會拖延工程進(jìn)度,使整個工期拖后。如果由于進(jìn)度高程達(dá)不到設(shè)計要求造成沖毀已建成的建筑物,損壞施工機(jī)械設(shè)備及造成人員傷亡,那將會給國家造成極大的損失。因此,在水利水電工程建設(shè)中,測量監(jiān)理工程師應(yīng)責(zé)成承包商嚴(yán)格按設(shè)計進(jìn)度的要求進(jìn)行控制工程高程,特別是汛期前的高程高度。所以說測量監(jiān)理工作對控制工程進(jìn)度也是非常重要的,必須按施工計劃要求,及時、準(zhǔn)確地完成測量監(jiān)理工作。實時地掌握工程進(jìn)度,對工程的投資更好地做到控制作用。
關(guān) 鍵 詞:水利工程施工測量
中圖分類號:TV文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
Abstract: Measurement engineering throughout the project from beginning to end, as a water conservancy project builder, should fully grasp the measurement of knowledge and skills, to assume the project survey, design, construction and management of the task.
Key Words:Water conservancy project; Construction survey.
1引言
工程測量貫穿于整個工程建設(shè),進(jìn)行任何一項水利工程建設(shè),水電站、大壩、港口和碼頭的修建等,都需要通過測量來獲得有關(guān)地區(qū)的地形資料。如在某河道上修建電站,首先應(yīng)有壩址以上該流域內(nèi)的全部地形圖,作為水文計算、地質(zhì)勘探、經(jīng)濟(jì)調(diào)查等規(guī)劃設(shè)計的依據(jù)。壩址選定后,又必須為設(shè)計水工建筑物測繪較為詳盡的地形團(tuán)。興建時還要進(jìn)行工程建筑物的施工放樣。工程竣工時,檢查工程質(zhì)量是否符合設(shè)計要求,又需要進(jìn)行竣工測量。建成后,在使用管理過程中,還要進(jìn)行變形觀測,以監(jiān)視運行情況,確保工程安全。
由此可見,在水利工程建設(shè)中測量工作貫穿于規(guī)劃、設(shè)計、施工和管理的各個階段。作為一個水利技術(shù)人員必須懂得測量學(xué)的基本知識,能進(jìn)行小區(qū)域大比例尺的地形測量工作,掌握閱讀和應(yīng)用地形圖的基本知識,以及有關(guān)水利工程施工放樣方面的基本方法。
2工程概況
文江口電站項目,該電站位于四川省青川縣竹園鎮(zhèn)境內(nèi)清江河上,為引水式電站,總裝機(jī)容量為18。2MW,電站由首部樞紐,引水系統(tǒng)及廠區(qū)樞紐三部分組成,引水隧道為馬蹄形,洞徑4。8米,約長9。4公里,有5條施工支洞,該洞由水電四局承建,我部負(fù)責(zé)承建廠區(qū)樞紐由主廠房,安裝間,副廠房,尾水,泄洪閘,大壩組成。其中8孔泄洪閘(2孔沖砂閘6孔泄洪閘)墩高18米,長約20米,弧形閘門。在此項目的施工測量中,負(fù)責(zé)控制布點,測量放線,施測地形圖,形體測量和變形觀測,及后期的資料整理,為最終結(jié)算準(zhǔn)備好每一階段所應(yīng)有的竣工資料。
3施工測量概述
施工測量的目的是將設(shè)計圖紙上工程建筑物、構(gòu)筑物的平面位置和高程,采用一定的測量方法和精度測設(shè)到實地上,作為施工的依據(jù)。在施工過程中,需進(jìn)行一系列的測設(shè)工作,以銜接和指導(dǎo)各工序間的施工。施工測量主要包括施工控制網(wǎng)的建立;將設(shè)計圖上建筑物或構(gòu)筑物的平面位置和高程標(biāo)定在實地上,即施工放樣;工程的竣工測量以及建筑物的變形觀測等。
