時間:2023-06-12 14:46:54
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇水電水利工程施工測量規范,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞:施工控制網;水利工程;施工測量;應用分析
1 工程概況
某一水利工程水系工程全長約20km,河道底寬40m,河道兩岸開闊。控制網實測中投入使用的測量儀器有全站儀Topcon332N、水準儀(DS3)和鋼尺(50 m)等,以上儀器都符合《水利水電工程施工測量規范》(SL52-93)的施工測量精度要求,并經具有資質的檢驗單位檢測,在檢測有效期內投入使用。
2 施工控制網運用分析
在水利工程中利用GPS進行施工控制網運用分析時,還有一個重要的工作就是布網工作。施工控制網的作業過程一般包括設計、選點埋點、觀測以及平差計算等步驟。根據現場情況,在布網設計上則需要參考GPS控制網設計的特點來因地制宜的進行實地測量設計, 本工程布設點選在已開挖到位的共計3個點(TC01,TC02,TC03);平差采用平差軟件進行計算。
3 平面控制網
3.1 四等邊角網精度要求
四等邊角網測量精度要求:等級為四等;測角中誤差為±2.50″;平均邊長相對中誤差為1:100000;測回數為6;三角形閉合差為±9。
3.2 平面控制網的布置
經過現場踏勘,針對前期所能開工的河道區域對河道兩岸進行施工控制網布點,從上游至下游依次布置左岸SK1、SK3、SK5、SK7,右岸SK2、SK4、SK6、SK8八點,此施工控制網測點按水系主軸線分成9個區域,區域與區域之間的控制點做到相互通視。
3.3 復核平面控制網的角度測量
水利工程的控制測量依據階段和內容來劃分,主要包括測圖控制網及專用控制網,具體的測量技術為高程控制及平面控制。在進行復核平面控制網的角度測量時,按觀測度盤表,將儀器照準起始方向,順時針方向旋轉照準部2周,配置好度盤和測微器位置,讀定度、分和光學測微器讀數兩次。水利施工測量的根本任務是點位的測設,其基本工作是已知長度、角、高程的測設,施工測量對地形圖精度和放樣的精度要求較高,因此,還需順時針方向旋轉照準部,精確照準SK1點方向,讀定度、分和光學測微器讀數兩次,最后閉合至零方向。
3.4 平面控制網的計算標準
本工程為防洪排澇工程,根據《水利水電工程施工測量規范》(SL52-93)要求,導線的精度指標為測角網邊長為300~1000m,測角中誤差為±1.80”,最大閉合差為±7”,儀器測角精度為2”,測距精度±5 mm/km。根據《水利水電工程施工測量規范》(SL52-93)角度測回數為5測回,距離為往返各2測回,測角兩次照準讀數差為6”,半測回歸零差8”,一測回中2C較差13”,同方向值各測回互差9”,測距一測回較差為5 mm,測回間較差7 mm。
3.5 平面控制網的計算方法
每個方向各個測回的計算,按照三角網閉合測量,其方向值的平差值即為:計算兩倍誤差2C值公式為2C=左-(右±1800);計算各方向盤左盤右讀數的平均值公式為(平均讀數=[左+(右±1800)]/2)取得平均值;計算水平角即相鄰兩方向歸零方向值的平均值之差;然后根據內業計算出的數據進行精確平差且對各控制點的坐標進行計算,計算時計算數字取位按《水利水電工程施工測量規范》(SL52-93)要求方向觀測值保留到0.01”,方向改正值、方位角值保留到0.10”,邊長值、長度改正數、坐標值保留到1.00 mm,計算出各控制網點的坐標。
3.6 觀測限差和重測
為保證工程的豎向精度,根據施工經驗,在靠近施工區范圍內至少布設5 個高程控制點組成的高程控制網,高程點可以選在平面坐標點上,組成三維坐標系,便于全站儀的測量放樣工作。按表1 執行方向觀測。
表1方向測角法限差表
等級 兩次照準目標讀數差 半測回歸零差 同一角度各測回互差 一測回2C較差
四等 6” 8” 9” 13”
4 距離測量和天頂距測量
4.1 距離測量的觀測條件
一般在氣溫變化不顯著的時間段里進行距離測量,本工程選擇在日出后0.50~2.50 h時間段進行距離測量。
4.2 邊長觀測的技術要求
GPS基線向量采用廠家提供的商用隨機軟件LGO計算,并及時對同步環閉合差、異步環閉合差進行檢查計算,發現粗差,應分析產生的原因,外業返測。正確安平全站儀及配套棱鏡。用鋼尺從不同方位準確量取儀器、棱鏡高度三次取中值。在觀測之前,保證全站儀有充足的預熱時間。平面計算應對已知點進行檢查,以核對已知點的點位是否可靠,并檢查GPS網的可靠性。平面控制的各項精度指標應符合規范要求,所有邊長觀測采用往返各4測回,一測回是指整置儀器照準目標1次,讀取數據4 次。平距的計算及氣象元素的改正均采用儀器機內進行。在觀測前,對儀器的各項參數進行檢查。
4.3 距離觀測中的注意事項
在三角測量、導線測量、地形測量和工程測量等工作中都需要進行距離測量。晴天作業時,要確保測距儀、氣象儀表不被氣溫影響,因此必要時需要打傘遮陽。在進行測距的過程中,為避免干擾測距,需要停止無線通話。在測區內布設GPSD級控制網,圖上設計點位、編號,實地埋設在方便施工、不易破壞、適宜永久保存的地點,點位便于安置儀器,周圍視野開闊,通視情況良好,四周無障礙物。
5 高程網主要技術
5.1 平面網與高程網的聯測
依據規范高程控制測量中可以用光電測距三角高程導線測量代替三、四等水準測量,高程網采用三角高程測量方法測定,高程點全部布設在網點上,按照高程測量的精度要求,布設應在平面網的基礎上,構成三角高程網或高程導線。采用四等水準測量聯測一定數量的水準點,作為高程起算數據。通過全站儀的使用,可實現光電測距三角高程導線測量。
5.2 三角高程技術要求
表2 光電測距三角高程導線測量的技術要求
等級 測距精度(mm) 最大視線長度(m) 測回數中絲法 天頂距指標差較差(″) 測回差(″) 儀高、鏡高丈量精度(mm) 對向觀測高差較差(mm) 環線閉合差(mm)
四等 ±5 1200 4 9 0 ±2 ±45 ±20
6 成果的計算及資料歸檔
對外業觀測記錄手簿、平差計算起始數據,在進行平差計算前,就要進行一次全面檢查校對工作。在各項外業觀測結束后,各項限差均滿足規范要求后,才能參與平差計算,平差采用平差軟件嚴密平差計算。
7 結語
綜上所述,在水利工程建設全過程中,施工測量貫穿于全過程,起著至關重要的作用。文章通過項目的實施和對結果的驗證,在設計中考慮到的方案得到了很好的運用,提高了GPS網的可靠性和精度,而且提高了作業效率,避免了無效觀測,節約了成本。
關鍵詞:中梁水電站、控制網設計、精度分析
中圖分類號:[TM622]文獻標識碼:A文章編號:
施工控制網的建立,對于水電工程的設計施工到建成后的監測都是十分重要的,是施工測量的骨架,骨架建立得質量如何,直接影響著施工放樣的質量,因此應當引起各方面給以足夠的重視。否則會引發難以收拾的不良后果,造成巨大損失。下面就介紹了中梁星溪溝防滲工程施工控制網建立全過程。
一、工程概況
中梁水電站庫區的星溪溝防滲工程位于中梁一級大壩上游約16公里處,灌漿平洞在星溪溝下游約200米西溪河右岸處,與星溪溝平行布置,洞口高程626.00。