3.1施工測量的原則
為了保證所測設(shè)建筑物、構(gòu)筑物的平面位置和高程能夠滿足設(shè)計要求,施工測量和地形測繪一樣,也要遵循“從整體到局部”、“先控制、后碎部”的原則,即先在施工現(xiàn)場建立統(tǒng)一的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng),然后以此為基準(zhǔn),測設(shè)出各建筑物的平面位置和高程。對于水工建筑物而言,一般先由施工控制網(wǎng)測設(shè)建筑物的主軸線,用它來控制建筑物的整個位置。再根據(jù)主軸線來測設(shè)建筑物的細(xì)部,測設(shè)細(xì)部的精度往往比測設(shè)主軸線的精度要高。
3.2施工放樣的精度要求
對水利工程建筑物采取施工放樣就是把設(shè)計圖上的建筑物的軸線、細(xì)部輪廓點標(biāo)定到實地,并且進(jìn)行填挖方量的驗收哦測量。一般由基本控制網(wǎng)測設(shè)建筑物的主要軸線點和施工水準(zhǔn)點,布設(shè)成施工方格控制網(wǎng)或者放樣網(wǎng),再以極坐標(biāo)法、直角坐標(biāo)法、角度或者距離交會法等平面放樣方法和水準(zhǔn)測量、三角高程測量等高程放樣方法,測設(shè)、檢測建筑物輪廓點與立模點、填筑點,并且隨著施工進(jìn)度測繪挖填斷面,并且計算驗收完成工作量。
施工放樣的精度與建筑物的大小、結(jié)構(gòu)形式、材料等因素有關(guān)。例如,在水利工程施工中,要求鋼筋混凝土工程較土方工程的放樣精度高,而金屬結(jié)構(gòu)物安裝放樣的精度要求則更高。因此,應(yīng)根據(jù)不同施工對象,選用不同精度的測量儀器和測量方法,即保證工程質(zhì)量,又不致浪費人力、物力。
4施工控制測量
4.1基本平面控制網(wǎng)
首級平面控制網(wǎng)常用高精度測角網(wǎng)、邊角網(wǎng)或者電磁波等形式布設(shè),再以插網(wǎng)、插點或者導(dǎo)線加密。隨著GPS應(yīng)用技術(shù)的推廣與應(yīng)用,在許多的大型水利工程施工測量中已經(jīng)逐漸采用GPS建立平面施工控制網(wǎng),并且采用動態(tài)GPS技術(shù)來進(jìn)行水利測量施工放樣工作,這也是有效提高施工測量的技術(shù)。
基本網(wǎng)作為首級平而控制,一般布設(shè)成三角網(wǎng),并應(yīng)盡可能將壩軸線的兩端點納入網(wǎng)中作為網(wǎng)的一條邊。根據(jù)建筑物重要性的不同要求,一般按三等以上三角測量的要求施測,大型混凝土壩的基本網(wǎng)兼作變形觀測監(jiān)測網(wǎng),要求更高,需按一、二等于角測量要求施測。為了減少安置儀器的對中誤差,三角點一般建造混凝土觀測墩,并在墩頂埋設(shè)強(qiáng)制對中設(shè)備,以便于安置儀器和覘標(biāo)。
通過實地踏勘、選點后,進(jìn)行控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計及精度評估。經(jīng)監(jiān)理工程師審批后,按監(jiān)理和規(guī)范要求進(jìn)行施測。本工程的平面控制網(wǎng)觀測采用GPS靜態(tài)測量方法進(jìn)行測量。采用標(biāo)稱精度為±(5mm+1mm/km×D)的美國Trimble 4800 GPS接收機(jī)以靜態(tài)方式進(jìn)行測量。按《全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)測量規(guī)范》中C級GPS網(wǎng)的精度實測,其點位中誤差不超過±10mm,控制網(wǎng)的平均邊長相對中誤差不超過1/250000。其具體技術(shù)要求(見表1)所示:
級別
項目 C級
衛(wèi)星高度角(°) ≥15
數(shù)據(jù)采集間隔(s) 10~30
觀測時間 靜態(tài)定位(min) ≥60
點位幾何圖形強(qiáng)度因子(PDOP) ≤8
施測時段數(shù) ≥2
有效觀測衛(wèi)星總數(shù) ≥6
時段中任意一衛(wèi)星的有效觀測時間(min) ≥15
表1GPS控制網(wǎng)觀測基本指標(biāo)
4.2壩體控制網(wǎng)
混凝土壩采取分層施工,每―層中還分跨分倉(或分段分塊)進(jìn)行澆筑。壩體細(xì)部常用方向線交會法和前方交會法放樣,為此壩體放樣的控制網(wǎng)-定線網(wǎng),有矩形網(wǎng)和三角網(wǎng)兩種,前者以壩軸線為基準(zhǔn),按施工分段分塊尺寸建立三角網(wǎng)作為定線網(wǎng)。
(1)矩形網(wǎng)。矩形網(wǎng)是由若干平行和垂且于壩軸線的控制線所組成,格網(wǎng)尺寸按施工分段分塊的大小而定。在測設(shè)矩形網(wǎng)的過程中,測設(shè)直角時須用盤左、盤有取平均,丈量距離應(yīng)細(xì)心校核,以免發(fā)生錯誤。
(2)三角網(wǎng)。如圖1所示為由基本網(wǎng)的一邊AB(拱壩軸經(jīng)兩端點)加密建立的定線網(wǎng)ADCBFEA,各控制點的坐標(biāo)(測量坐標(biāo))可測算求得。但壩體細(xì)部尺寸是以施工坐標(biāo)x0,y為依據(jù)的,因此應(yīng)根據(jù)設(shè)計圖紙求算得施工坐標(biāo)系原點0’的測量坐標(biāo)和0’x的坐標(biāo)方位角,按坐標(biāo)換算公式換算為便于放樣的統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)。
圖1 定線三角網(wǎng)示意圖
4.3高程控制
對于高程控制網(wǎng)一般為高精度的水準(zhǔn)網(wǎng),然后以較低登記的符合水準(zhǔn)路線或者結(jié)點水準(zhǔn)網(wǎng)加密,地形起伏較大時則采用電磁波三角高程測量代替適當(dāng)?shù)燃壍乃疁?zhǔn)測量。對于水利工程施工測量的高程控制分兩級布設(shè),其基本網(wǎng)是以整個水利樞紐的高程控制而定。視工程的不同要求按二等或三等水準(zhǔn)測量施測,并考慮以后可用作監(jiān)測垂直位移的高程控制。作業(yè)水準(zhǔn)點或施工水準(zhǔn)點,隨施工進(jìn)程布設(shè),盡可能布設(shè)成閉合或附合水準(zhǔn)路線。作業(yè)水準(zhǔn)點多布設(shè)在施工區(qū)內(nèi),應(yīng)經(jīng)常由基本水準(zhǔn)點檢測其高程,如有變化應(yīng)及時改正。
5混凝土壩清基開挖線的放樣
清基開挖線是確定對大壩基礎(chǔ)進(jìn)行清除基巖表層松散物的范圍。它的位置根據(jù)壩兩側(cè)坡腳線、開挖深度和坡度決定。標(biāo)定開挖線一般采用圖解法。和土壩一樣,先沿壩軸線進(jìn)行縱橫斷面測量,繪出縱橫斷面圖,由各橫斷面圖上定坡腳點,獲得坡腳線及開挖線。
實地放樣時,可用與土壩開挖線放樣相同的方法,在各橫斷面上由壩軸線向兩側(cè)量距得開挖點。如果開挖點較多,用大平板儀測放也較為方便。方法是按一定比例尺將各斷面的開挖點繪于圖紙上,同時將平板儀的設(shè)站點及定向點位置也繪于圖上。
在清基開挖過程中,還應(yīng)控制開挖深度,在每次爆破后及時在基坑內(nèi)選擇較低的巖面測定高程(精確到厘米即可),并用紅漆標(biāo)明,以便于施工人員和地質(zhì)人員掌握開挖情況。
6壩體的立模放樣
6.1坡腳線的放樣
基礎(chǔ)清理完畢,可以開始壩體的立模澆筑,立模前首先找出上、下游壩坡面與巖基的接觸點,即分跨線上、下游坡腳點。采用逐步趨近法進(jìn)行坡腳線的放樣。
6.2壩的立模放樣
在壩體分塊立模時,應(yīng)將分塊線投影到基礎(chǔ)上或已澆好的壩塊面上,模板架立在分塊線上,因此分塊線也叫方模線,但立模后立模線被覆蓋,還要在立模線內(nèi)側(cè)彈出平行線,稱為放樣線,用來立模放樣和檢查校正模板位置。放樣線與立模線之間的距離一般為0.2~0.5m.