星溪灌漿洞是分別由高程626.00m(勘探平洞)和高程540.00m(灌漿平洞)兩個洞子組成。高程626.00m的灌漿平洞為勘探平洞擴挖而成,洞子全長約570.0m;高程540.00m灌漿平洞的軸線相對勘探平洞軸線向下游移動8.5米,洞口設于龍潭河右岸公路邊,進口高程為580.00m,灌漿平洞斷面設計尺寸4.0m×5.0m(寬×高)。
為保證平洞開挖的準確,需要建立施工測量控制網。
經實地踏勘,沒有找到任何與國家坐標高程系統相聯系的測量點。根據工程施工建設的需要,將聯測一級大壩壩區原有控制點組成控制網。
二、工程對控制測量的要求
為保證施工階段的施工測量的準確性,確定如下的控制測量的基準和精度要求。
星溪溝防滲工程兩個灌漿平洞洞口高程分別為580m和620m;中梁水電站樞紐施工控制網一級壩址部分的投影高程面為580m。為了與壩址施工控制網坐標系統統一,平面坐標系統為1954年北京坐標系和一級電站獨立坐標系(中央子午線為109d30”(投影高程面580m),高程系統為1956年黃海高程系。
根據DL/T5173-2003《水電水利工程施工測量規范》及星溪溝防滲工程的特點,確定控制測量網的最弱點點位中誤差平面不大于10mm, 最弱點高程精度不大于20mm。
三、布設原則
控制網精度上滿足工程建設各階段施工對平面和高程控制的要求;密度上滿足施工運用常規儀器方便進行工程放樣;技術先進、經濟合理,確保控制測量成果正確、可靠;根據工程的進展分級、分批布設。
四、控制測量
1、平面控制網布設
星溪溝平面控制網布設4點(觀測墩標),點的編號為XX01~XX04,并聯側2點壩址區原有的控制點,構成6個點的三等GPS控制網。網形見圖1-1
圖1-1平面控制網略圖
為保證施工控制網精度在數據處理時,先通過6個點的GPS網計算出XX01~XX04的坐標;然后利用XX01~XX04中GPS觀測條件較好的2點作為起算點,聯合地面觀測的邊長數據進行4個點的平差計算,以獲得這四個點較高精度的平差成果。
以先驗測角中誤差2.0"、通視邊測邊中誤差(2+2ppm?D)mm、不通視邊測邊中誤差(3+0.5ppm?D)mm,以左岸XX01為固定點,以XX01至左岸的XX02為固定方向,采用控制網數據處理軟件包對該設計方案進行了估算。
a) 可靠性因子及邊長相對精度:經估算,全網擬訂的方向、邊長觀測元素可靠性因子及邊長相對精度列于表1-2和表1-3。
由以上兩表可以看出,邊長觀測元素可靠性因子最小的為0.38,其平均可靠性因子0.46;方向觀測元素平均可靠性因子0.53。可靠性因子計算的結果表明,本網觀測元素的整體可靠性好,具有良好的可發現觀測粗差的能力。
最弱邊XX03-XX04邊長相對中誤差為1/224000,平均邊長相對中誤差為1/280706,高于《水電水利工程施工測量規范》最弱邊長相對中誤差不大于1/150000和平均邊長相對中誤差小于1/250000的要求。
b) 點位誤差元素:網點各點位誤差元素列于表1-4。
表1-4表明,網中最弱點為XX03,其點位中誤差為±2.0mm
1.1選點
平面控制網布網時參照中梁水電站施工總布置圖及有關要求進行布設;然后,結合現場情況進行點位的選定。選點的基本原則:(1)網點應選在通視良好、交通方便、地基穩定且能長期保存的地方。視線離障礙物的距離不宜小于1.5m。(2)網點選定時,既要考慮圖形結構且便于加密,又要考慮施工放樣的方便。(3)GPS網點應視野開闊,有利于衛星信號的接收。
1.2埋標
每個平面施工控制網點均埋設鋼筋混凝土觀測標墩。標墩由標座、標身和安裝于標頂的儀器強制歸心底盤組成。標墩參照《水電水利工程施工測量規范》的要求進行。
1.3觀測方案及技術要求
三等平面控制網將利用GPS定位技術采用靜態方式進行測量。采用4臺徠卡GX 1230雙頻接收機進行觀測,儀器靜態測量方式的標稱精度為±(3+0.5×10-6D)mm。
觀測時應注意GPS網構成多邊形或附合路線。最簡獨立閉合環或附合路線的邊數≤8;GPS網相鄰點間基線長度精度δ計算時的固定誤差a取5mm,比例誤差系數b取2mm/km;網的平均邊長為300m~1500m,平均邊長相對中誤差小于1/150000。
GPS觀測應遵守下列規定:
(1)GPS靜態測量作業的基本技術要求見表1.5。
(2)施測前應依照測區的平均經、緯度和作業日期編制GPS衛星可見性預報,根據該表進行同步觀測環圖形設計及觀測時段設計,編制出作業計劃進度表。
(3)GPS網測量不觀測氣象元素,只記錄天氣情況。
(4)GPS天線定向標志應指向正北。天線安裝需嚴格對中,每時段觀測前后各量取天線高一次,兩次較差不大于3mm。
GPS觀測數據應符合下列規定。
(1)任意三邊同步環的坐標分量相對閉合差及全長相對閉合差,三等GPS網的限差分別為3.0×10-6和5.0×10-6。
(2)異步環的坐標分量閉合差及全長閉合差應符合:
(3)復測基線的長度較差應符合:
1.4數據處理
GPS網數據處理時,首先利用LEICA Geo Office軟件自動解算基線;然后采用“GPS數據處理系統”軟件進行網的平差處理。
GPS網數據處理應符合: 1、基線計算時,起算點坐標的誤差應保證在20m以內。2、無約束平差計算時,基線向量的改正數(VΔX、VΔY 、VΔZ)絕對值均不應大于3δ。3、在無約束平差確定有效觀測量的基礎上,約束平差計算時,基線向量的改正數與無約束平差結果的同名基線相應改正數的較差(d VΔX 、d VΔY、d VΔZ)均不應超過2δ。
GPS網可以是混合網,用其他方法測量的邊長數據應不低于相應等級的精度要求,其原則是應使平差計算精度更高。平差時,未加入外部邊長數據的GPS網,其平差結果應與外部邊長進行比較,對GPS平差結果進行檢校。
2、 高程控制網
本施工控制網的高程系統為1956年黃海高程系。控制網設計由一個三等水準網和一個光電測距代三等水準高程網組成。
2.1 三等水準測量
2.1.1 選點、埋石
三等水準點共3個,部分標石可利用平面控制點標墩基座上的水準標志,根據星溪溝的地質條件,計劃2個水準點采用預制混凝土水準標石,一個水準點利用平面控制點XX03標墩基座上的水準標志。
a) 選點
選點時根據樞紐工程施工總體布置和施工放樣的需要進行布置。選點的基本原則是首先必須保證點位穩定且能長期保存;其次是必須滿足施工放樣的需要。
預制混凝土水準標石編號為“XIII-1”和“XIII-2”,平面控制點XX03標墩基座上的水準標志的水準點直接編號為“XX03下”。
b) 埋石
所有水準點均埋設砼水準標石。
2.1.2水準點高程聯測與檢校
測區原有從兩河口至中梁鄉大橋的三等水準。在進行中梁水電站施工控制網首次觀測時利用其中的III-07作為起算點施測了覆蓋整個電站的相對的二等水準,本次水準測量計劃利用III-07 作為起算點施測,并同時在III-07和III-08之間進行單測段的水準測量,以檢校點位的穩定性。
2.1.3 觀測方案及技術要求
三等水準采用DS05級水準儀和3m普通木制水準尺進行觀測,記錄采用電子手薄進行。有關技術要求參照《水電水利工程施工測量規范》三等水準測量技術要求及三等水準測量測站技術要求。
2.1.4 數據處理
三等水準采用電子手薄記錄。由往返測高差之差計算的每公里水準測量偶然中誤差MΔ小于±3.0mm/km。
2.2 三等光電測距三角高程測量
2.2.1 觀測方案及技術要求
平面控制網點除XX03 直接利用水準測量的方法施測高程外,其它點按三等光電測距三角高程測量的方法施測高程。具體要求參照測距作業技術要求及光電測距三角高程測量技術要求。
三角高程網采用三角高程網高程聯測在三等水準網上進行。測量方法可采用光電測距三角高程法和幾何水準法。
2.2.2 數據處理
三等光電測距邊長改化及高差計算采用Excel表格編制的計算表,選擇合適的大氣折光系數進行計算;三角高程網平差計算采用控制網數據處理軟件。高程起算點確保穩定。
五、結語
滿足了工程建設各階段施工對平面和高程控制的要求,確保了平洞開挖的質量。
[關鍵詞]施工測量控制網放樣
中圖分類號:O434文獻標識碼: A
一、工程概況
江西洪屏抽水蓄能電站輸水系統工程施工測量范圍主要包括:上庫進/出水口、引水上平洞、引水調壓井、引水上豎井、引水中平洞、引水下豎井、引水鋼岔管、引水支管、尾水支管、尾水混凝土岔管、尾水調壓井、尾水隧洞和下庫進/出水口、施工輔助設施、監測工程等及本合同工程所需的生產、生活臨建設施等工程。其工程施工測量特點是施工區域場面大,施工作業面多,洞室開挖復雜,測量工作較繁雜。
測量工作可分為控制測量和施工測量兩部分,控制測量是指關系本工程的控制點,水準點的建立與檢測,施工測量是指施工過程中隨工程施工進度而進行的測量工作。由于工程特點,施工測量工作尤其重要,它是精確布置建筑物位置的根本,是確保建筑物精確定位的唯一手段,是工程建設質量優良的保證,是保證合同工期按時完成關鍵環節之一。
二、測量控制網布設
應負責保護好測量控制網及自行增設的控制網點,并提供通向控制網點的道路和防護欄桿。測量網點的缺失和損壞應由承包人負責修復。在首席測量控制點Ⅱ15、ⅡS15、S14、Ⅱ10、ⅡS10、Ⅱ11、ⅡS11基礎上布設測量控制網。在測量控制網布設前要認真編寫測量工作大綱,對控制網的設備、各類基準的要求進行規劃;對測量工作程序進行明確;對測量工作方式方法,有關要求進行統一;對記錄及各類資料的整改,儀器的保管與使用作出規定,并將此上報監理單位。
施工期間將不定期的對各類控制基準點進行檢測、有條件的應對控制點安裝護欄保護,出現損壞和缺失的現象及時進行處理。
三、測量程序
測量程序為:填寫測量任務單熟悉測量部位圖紙及變更資料測量基礎數據準備實施測量現場填寫測量成果交接單。
(一)填寫測量任務單
各施工隊根據現場施工情況填寫好測量任務單,交由工程技術科,由工程技術科按實際的工程進展及計劃下發第二天的測量任務單及附圖,以明確測量放樣部位、所需施測內容及測量的目的。
(二)熟悉測量部位圖紙及變更資料
測量隊根據當天任務單上的放樣部位,查找該部位的施工圖紙,仔細閱讀,特別注意有無設計變更,根據圖紙及變更資料確定施測方法。
(三)測量基礎數據準備
測量隊結合工地實際地形確立儀器架設的控制點及測量方法和步驟,進行放樣點位的坐標、方位角及距離的計算,并提交測量工程師進行復核。
(四)實施測量
放樣時,做到認真仔細,盡量減少人為誤差,確保放樣點的精度,放樣點位標識清楚,并提醒施工人員注意保護。對監理工程師要求的抽樣復測,應積極配合,當復測中發現有錯誤時,按監理工程師指示進行修正或補測。
(五)現場填寫測量成果交接單
點位放樣結束后,立即與現場施工管理人員進行測量成果現場交接,交待清楚,并寫測量成果現場交接單,一式兩份,各執一份,待現場施工管理人員準確無誤地了解放樣點位后,方可離開。
四、測量放樣方法
施工測量的主要任務是為施工提供測量數據,以滿足施工需要,確保工程質量。
(一)原始地形復測
在各施工部位開工前,對施工范圍內的原始地形進行實地測量。并按現場施工的精度要求,繪制相應比例的原始地形圖。待原始地形圖經認可后,及時繪制原始的縱、橫斷面圖,斷面圖的布置依據設計圖的布置方式在設計斷面間加密布置。斷面中心樁間距按工程結構特征和地形變化情況在5m~20m之間選擇。實測原始地形測繪完成后,再依據原始地形線進行認真的分析對比,并將對比計算出的結果在工程開工前規定時間內報批。
(二)土石方開挖放樣
平面點位放樣,依據現場條件、控制網點的分布情況,采用全站儀坐標法和方向線交會法、極坐標放樣法、施工坐標放樣法等放樣。放樣時必須遵守“由整體到局部、先控制后碎部”的原則。高程放樣利用水準儀根據已知水準點進行引測,也可直接采用光電測距三角高程測量進行。放樣點位平面中誤差和高程中誤差,均要求不超過±50mm。開挖過程中,經常校核測量開挖平面位置、水平標高、控制樁號、水準點和邊坡坡度等是否符合施工圖紙的要求。
五、竣工測量及工程量計算
(一)竣工測量
每一個分項工程完工后,都需要進行驗收測量,會同相關人員一起對竣工部位進行軸線、高程、斷面尺寸等進行檢查。檢查其是否符合設計要求,并上報相應的測量報告或圖表進行審核。
(二)工程量計算方法
依據實物工程量的計量,使用計量部門鑒定合格的計量設備進行稱量或計算,并經過簽字認可后,方可進入每月工程量統計報表中。面積計算:依據原始地形圖采用求積儀直接量取或使用全站儀現場實地測算出面積;體積計算:依據設計施工圖紙所示輪廓線和原始地形圖計算工程量或按指示在現場觀測的凈尺寸進行計算。
六、測量設備及人員配置
(一)測量設備
測量儀器技術的先進性、精度、工作性能的可靠性是施工測量成果精確無誤的重要保證。采用的主要測量設備見表1。
表1主要測量設備表
儀器名稱 型號 精度 單位 數量 產地
全站儀 GTS-601 ±1
±(3+2ppm×D) 臺套 1 日本
水準儀 NA3003 ±0.4/km 臺 1 瑞士
(二)測量人員
根據規模及進度計劃要求,組建一支專業測量隊,由10人組成。其中:隊長1人,測量工程師1人,8名專業測量人員。
參考文獻
[1]《國家一、二等水準測量規范》GB/T 12897-2006;
[2]《國家三、四等水準測量規范》GB/T 12898-2009;
[3]《國家三角測量規范》GB/T 17942-2000;
關鍵詞:GPS;水利工程;實時測量
Abstract: In today's society is a society of information technology, the application of various new technologies greatly improve the efficiency and level of production. In water conservancy engineering measurement, GPS measurement technology will continue to improve our quality of mapping results, in water conservancy engineering measurement industry, its good anti-jamming and secrecy performance, to lay the foundation to ensure the hydraulic engineering survey. Based on the GPS technology overview and in water conservancy engineering measurement development present situation, discussed the application of GPS technology in water conservancy engineering survey of the.