6.3.混凝土澆筑高度的放樣
模板立好后,還要在模板上標(biāo)出澆筑高度。其步驟一般在立模前先由最近的作業(yè)水準(zhǔn)點〔或鄰近已澆好壩壩上所設(shè)的臨時水準(zhǔn)點)在艙內(nèi)測設(shè)兩個水準(zhǔn)點,待模板立好后由臨時水準(zhǔn)點按設(shè)計高度在模板上標(biāo)出若干點。并以規(guī)定的符號標(biāo)明,以控制澆筑高度。
7施工測量成果檢測
依據(jù)國家測繪標(biāo)準(zhǔn)和《水電水利工程施工測量規(guī)范》(DL/T5173-2003)的作業(yè)規(guī)程和精度要求,及時準(zhǔn)確地完成對各施工部位的重要測量點線(如軸線點、孔洞中心線、主體建筑物基礎(chǔ)塊和預(yù)埋件的立模點、大型金屬結(jié)構(gòu)、設(shè)備安裝基準(zhǔn)點等)和監(jiān)理認(rèn)為需要檢查的測量成果,以及從自身的業(yè)務(wù)角度出發(fā),對施工中某些重要點線成果產(chǎn)生懷疑時進(jìn)行復(fù)核。復(fù)核前對施工所涉及的的各類測量資料、圖紙及時調(diào)閱,并再實施檢測。
為保證檢測的準(zhǔn)確性,對必須用到的測量基準(zhǔn)點進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和復(fù)測。軸線點、主體建筑物基礎(chǔ)塊和預(yù)埋件立模點等的復(fù)核在等級控制點上設(shè)站,也可在以等級控制點為依據(jù)重新測設(shè)的測站點上設(shè)站,采用全站儀(測角精度為0.5″測量,測邊精度為(1mm+1mm/km×D))采取極坐標(biāo)法進(jìn)行正、倒鏡觀測,取平均值作為測量成果,在有必要時采用雙極坐標(biāo)法進(jìn)行正、倒鏡觀測,若2次極坐標(biāo)觀測成果較差小于5mm取平均值作為測量成果,大于5mm則重測。根據(jù)大型金屬結(jié)構(gòu)相對精度要求高(±0.53mm)的特點,著重檢查安裝點相對軸線(如孔中線、門槽中心線等)及安裝點相互的幾何尺寸(包括高差)的精度,檢測使用全站儀及經(jīng)過鑒定的鋼帶尺進(jìn)行,高程檢測采用Leica DNA03數(shù)字水準(zhǔn)儀及NA2光學(xué)水準(zhǔn)儀進(jìn)行。
8結(jié)語
施工測量是工程施工必不可少的環(huán)節(jié),而其測量的精度直接影響到工程實施海后是否符合原設(shè)計意圖。鑒于此重要性,文章通過結(jié)合實例以及筆者測量實踐經(jīng)驗,提出水利工程施工測量相關(guān)技術(shù),以及相應(yīng)的測量要點,以有效地提高測量精度,為同類工程提供有價值的參考。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】水利水電 測量技術(shù) 工程
工程測量技術(shù)在水利水電工程的規(guī)劃階段、設(shè)計階段、施工階段、運轉(zhuǎn)階段都有所應(yīng)用,從中便可以看出,工程測量技術(shù)對水利水電工程的影響有多大。近年來,我國的水利水電工程測量技術(shù)發(fā)展的十分迅猛,出現(xiàn)了很多好的工程測量技術(shù),本研究將介紹一些水利水電工程測量技術(shù)以及這些水利水電工程測量技術(shù)的發(fā)展趨勢,希望本研究所闡述的內(nèi)容能夠?qū)λ姽こ虦y量技術(shù)的發(fā)展、水利水電工程施工質(zhì)量的提升有所幫助。
1 水利水電工程常用測量技術(shù)
1.1 控制測量技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,水利水電控制測量由傳統(tǒng)控制測量過渡到現(xiàn)代控制測量模式,即以GPS 等空間定位技術(shù)為主、傳統(tǒng)測繪方法為輔,快速高效、高精度確定空間點位的三維坐標(biāo)。水利水電工程控制測量按水利水電工程階段和服務(wù)內(nèi)容劃分為測圖控制網(wǎng)和專用控制網(wǎng)兩種類型,包含平面控制和高程控制兩方面測量技術(shù)。水利水電工程平面控制網(wǎng)測量技術(shù)由傳統(tǒng)的三角網(wǎng)發(fā)展為三邊網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、混合網(wǎng)等現(xiàn)代控制網(wǎng)測量技術(shù),大區(qū)域測圖控制網(wǎng)基本采用GPS 控制網(wǎng)技術(shù),中小區(qū)域測圖平面控制網(wǎng)采用GPS 控制網(wǎng)作為首級網(wǎng)或采用多種設(shè)備觀測的混合網(wǎng)。水利水電工程高程控制網(wǎng)測量儀器從光學(xué)水準(zhǔn)儀發(fā)展到自動安平水準(zhǔn)儀再到數(shù)字水準(zhǔn)儀、液體靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)。觀測方法從人工讀數(shù)發(fā)展到自動讀數(shù)紀(jì)錄、自動觀測,作業(yè)方式從單一的幾何水準(zhǔn)發(fā)展到測距三角高程、靜力水準(zhǔn)、GPS擬合水準(zhǔn)等多元作業(yè)方式。
1.2 水下地形測量技術(shù)
水下地形測量技術(shù)一般會選用以下幾種定位技術(shù):RTK 定位技術(shù),CORS 定位技術(shù),等。這類定位技術(shù)的優(yōu)點:(1)準(zhǔn)確率高;(2)工作效率高;(3)工作強(qiáng)度低;(4)自動化程度高;(5)可整天工作。
2 GPS 定位技術(shù)
GPS定位技術(shù)以空間定位為主,傳統(tǒng)測量技術(shù)為輔。能快速高效的確定個空間點的三維坐標(biāo)。
2.1 GPS 水準(zhǔn)點在整個測區(qū)中均勻分布
因為擬合是建立在已知的GPS水準(zhǔn)點基礎(chǔ)上的,水準(zhǔn)點的精度和分布很大程度上決定所確定模型的準(zhǔn)確程度。GPS水準(zhǔn)點分布均勻,模型可客觀地反映整個測區(qū)的高程異常情況。局部分布,模型較大程度上反映該局部的情況,而較少反映整體網(wǎng)型的情況。
2.2 GPS水準(zhǔn)點的精度要求較高
GPS測量是利用獨立的基線矢量進(jìn)行解算,幾乎不受傳統(tǒng)的誤差影響。并且可以采用多次重復(fù)觀測的方法,降低誤差。據(jù)分析,采用四等集合水準(zhǔn)聯(lián)測的誤差,約占GPS高程擬合誤差的30%左右。因此,應(yīng)根據(jù)項目精度要求,盡可能提高水準(zhǔn)聯(lián)測的精度。
2.3確保高精度結(jié)果
外業(yè)觀測時要充分考慮到影響GPS測量精度,有時可能GPS水準(zhǔn)點分布不均勻,但計算的外、內(nèi)符合精度較高。在這種情況下,建議重新選擇分布較為均勻的GPS水準(zhǔn)點作為已知起算點,重新計算,這樣可能喪失了一定的精度,但保證了整個測區(qū)待求點確定正常高的精度。
2.4受環(huán)境影響小
GPS受天氣條件,如雨雪、云霧、大風(fēng)的影響甚微。有風(fēng)雨雪的天氣,GPS天線的防水密封裝置設(shè)備照樣能正常運轉(zhuǎn),工作效率提高,觀測簡單輕松,定時讀取數(shù)據(jù)即可。
3 水利水電工程測量
3.1 工程的首級控制基準(zhǔn)點一般由業(yè)主單位向承建單位提供
承建單位要對上述基準(zhǔn)點成果進(jìn)行復(fù)核,并將復(fù)核結(jié)果以書面開工向監(jiān)理機(jī)構(gòu)報告,如有異議,由監(jiān)理機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)報項目法人進(jìn)行核實,經(jīng)檢查確認(rèn)無誤后,以書面形式通知承建單位才能啟用該成果。
3.2 應(yīng)根據(jù)施工需要加密控制點
承建單位應(yīng)根據(jù)施工需要加密控制點,并應(yīng)在施測前7 天將作
業(yè)方案報監(jiān)理機(jī)構(gòu)審批,施測結(jié)束后,將外業(yè)記錄、控制點成果及精度
分析資料報監(jiān)理審核。該成果必須經(jīng)監(jiān)理機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)后才能正式啟用。
3.3 負(fù)責(zé)保護(hù)并經(jīng)常檢查已接收的控制點
承建單位應(yīng)負(fù)責(zé)保護(hù)并經(jīng)常檢查已接收的控制點,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)有位移或破壞,及時報告監(jiān)理工程師,在監(jiān)理工程師及業(yè)主指示下采取必要的措施予以保護(hù)或重建。若施工需要拆除個別控制點,承建單位應(yīng)提出申請,報監(jiān)理機(jī)構(gòu)和業(yè)主批準(zhǔn)。
4 加強(qiáng)水利水電工程測量監(jiān)管
4.1 加強(qiáng)隊伍建設(shè),提高工程測量人員素質(zhì)?。
隨著水利建設(shè)規(guī)模的日益擴(kuò)大、水利工程質(zhì)量要求的不斷提高以及新測量技術(shù)和儀器的發(fā)展與應(yīng)用,必須采取有效措施加強(qiáng)水利工程隊伍建設(shè),提高工程測量人員素質(zhì)。:由于水利工程測量屬于專業(yè)性較強(qiáng)的技術(shù)工作,應(yīng)持證上崗。水利主管部門要組織工程測量人員上崗培訓(xùn)、考核,給合格者發(fā)從業(yè)資格證,同時對水利企業(yè)工程測量人員資格審查。?