Key words: GPS; hydraulic engineering; real-time measurement
中圖分類號:TV
水利工程在我國是調配水資源的重要項目,隨著社會主義現代化建設進程的加快,國家開始加大投資搞水利建設。作為水利工程的基礎性工作,水利工程測量就成為重中之重,是為水利工程建設服務的專門測量。
1 水利工程測量的主要工作
水利工程主要項目有土方開挖、壩體堆石、土工布、漿砌石工程、混凝土工程等。對于大壩施工測量主要分為以下幾個階段:大壩軸線的定位與測設,壩身平面控制測量,壩身高程控制測量,壩身的細部放樣測量和溢洪道測設等內容。以下將針對水利工程各道工序施工實施中,施工測量的具體實施措施而展開探討。對于水利工程中標后,立即組織測量人員,在工程施工實施前,首先按監理單位以書面形式提供的平面控制網點和高程控制網點,建立工程施工使用的平面控制網和高程控制網。
水利工程開工前,對監理單位提供的控制點進行復測,并且布設施工控制網,包括平面控制網及高程控制網,其測量等級、精度必須滿足《水利水電工程施工測量規范》規定,并且定期對其布設的施工控制網進行核查。施工過程中的跟蹤測量。工程施工從進場后的土方開挖開始,土石混合料、壩體堆石都必須跟蹤測量,主要包括:土方開挖軸線、邊坡及高程放樣;水工建筑物位置、外觀尺寸、高程放樣;預埋件尺寸、高程放樣;土方回填高程放樣等。竣工驗收測量。工程竣工前應對施工建筑物(包括隱蔽工程覆蓋前)進行測設建筑物位置和標高。對工程預埋觀測設施測量,得出精確數據,報送監理單位,并經監工程師審批后備案。
2 水利工程中傳統測量方法的弊端
在水利工程中,河道測量是常規測量的對象,涉及測量及描述水下泥表面及相鄰地帶的物理特性的應用科學。一直以來,河道水文測量我們一般都采用的是:六分儀、經緯儀、水準儀測定,所涉及的傳統方法和設備測量周期長、精度差,而且從測量人員來看勞動強度大、耗費大,不能滿足實際檢測和工作的需要。往往河道主流變化分析主要是反映河勢情況。通常包括對河道平面形態變化、河道縱剖面變化及深泓線變化情況的分析等。因此在對于河道平面形態變化、河道縱剖面變化及深泓線變化的測量,傳統方法顯得束手無策,再加之由于實際地形的變化錯綜復雜,河床參差不齊,所以傳統方法計算的沖淤量無法準確反映河道的沖淤變化情況。
3 GPS高程測量精度現狀及需解決的問題
《水利水電工程測量規范》( SL197- 97) 將高程控制測量分為基本高程控制( 一、二、三、四、五等) 、圖根高程控制、測站點高程控制。各個等級的高程控制測量常規的方法是采用幾何水準測量, 此種方法如前所述作業效率低。如何才能充分發揮 GPS 測量方便、省力、省時、成本低等優點, 將 GPS 技術應用于高程測量方面是測繪學術界熱衷探討的問題。研究資料表明, 對GPS 觀測數據進行科學的處理, 比如采用精化大地水準面、高程擬合等方法, 求解出 GPS 點的正常高, 可達到四等水準的精度要求。
GPS 高程測量數據只是獲得純數學意義的大地高, 即地面點沿法線至參考橢球面的距離, 水準測量需要的不是大地高H,而是正常高h, 2者之間關系如下:h= H –N
圖 1大地高與正常高關系
式中 N為高程異常, 是似大地水準面至參考橢球面的距離, 它是由地下物質及其密度分布不均勻產生的重力異常導致的。這樣 GPS 高程測量要獲得正常
高h,實質上是如何準確的確定似大地水準面, 求出高程異常 N。
4GPS網型設計
某引洪工程壩址處于“V”型河谷,兩岸地形基本對稱,基巖。河床枯水期河水面寬43 m,水深0.3~1.5 m。庫區為中低山峽谷地形,呈階梯狀向兩岸逐步抬升,山地高程一般在400~800 m之間。由于地形條件限制,很難布設較理想的網型。相對而言,隧洞進口(壩址)和支洞1、隧洞出口(廠房)和支洞2之間的距離較近,而支洞1和支洞2之間的距離較遠。為此,決定在隧洞進口(壩址)及支洞1平面控制網布設4個網點;隧洞出口(廠房)控制網布設4個網點、支洞2布設的1個網點。以大地四邊形聯測的子網有:隧洞進口(壩址)聯支洞1網、隧洞出口(廠房)聯支洞2網、隧洞進口(壩址)聯隧洞出口(廠房)。以三角形聯測的子網有:支洞1網聯支洞2網。如圖2所示。
5GPS外業施測
5.1選點
選點、埋石周圍便于安置接收設備和操作,視野開闊,視場內障礙物的高度角保持不大于10°;
遠離大功率無線電發射源(如電視臺、微波站等),其距離不小于400 m;遠離高壓輸電線,其距離不小于200 m;附近不應有強烈干擾衛星信號接收的物體,并盡量避開大面積水域。
5.2觀測
利用4臺Ashtech Locus GPS單頻機施測,接機標稱精度為±10+1 ppm,8個衛星通道,L1載波
相位定位。按D級要求作業,基本技術指標如表1:
另外,注意各觀測時段內杜絕碰動接收機及其天線。
5.3記錄
作好觀測手簿記錄,項目要齊備,如接收機編號、點位ID、天線高度、時段、開機時間、關機時間、同步環點名等等。結合規范要求及Ashtech LocusGPS機的特點,筆者編制了靜態定位同步環野外記錄卡表格
同步環略圖
6GPS網平差及精度評定
GPS網平差軟件仍為Locus ProjMan(V1.1),對控制網進行三維無約束平差及二維約束平差。
6.1網平差
進行三維無約束平差檢查控制網內部符合精度情況及粗差探測。列舉了三維無約束平差相對誤差較大基線,由下表可知,控制網內部符合精度相當高,最弱邊長相對誤差達到了1/8.6萬。進行二維約束平差解求最終平面坐標,其中“GPS1”及“R401”,作為本控制網約束點
6.2精度評定
表中列舉了二維約束平差基線相對誤差較大者,最弱基線R401-R407相對誤差達到了1/5.2萬,符合四等精度的1/4萬的要求。
總之,GPS 測量技術優點明顯,應用顯著。通過 GPS 測量技術在水利工程測量中的應用,充分掌握了 GPS 測量技術的應用過程和方法,為以后 GPS 的更廣泛應用奠定了基礎。3S 技術的廣泛應用,給河道、水庫監測管理以及水文測量的勘測帶了很大的方便,為河道水文勘測及動態監測、管理方面提供一個嶄新的前景,在以后新技術發展應用中,將向著功能更加完善,性能更加先進發展,針對不同的水利測量實例,因地制宜,合理利用,將為水利工程測量帶來更加顯著的發展。
參考文獻
[1]劉敏.淺談工程測量中新技術的應用[J].黑龍江科技信息.2011(01)
[2]鄧登.淺談工程測量中的新技術應用[J].黑龍江科技信息.2012(04)
【關鍵詞】工程測量;質量控制;方法
1. 前言
質量是企業的生命,質量是企業發展的根本保證。在當今市場競爭激烈,如何提高施工質量管理水平是每一個企業管理者必須思考的問題。從工程測量的角度上來說,測量工作是保證和提高工程質量的不可缺少的一部分。
2. 水利工程建筑質量管理施工質量控制的概述
2.1 施工質量控制的定義。對于水利建設工程施工過程中影響質量形成的各種因素(人、機械、材料、工藝方法以及施工環境)進行全面的監督和控制,就叫施工質量控制。
2.2 施工質量控制的依據。水利水電工程施工質量控制的主要依據有:國家的法律、法規、政策,主管部門的有關技術規范、規程、質量標準,有關部委(如環保、交通、消防、防汛等)的有關規定,項目法人和承包商簽訂的合同文件,已批準的設計文件和相應的設計變更文件,項目法人和監理單位簽訂的監理協議書,承包商呈報經監理單位批準的施工組織設計和施工技術措施,設備制造廠家的設備安裝說明書和有關技術標準,結合工程特點和實際情況,對工程質量控制所執行的合同技術標準與質量檢驗方法進行補充、修改與調整的內容。
3. 工程測量在各施工階段對工程質量的影響
3.1 工程測量在建筑定位及基礎施工階段對工程質量的作用。在工程開始施工前,首先通過測量把施工圖紙上的建筑物在實地進行放樣定位以及測定控制高程,為下一步的施工提供基準。這一步工作非常重要,測量精度要求非常高,關系整個工程質量的成敗。假如在這一環節里面出現了差錯,那將會造成重大質量事故,帶來的經濟損失是無法估量。工程測量在基礎施工階段的另外一個重點是基礎墻柱鋼筋的定位放線,在這一個環節里面,容不得有半點差錯。否則將導致嚴重的質量事故發生。對于結構復雜,面積較大的工程,只有周密、細致的進行測量放線方能保證墻柱插筋質量,避免偏位、移位等情況的發生。
3.2 工程測量在主體結構施工階段對工程質量的作用。在主體結構施工階段,工程測量對于工程質量的影響主要有以下幾個方面:墻柱平面放線、建筑物垂直度控制、主體標高控制、樓板、線條、構件的平整度控制等。其中墻柱平面放線的精確度,直接影響建筑物的總體垂直度,對墻柱鋼筋綁扎、模板施工的質量產生嚴重的影響。所以每次混凝土施工完畢后,第一道工序就是測量放線。通過了測量放線不但能夠為下一道工序提供依據,并且能及時發現上一道工序所遺留下來的問題,使得其他專業的施工人員及時處理已經發生的質量問題,避免了問題的累積,最終不出現質量事故。
3.3 工程測量在裝飾裝修施工階段對工程質量的作用。這個階段的測量工作的精度、質量直接影響到該工程的總體質量。
3.4 工程施工及運營期間的變形觀測對工程質量的意義。建筑物的沉降觀測在施工過程中有著重大的意義,通過觀測取得的第一手資料,可以監測建筑物的狀態變化和工作情況,在發生不正常現象時,及時分析原因,采取措施,防止重大質量事故的發生。
3.5 工程測量對防治質量通病的積極意義。要預防通病的發生,除了施工人員的主觀原因之外,必須為施工人員提供準確的、周到的、詳細的測量控制水平線、平面控制線、垂直控制線等。如果測量工作方面出了問題,勢必會引起施工質量問題的發生。我們在施工中只要把測量工作做好,對防治質量通病就起到非常積極的作用。
4. 工程測量質量控制的方法
4.1 測量復核制的基本要求。
(1)執行有關測量技術規范和標準,按照規范要求進行測量設計、作業、檢查和驗收,保證各項成果的精度和可靠性。
(2)測量樁點的交接必須由雙方持交樁表在現場核對、交接確認。遺失的樁位應堅持補樁,無樁名的樁位視為廢樁,資料與現場不符的應予更正。
(3)用于測量的圖紙資料應認真研究復核,必要時應做現場核對,確認無誤后,方可使用。抄錄已知數據資料,必須核對,兩計算人應分別獨立查閱抄錄,并互相核實。
(4)各種測量的原始記錄(含電子記錄)必須在現場同步做出,嚴禁事后補記、補繪。原始資料不允許涂改。不合格時,應按規范要求補測或重測。
(5)測量的作業工作必須有多余觀測,并構成閉合檢核條件。內頁工作應堅持兩組獨立平行計算并相互校核。
(6)利用已知成果時,必須堅持“先檢查、復測,利用”的原則。
(7)重要定位和放樣,必須堅持用不同的方法或手段進行復核測量,或換人檢查復測無誤后才能施工。
(8)一項工程由兩個以上單位同時施工時,應聯合測量;若不同時施工時,先施工的單位進行整體復測,相關單位復核確認后使用。施工復測時,必須超越管段范圍與相鄰相關的測量樁點聯測,并于有關單位共同確認共同使用的相關樁點和資料。
(9)未經復測的工程不準開工;上一道工序結束,下一道工序未經測量放樣,不得繼續施工。
4.2 控制網測量復核的周期規定。
(1)凍土地區項目復測周期為每年開工(復工)前。水利工程的設計原測精測網復測必須由公司測量隊或由局指委托的有關測量單位施測。
水利工程的設計原測精測網外,平面加密網、水準加密網等工程加密網復測由項目部測量組按測量規范周期要求施測,其復測成果報公司測量隊審核。工序各部施工測量復核的周期規定:工序各部施工測量復核應在施工測量過程中進行。
(2)其他工程復測周期為每年度一次。
4.3 測量質量控制運作。
(1)自檢和外檢:為確保工程質量,各級測量機構必須按測量復核制的基本要求,對各項測量工作實行自檢;重要的定位、放樣和施工階段性復核實行第三方檢查(測量監理復核檢查或上級測量機構的復核檢查)。
(2)測量項目抽檢:為檢查控制測量項目的各項作業是否規范,測量成果的質量與精度是否合格、可靠,實行項目抽檢。重點工程的抽檢項目由公司測量隊負責提出計劃,報請公司總工程師批準后實施。抽檢采用交叉復核的方法,即采用不同的人員、不同的設備、不同的方法進行交叉復核,以便及時發現和糾正差錯。抽檢完成后,應寫出書面意見,指導被檢單位的工作。對不合格成果應限期改正并提交符合要求的新成果。
5. 結束語
水利工程施工過程中正確無誤的測量影響著工程的質量,在工程建設過程中的施工質量管理上起到了非常重要的作用。在實際的施工過程中,我們必須充分認識到測量工作的重要性,科學管理,更好的把測量工作用來為施工質量管理服務,提高質量。
參考文獻
[1] 孫金龍,朱士斌.淺談水利水電施工質量控制[J].四川水利發電2005,(6).