4.2把工程建設(shè)監(jiān)理納入日常的監(jiān)理工作。在履行水利工程施工質(zhì)量監(jiān)控過程中,要切實把水利工程測量成果的檢查與驗收納入日常管理。在對工程測量質(zhì)量監(jiān)控中,一定要堅持“事前控制”的原則,加強(qiáng)對工程測量的監(jiān)控。
4.2 測量監(jiān)理工作的重要性
測量監(jiān)理工作是工程建設(shè)實行全過程、全方位、全天候的質(zhì)量監(jiān)督和管理,是工程建設(shè)的重要內(nèi)容,也是建設(shè)監(jiān)理常用的控制方法和手段。所以,測量監(jiān)理工作對水利水電工程建設(shè)的投資、進(jìn)度、質(zhì)量控制等關(guān)鍵問題起著極重要的作用。
4.3如何做好工程建設(shè)各個階段的監(jiān)理工作
4.3.1測量監(jiān)理工作是以合同為依據(jù)、以質(zhì)量控制為根本,加強(qiáng)自身監(jiān)理測量隊伍建設(shè),提高監(jiān)理測量水平,做好工程建設(shè)各個階段的監(jiān)理工作。其內(nèi)容包括監(jiān)理職責(zé)、工作方法、步驟、手段以及保證質(zhì)量應(yīng)采取的必要對應(yīng)措施等。
4.3.2鑒于工程測量有誤,則工程質(zhì)量肯定有問題的關(guān)系,在對工程測量質(zhì)量監(jiān)控中,一定要堅持“事前控制”的原則,對工程建設(shè)進(jìn)行整體控制。采取抽檢、復(fù)測、旁站、巡視等有效的監(jiān)控措施,加強(qiáng)對工程測量的監(jiān)控。對主要的工程測量放樣,一定要復(fù)測,測量成果合格方可進(jìn)行下一道工序的施工;。
4.3.3工程測量成果經(jīng)監(jiān)理測量檢測后,對檢測結(jié)果應(yīng)給予認(rèn)定,經(jīng)雙方測量人員簽字,作為工程竣工驗收、工程質(zhì)量等級評定的技術(shù)資料。加強(qiáng)對水利工程測量的監(jiān)控,可有效地杜絕工程測量事故,既有利于促進(jìn)水利企業(yè)測量管理的健全和測量人員素質(zhì)的提高,也有利于監(jiān)理測量水平的提高。
6 結(jié)論
水利水電測量技術(shù)是一種全方位測量工作的科學(xué)技術(shù),隨著各種測量技術(shù)的發(fā)展,水利水電工程測量技術(shù)也得到了極大的發(fā)展。隨著測量技術(shù)向數(shù)字測量技術(shù)的護(hù)轉(zhuǎn)化,測量的數(shù)據(jù)采集將實現(xiàn)自動化、實時化、數(shù)字化,測量數(shù)據(jù)管理實現(xiàn)科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化,測量數(shù)據(jù)傳播與應(yīng)用實現(xiàn)多樣化、網(wǎng)絡(luò)化、社會化.