關鍵詞:TBM;激光導向; 控制測量;貫通測量
Abstract: The whole section roadheader (The tunnel boring machine) TBM as in recent years, both a new underground excavation engineering tunneling technology, underground excavation engineering construction is The development direction, shield construction machine measurement system is a kind of brand-new measurement model, this paper TBM tunnel control survey and laser guided survey system in long tunnel construction process of The organic combination of The thoroughly discussed, with support for constitutive machine more experience accumulated construction measure.
Keywords: TBM; Laser guidance; Control measurement; Breakthrough measurement
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
1、概況
隨著全斷面掘進機在地下開挖工程中的廣泛應用,是未來隧洞工程施工技術的發展方向,而盾構機測量系統是附屬于TBM全新的測量模式,它表現的形式是如何指導著隧洞掘進,根據大部分工程的經驗,洞內基本導線網宜布設交叉閉合雙導線,相互間互相校核,將精確的數據傳遞至盾構機測量系統,為隧洞貫通提供了測量技術的支持。從而保證了工程的順利實施。
2、洞外與洞內的聯系測量
2.1進洞口控制網的布設
根據發包人提供的施工控制網成果,結合地形的實際情況,進行設計、選點、造標,布設兩條獨立進洞交叉閉合導線。兩個獨立進洞控制點的定向起始方向為同一方向,進洞口控制網布設成邊角交會網。如下圖2-1所示
A7和A12為獨立的進洞控制點,A8為定向起始方向, JDL1和JDR1為進洞點,A8、A7、A12、JDL1、JDR1就共同構成進洞口控制網。
2.2進洞口控制網的觀測
施測過程中嚴格執行《水利水電工程施工測量規范》SL52―93中測角中誤差、三角形閉合差、測距中誤差、測回數的相關規定。
觀測時,充分考慮外界條件對測角、測距的影響,在日出后或日落前,避開大氣透明度差的時段,在外界條件符合觀測要求的情況下按略高于三等邊角網的精度進行觀測。
2.3進洞口控制網的平差
由于進洞控制點是在地面基本控制網的基礎上測設的,因此可將地面基本控制點作為已知起算點。為了提高進洞點的精度,為其單獨進行測站平差,在進行測站平差時,采用組間聯合平差, 聯測方向的改正數分配遵照“平均反符號”的原則進行。原理如下:
設兩組聯測的共同方向ij的觀測值分別為i’j’和i’’j’’相應的改正數為v’i,v’j 和v’’i,v’’j
則:
-v’i+v’j+v’’i-v’’j+n=0
其中:n=(j’-i’)-(j’’-i’’) 組成法方程式:4k+n=0
解之:聯系數 k=-1/4n
V’i=-k=+1/4n v’j=+k=-1/4n
V’’i=+k=-1/4n v’’j=-k=+1/4n
3、洞內基本導線網的控制
3.1洞內基本導線網的布設
為保證隧洞測量貫通的準確性,洞內基本導線網布設成交叉閉合的雙導線, 洞內直線段由兩側布設的對稱交叉雙導線構成。導線網邊長根據儀器等級和洞內觀測條件,直線段控制在300~500m。
如下圖所示:
1)直線段交叉閉合對稱雙導線
ACE G IK
BD F H JL
3.2洞內基本導線網控制點的布設
洞內基本導線控制點布置在隧洞軸線兩側洞壁上,距洞底1.5m高的位置。強制對中螺絲的中心即為導線點的平面位置。控制點用鋼筋混凝土固定在洞壁上以保證觀測臺的穩定性。其位置既保證人能夠方便觀測,又避免洞內其它輔助設施的影響,在觀測臺底部放置簡單實用且為活動的觀測者輔助設施,以便觀測完畢后移走。在觀測臺上方的洞壁上設置照明裝置和插座。儀器臺的簡圖如圖所示
3.3洞內基本導線網控制點的測量方法及傳遞
洞內基本導線測量采用瑞士徠卡TCA1800全自動全站儀(測角精度 1",測距精度1mm+2PPm),在進行洞內基本導線的角度觀測中,當方向數為2時,采用左右角觀測方法;當方向數多于2時,采用全圓方向觀測法,觀測6個測回。在進行洞內基本導線的距離觀測中,對導線邊要進行對向觀測,要測量氣象元素,并進行氣象改正、乘常數和加常數改正以及傾斜改正。在洞內觀測過程中,測角和測距要考慮外界條件對精度的影響。由于TBM盾掘進機開挖中,灰塵的流動和氣流的不穩定,以及光線的折射都會對觀測數據的質量產生整體的不可靠,所以盡量選擇視線清晰,氣流穩定的狀態下進行導線測量。每當基本導線向前延伸一個環節,則計算和檢核就要進行一次,檢核的內容包括:
1)圖形閉合差
w圖=[B]-(n-2)*180限差(w圖)限 2√nmp
其中: [B]為圖形內角和mp一測回測角中誤差n左角數
2) 檢查兩期都進行觀測過的新、舊角值之較差Δβ是否超限。
其限差按下式計算:
3)檢查新增環節未端導線點的橫向點位精度。
推算的導線點i的點位橫向較差Δi來檢查。點位橫向較差的限差可按下式計算
式中 是與導線點i相應的橫向中誤差的估值,可以根據導線點i的樁號進行計算。
TBM開挖中,測量工作是根據主機機頭位置,固定安裝的VMT激光導向系統自動引導掘進方向,屬于洞內施工導線部分。洞內施工導線是在洞內基本導線測設的基礎上,用基本導線對施工導線進行校核,通過一定的糾偏量調整掘進機姿態沿設計軸線前進。在糾偏的過程當中,調整后視方位,避免出現縱向大的偏差,先使掘進方位角平行于設計軸線方向,然后調整一定的角度偏差值使掘進方向緩和的歸于設計軸線。在TBM掘進中,由基本導線的坐標系統傳遞給VMT激光導向系統,并進一步根據隧洞的設計洞軸線指導掘進機方向。洞內施工導線的水平角和距離均應觀測2個測回,水平角按左右角觀測,左右角之和與360°的較差不大于±3″。洞內施工導線的技術要求按下表的規定:
平均邊長(m)
(m) 測角中誤差(″)
(″) 測距中誤差(mm)
(mm) 左右角之和與360°較差(″)
(″)
300 ±1.8 ±3 ±3
為避免出現任何形式的粗差和精度不等權,每隔2km左右將左右兩條導線進行聯測,洞內基本導線的計算與檢核是隨基本導線向前延伸而逐次進行。
3.4洞內基本導線網樁點內業及平差計算
根據《水利水電工程施工測量規范》SL5293以及測量總體設計報告,洞內基本導線網執行三等導線測量限差,水平角:兩次照準差4cc,半測回歸零差6cc,2C互差9cc,同方向測回差6cc;天頂距:指標互差9cc,測回差9cc,附合或閉合現閉合差±12√(D)。根據據天頂距和斜距計算出測站與鏡站平均高程面上的平距,再進行測區平均高程面上邊長的歸算。使用軟件《控制網優化與平差》進行嚴密平差。驗后方差定權,先驗測角中誤差:1.8″,先驗測距中誤差公式:A+B*D其中.A=1.37mm,B=-0.23mm/Km。平差后獲得:網形及精度統計表、三角形閉合差、導線段閉合差、方向平差成果表、邊長平差成果表、點位誤差、點間誤差及控制點成果表。
4、貫通測量
貫通前,從支洞向下游方向人工開挖50m左右的小導洞,此洞的頂部超過掘進機刀盤中心。
當TBM即將到達小導洞時,從支洞洞口控制點,引測控制點至小導洞內(執行三等導線觀測成果)。在小導洞內將控制點引測至主機皮帶拖架焊接的固定儀器觀測臺上,最后傳遞至VMT激光導向系統,與主洞基本導線點引測數據進行比較,根據偏差調整TBM姿態.
5、結束語:
在最終貫通后:各項誤差指標均要符合SL378--2007《水工建筑物地下開挖工程施工規范》中的限差要求,對于目前測量方法的可靠性及精確度,我們還要在以后的工程中多加實踐,為今后TBM施工中測量工作奠定了堅實的基礎。
編后話:
此文作者現就職遼西北供水工程監理部,任測量監理工程師。本文寫在某供水工程(四段)三標段隧洞開挖前,該隧洞采用TBM盾構機施工,隧洞總長18.7,設有一個支洞。作者以此文提出自己的設計與建議,供參建單位參考。
參考文獻:1.《水工建筑物地下開挖工程施工規范》SL378―2007;
2.《水利水電工程施工測量規范》SL52―93;
關鍵詞:GPS 控制網;控制測量;異步環;點連式網;水利工程
Abstract: The GPS control net design basic principle, articulated in water conservancy and hydropower engineering control measure in the selection of GPS control network for improve the quality and accuracy, reduce the workload of field observation and is important. Based on the construction of water conservancy and hydropower project layout of GPS control network connecting type, edge, edge points of continuous mixing type control network technology, economy, reliability analysis, obtains the reasonable GPS control network layout scheme.
Key words: GPS control network; control measure; asynchronous ring; point continued type network; water conservancy project
中圖分類號:O514.2文獻標識碼:文章編號:
1 引言
在我國水利水電工程中,應用GPS 測量建立水利水電工程控制網已基本取代了傳統的控制網建立方法。與傳統方法相比,GPS 控制網不論是在布網方案,還是在平差的數學模型上,都有許多不同之處。因此,在水利水電工程測量中研究如何根據GPS 原理和作業特點制定GPS 控制網的布網方案,對減少外業觀測勞動強度、降低建網費用、提高觀測質量和成果的精度等具有重大的意義。
2 水利水電工程GPS 控制網設計
GPS 控制網與常規測量控制網不同,它不需要考慮點間通視、相鄰邊比值以及觀測角大小等因素,布網的圖形結構靈活性較強。在對GPS 控制網的設計中,水利水電工程中最常用的布網方式是點連式、邊連式和邊、點混合式。GPS 控制網設計,在嚴格遵守GPS 測量規范基礎上,還應注意以下幾個方面:
(1)為提高GPS 控制網的整體相對精度,異步環中相鄰較近的點應進行同步觀測。
(2)由于隨著異步環邊數的增加,異步環閉合差的檢驗能力將逐漸下降。所以,控制網中所有最小異步環的邊數一般不要大于6 條。
(3)盡量保證每個測站至少與三條以上的獨立基線相連。通過對某中型水電水利工程建設進行施工控制測量,根據《水利水電工程施工測量規范》,該工程的首級控制網選定為三等。通過在施工范圍外側布設控制點,根據所布的控制點組成不同類型的GPS 控制網,對這些控制網分別進行數據采集,內業平差處理,最后得到在不同的GPS 控制網中控制點的坐標和點位精度,通過對這些數據進行分析,得出不同的GPS 控制網精度優劣。
由于GPS 測量分為靜態定位模式和實時動態定位模式(RTK),靜態定位模式數據處理滯后,無法實時解算出定位結果,而且也無法對觀測數據進行檢核,這就難以保證觀測數據的質量,在實際工作中經常需要返工來重測由于粗差造成的不合格觀測成果,降低了工作效率。而實時動態定位模式(RTK)可以實時監測待測點的數據觀測質量和基線解算結果的收斂情況,根據待測點的精度指標,確定觀測時間,從而減少冗余觀測,提高工作效率。
本次數據采集用的是華測X90 雙頻接收機三臺套的RTK,靜態標稱精度為±(3+1×10- 6×D)mm,采用三角形形式進行觀測,每站的觀測時間為60 min,采樣間隔為5 s,高度角10°,有效衛星數、PDOP 值均達到觀測要求。數據處理時以G001 和G002 為已知點。平差計算使用儀器附帶的平差軟件。
3 水利水電工程GPS 控制網網形分析
3.1 點連式
點連式是相鄰同步圖形之間僅有公共點相連的布網方式。這種網形很少形成異步環,圖形幾何強度也較弱。點連式是水利工程控制網設計中常用的一種方法,其連接作業速度較快,但沒有或很少有檢核條件,可靠性指標也較低。點連式很少單獨使用,
一般作為整個網形的組成部分,網中利用多個同步圖形挑選獨立邊形成異步閉合條件,提高可靠性,同時發揮點連式速度快的特點。
對點連式控制網的平差結果進行統計分析見表1,控制網形見圖1,閉合環節點數3;閉合環總數5;同步環總數5;異步環總數0。
表1 平差計算點位精度表A
圖1 點連式網示意圖
通過對平差成果的分析,這組觀測數據質量合格,布設的基線長符合二級標準,平差后最弱邊相對中誤差勉強達到三等控制網標準,因此技術上可行。從經濟上分析,這組控制網需要觀測5 個測站,即接收機需要工作5h(不考慮搬站及架設儀器的時間)。完成這組控制測量所需時間短,花費的費用少,經濟性高。
從可靠性分析,點連式控制網幾何強度比較差,因為當同步閉合環的閉合差較小時,通常只能說明GPS 基線向量的計算合格,并不能說明GPS 邊的觀測精度高,也不能發現接收的信號受到干擾而產生的某些粗差,所以可靠性不高。
3.2 邊連式
邊連式是相鄰同步圖形間有一公共基線連接的布網方式。這種網形一般形成較多閉合條件與復測邊,可靠性最高,由于多余觀測量多,平差后成果的精度也有所提高。邊連式GPS 控制網的精度、可靠性、圖形幾何強度均優于點連式。在大型水利工程控制網中應用最多。根據不同的地形條件或水利工程需求,邊連式GPS 控制網又可分為不同的網形,如在帶狀地形布設控制網時,可布設成連續向前發展的三角鎖或大地四邊形鎖;在面狀地形布設控制網時可布設成中心多邊形。
邊連式網見圖2,閉合環節點數3;閉合環總數25;同步環總數10;異步環總數15。平差成果見表2。
表2 平差計算點位精度表B
圖2 邊連式網示意圖
通過對平差成果的分析,可以看出布設邊連式網的精度比點連式高,各項精度指標都符合三等GPS 控制網要求,技術上可行。
從經濟上分析,這組控制網需要觀測10 個測站,即接收機需要工作10h(不考慮搬站及架設儀器的時間)。完成這組控制測量所需時間長,花費的費用多,經濟性低。
從可靠性分析,邊連式控制網由于增加了多余觀測量,使得該控制網的幾何強度和可靠性大大提高。
3.3 邊點混合式
邊點混連式是相鄰同步圖形間有一公共點或公共基線連接的布網方式[4]。這種圖形兼顧點連式與邊連式的優點,效率高,可靠性也較強,多余觀測條件較多。邊點混合式網是布設大面積水利工程GPS控制網的理想網形,兼顧效率與質量。
邊點混連式網見圖3,閉合環節點數3;閉合環總數10;同步環總數7;異步環總數3。平差成果見表3。
表2 平差計算點位精度表C
圖3 邊點混連式網示意圖
通過對平差成果的分析,可以看出布設邊、點混連式網的精度比點連式和邊連式的精度都高,其各項精度指標符合三等GPS控制網要求,因此技術上可行。
從經濟上分析,這組控制網需要觀測7 個測站,即接收機需要工作7h(不考慮搬站及架設儀器的時間)。完成這組控制測量所需時間適中,花費的費用不多,經濟性較好。
從可靠性分析,由于邊點混連式網集中了前面兩種網形的優點,因此具有更高的幾何精度和更高的可靠性強度。
4 結論
通過對以上3 組不同網形數據從技術、經濟和可靠性進行對比分析,可以看出點連式GPS 控制網的精度最低,經濟性最高,可靠性不高;邊連式GPS控制網的精度適中,經濟性最低,可靠性適中;邊點混連式GPS 控制網的精度最高,經濟性適中,可靠性最高。因此這個中型水電水利工程的施工控制網應選擇邊、點混連式網形,其觀測成果可靠,經濟效益較高。
參考文獻:
[1]李國波,方廣杰.GPS 測量控制網網形的優化設計[J].湘潭師范學院學報(自然科學版),2004,26(3):12- 14.