參考文獻(xiàn):
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1水利水電工程特點
水利水電工程是一項系統(tǒng)性很強(qiáng)的建設(shè)項目。在施工的過程中受到很多因素的影響,既有人為因素,又有自然因素。自然因素主要是指水利水電工程多建在湖泊、沿海、河道等地及周邊區(qū)域,這些地方的地質(zhì)條件復(fù)雜,工程建設(shè)有很大的難度。人為因素主要是指任何工程都是由人來具體操作完成的,在工程的組織、決策、操作等方面,人都直接參與其中。水利水電工程在蓄水、泄水、擋水方面發(fā)揮著巨大的作用,自然對工程的質(zhì)量提出更高的要求,特別要加強(qiáng)在防滲、承壓、抗裂方面的施工管理。工作人員要按照水利水電工程的技術(shù)規(guī)范,采取專門的措施以保證工程的質(zhì)量。此外,水利水電工程對地基的要求也比較嚴(yán)格,既需要有足夠的強(qiáng)度,又要有足夠的抗?jié)B性、耐久性。這也給工程施工帶來了一定的難度。因此,在工程施工中,既要對自然因素進(jìn)行全面分析,又要發(fā)揮人的積極性和主觀能動性,把水利水電工程建設(shè)好、利用好。
2水利水電管理的內(nèi)涵
2.1重視安全管理
對水利水電工程而言,建設(shè)是基礎(chǔ),管理是關(guān)鍵。安全是一切工作的生命線,必須要時刻牢記。水利水電工程數(shù)量多,對國家經(jīng)濟(jì)影響大,必須要做好安全管理。首先要加強(qiáng)對員工的安全教育,提高他們的安全意識。通過開設(shè)安全教育課程、印發(fā)安全教材、現(xiàn)場講解、懸掛條幅等方式,強(qiáng)化施工人員及管理人員的安全教育與培訓(xùn),提高工作人員的安全意識。這樣的培訓(xùn)應(yīng)該是有計劃、長久的工作,要把措施真正落到實處,而不應(yīng)該只是走形式。其次要加強(qiáng)施工現(xiàn)場的安全管理,加大安全監(jiān)管的力度。通過增加巡查的次數(shù)、查看制度落實情況、檢查施工安全技術(shù)措施落實情況,及時發(fā)現(xiàn)并消除安全隱患,提高企業(yè)的安全管理水平。
2.2強(qiáng)化質(zhì)量管理
質(zhì)量是企業(yè)的生命線,是企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的根本保證。提高工程質(zhì)量,運用質(zhì)量管理體系、手段和方法所進(jìn)行的系統(tǒng)管理。水利水電工程投資大、使用周期長,必須強(qiáng)化工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),才能投入交付使用,發(fā)揮最大效益,滿足國家、社會的需求。工程的測量管理是質(zhì)量管理的重要一環(huán),它為建設(shè)項目提供了數(shù)據(jù)和圖紙,沒有它,任何工程都無法順利開展與完成。因此要從提高測量放線人員的素質(zhì)抓起,強(qiáng)化工作人員的質(zhì)量意識。并通過增加測量儀器成本投入、引進(jìn)先進(jìn)的測量工具等方式,全面加強(qiáng)工程測量管理,確保測量的精確度。只有這樣,才能保證工程的質(zhì)量,并對工程的質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)化的管理。
2.3實施控制管理
對項目成本的管理控制能夠降低工程成本,實現(xiàn)工程利益的最大化。這就需要決策管理者運用一定的科學(xué)方法,對水利水電工程作出科學(xué)的評估。這樣能夠減少決策的盲目性,幫助管理者提高決策的科學(xué)性,便于管理者選擇最佳方案,作出正確決策。成本預(yù)測是企業(yè)全面成本管理的首要環(huán)節(jié),事后的計算分析存在嚴(yán)重的滯后性,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)現(xiàn)代化的需要。應(yīng)將成本工作的重心轉(zhuǎn)移到事前控制上。這樣能夠為工程企業(yè)有效地降低成本、提高經(jīng)濟(jì)效益。
2.4優(yōu)化風(fēng)險管理
風(fēng)險是無處不在的,它總是伴隨著企業(yè)經(jīng)營活動的始終。如何將風(fēng)險降到最低或消除,這是水利水電工程管理中必須要考慮到的問題。首先,要降低風(fēng)險,就必須能夠識別風(fēng)險。作為風(fēng)險管理的基礎(chǔ),風(fēng)險的識別要綜合各種可能發(fā)生的情況,以便更好的進(jìn)行控制。其次,風(fēng)險管理要著眼于風(fēng)險控制,水利水電工程管理部門要采用積極的措施來控制風(fēng)險。要通過制定切實可行的應(yīng)急方案,編制多個備選的方案等方法來進(jìn)行,如果風(fēng)險真的來臨,要按照預(yù)先的方案實施,將損失控制在最低限度。最后,風(fēng)險管理要學(xué)會規(guī)避風(fēng)險。通過設(shè)立現(xiàn)代激勵機(jī)制、做好人才備份工作等,降低員工流失的風(fēng)險,從根本上消除風(fēng)險因素。
3水利水電工程的現(xiàn)代化管理技術(shù)
3.1GPS定位技術(shù)
GPS是利用導(dǎo)航衛(wèi)星進(jìn)行測距、測速和定時,為用戶提供高精度位置和時間信息的空間無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。它具有實時性、連續(xù)性、全能性。傳統(tǒng)的測量方法很難保證在特殊地區(qū)獲得的數(shù)據(jù)的精度,尤其是在地形條件復(fù)雜的山區(qū),而且傳統(tǒng)的測量方法效率低下,不能及時了解水利工程的變化情況。GPS的出現(xiàn)和應(yīng)用使這些問題迎刃而解。如在截流施工中,水下地形測量就是一個很大的難題。水下地形資料的準(zhǔn)確性對水利工程建設(shè)十分重要,然而水下地形條件復(fù)雜,傳統(tǒng)測量不僅工作量大,測量的范圍有限,而且精度不高,不能滿足工程建設(shè)要求。GPS技術(shù)卻能準(zhǔn)確測量出水下地形的數(shù)據(jù),保證工程的順利進(jìn)行。其工作原理就是利用靜態(tài)GPS測量系統(tǒng)進(jìn)行施工控制測量。在精度問題上,盡量構(gòu)成等邊三角形,不用考慮點和點之間的通視問題。經(jīng)過幾十年的發(fā)展,GPS在測量精度、速度、效率等方面都獲得了長足的發(fā)展,不僅能夠滿足工程測量的需求,也給測繪技術(shù)帶來了全方位的變革。GPS技術(shù)能夠提高測量的可靠性,降低作業(yè)強(qiáng)度,適應(yīng)現(xiàn)代水利水電工程的要求。
3.2AutoCAD設(shè)計技術(shù)
AutoCAD是一種通過交互菜單或命令行方式便可以進(jìn)行各種操作的計算機(jī)輔助設(shè)計軟件,它可以用于繪制二維制圖和基本三維設(shè)計,在具體的水利水電工程建設(shè)中應(yīng)用廣泛。尤其是在工程資料中的應(yīng)用優(yōu)勢更加明顯。手工繪圖需要準(zhǔn)備三角板、丁字尺、曲線板等會圖工具,不僅費時費力,而且經(jīng)常出錯。用CAD繪圖只要動一動鼠標(biāo)就可以完成,且畫面整潔統(tǒng)一,既方便又美觀。而對于難度較高的工程圖,工作人員可利用已有的圖庫進(jìn)行簡單的改造就可以得到,制圖的效率大大提高。不僅如此,用CAD繪制的圖象文件可以直接儲存在軟件、硬盤上,并能夠根據(jù)不同的用途進(jìn)行分門別類的整理保存,保存時間長,保管起來極其方便。CAD設(shè)計技術(shù)在水電工程制圖中的廣泛應(yīng)用,極大地節(jié)省了工作人員的時間,提高了工作效率。
3.3數(shù)據(jù)庫技術(shù)
對工程建設(shè)的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行更好的測算和利用,最為有效的方式就是通過數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。所謂的數(shù)據(jù)庫技術(shù)就是從大量的、原始的數(shù)據(jù)中推導(dǎo)出有價值的信息,為以后的行動和決策提供必要的依據(jù),并將大量有價值的數(shù)據(jù)保存起來,為人們提供更寶貴的信息資源。水利水電工程建設(shè)管理中存在大量的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)信息量大,識記起來較難,這就要發(fā)揮信息技術(shù)的作用,特別是GIS技術(shù)在水利水電工程中發(fā)揮著越來越重要的作用。它不僅能夠減少工作人員的工作量、提高工作效率,更能促進(jìn)工程測量技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,為社會帶來更多的綜合效益。但也應(yīng)看到GIS系統(tǒng)存在的一些不足之處,要通過加快發(fā)展數(shù)據(jù)庫技術(shù),為水利水電工程更好的發(fā)展提供技術(shù)保障。
4結(jié)語