[2]林玉祥.控制測量[M].北京:測繪出版社,2009.
變形監測在工程施工中具有重要作用。五家子泵站不僅重視工程運行期間的監測,也重視施工期的變形監測,同時還不能忽略臨時監測的重要性和必要性。施工期間變形監測目的之一是監測永久建筑物在施工期間的安全。由于受地質條件及地基碎石樁處理效果的影響,泵站在施工過程中會產生一些變化。為了確保施工安全,為施工提供準確及時的變化信息,便于修正施工參數和施工技術工藝,確保工程質量,泵站施工過程中必須進行變形監測。施工期間變形監測的基本要求是:及時埋設監測基準點、工作基點和監測點、及時觀測、及時整理分析資料和及時反饋。泵站監測就是通過測量手段,來了解泵站的平面位移和下沉情況;不僅為泵站安全施工及安全運行提供重要的安全監視手段,而且為調整選定合理的施工時間及綜合評價泵站穩定性提供科學信息,是泵站施工測量中的重要環節。
關鍵詞:觀測、變形、分析、經驗
中圖分類號:P171 文獻標識碼:A 文章編號:
1.概況
引嫩入白工程五家子泵站位于吉林省白城市鎮賚縣建平鄉境內,是引嫩入白供水工程的一部分。泵站工程主要由引渠、前池、擋墻、主泵房、安裝間、副廠房、出水池等組成。為保持泵站主要建筑物地基的穩定,增強地基的承載力,設計時地基采用了碎石樁處理方法,為檢測碎石樁對地基沉降所起的效果,監理和施工單位對建筑物施工期進行了全程跟蹤觀測,測量位置為泵站的主要建筑物進口擋墻、主廠房、出口擋墻、門庫。
2.觀測內容及方法
2.1執行技術標準及相關規定
1)《水利水電施工測量規范》SL52-93,
2)《泵站設計規范》CBL2897-91
3)《混凝土壩安全技術規范》DL/T5178-2003
4)《工程測量規范》GB50026-93
2.2觀測儀器的檢驗
為使沉降觀測數值準確,首先對儀器設備進行檢查,選用的水準儀型號為PA-128(勵精)自動安平水準儀,安平精度0.5″,水準尺選用木制雙面水準尺和鋁合金塔尺。為避免因運輸和使用過程中使儀器的精度降低,每次在沉降觀測前都要在現場的固定地點對儀器作進一步的校核,檢查儀器i角在精度范圍以內才可使用。為降低測尺誤差,每次觀測都選擇同一把尺。
2.3選擇觀測路線
在現場我們利用了設計部門提供的三等水準點GP11作為高程起算點。由于水準點離工作基坑較遠,我們又在基坑東側埋設了一個工作基點WJ1,由PG11出發按三等水準對WJ1作往返觀測,得出工作基點的高程。以后每次觀測都由工作基點出發按閉合水準路線將高程引測到基坑下面擋墻上的一個沉降點,每次觀測將儀器架設在前池底板中間固定位置,再以此點為后視觀測各沉降點,這樣可保持前后視距的基本相等,同時也可保持讀尺高度的相對穩定,減少水準尺誤差造成的影響。
2.4沉降觀測方法
每次觀測前首先對工作基點進行仔細檢查,看有無松動碰撞,然后從GP11水準點對工作基點WJ1進行校核。如與上次高程較差在2mm以內,才可開展后面的沉降觀測。在向基坑內轉站時,毎站前后視距差不超過2米,十字絲兩次讀數取平均值,讀數讀至0.1mm。為減少儀器誤差的影響,觀測沉降點始終使用同一臺儀器,觀測人員保持固定,觀測路線保持固定,觀測水準尺保持固定,觀測環境保持固定,避免有風和有霧的天氣中進行。
初始觀測的準確性極為重要,為保證最初觀測值的準確,在對底板沉降點的第一次觀測中,監理和施工單位用同一臺儀器對每個沉降點輪流觀測,然后當場比較,確認兩者讀數之差不超過0.5mm時取平均值,作為初始觀測值。
2.5沉降觀測時間
五家子泵站進口擋墻和主廠房底板沉降觀測一共進行了6次,由于工程進度的關系和施工期的安排,每個倉號的澆筑時間都不相同,因此監理采用的是哪個部位終凝拆模就對哪個部位進行第一次觀測,所有沉降點觀測的第一次數值規定為初始值,后四次觀測數據都是在同一時間進行的。
2.6觀測點的布置
沉降點的布置共分兩次進行。
一是前期施工的進口擋墻和主廠房,為了能正確反映出建筑物的沉降變化,我們在2008年10月施工前期當主廠房底板和進口擋墻底板形成之后,便開始對沉降點進行布控。在進口擋墻處一共布置了10個點,左右側各均勻分布5個點,并使各點靠近施工縫旁。主廠房一共布置15個點,在廠房前端進口5個閘孔中,有4個閘孔底板布置了沉降點。在廠房中軸線水泵旁布置了5個點,廠房底板中間的連接縫旁布置了一個點。在靠近出水口一端集水井5個泵室每個房間布置了1個點,這樣就將泵站前期施工的底板每個部位都布置了沉降點,為今后的跟蹤觀測打好了基礎。
二是后期當主廠房建筑物高程達到地面以上時,開始進行回填土然后進行打樁,隨后對出口擋墻和閘門庫房底板澆筑。在出口擋墻上一共布置了6個點,每側布置3個點;門庫上沿兩排軌道共布置了5個點。
3.基礎沉降觀測數據
結束語
從各部位沉降觀測數據可以看出:
進口擋墻和主廠房在施工期隨著建筑物的不斷升高,沉降數值逐漸增加,一年后基本趨于平穩。
擋墻高低,對沉降量的影響:擋墻高沉降多,擋墻低沉降少。進口擋墻最大沉降3.2cm,最小沉降1.2 cm,小于設計沉降量7.3cm。
擋墻相鄰段之間沒有發現沉降差,說明沉降均勻。
主廠房閘門孔底板最大沉降4.2 cm,最小沉降3.9 cm。
主廠房水泵層廊道處最大沉降5.1 cm, 最小沉降4.7 cm。
主廠房底板整體沉降平穩,沉降值小于設計沉降量7.9cm。
回填土樁基門庫整體沉降8.0 cm。沉降量滿足規定的不大于10-15 cm的要求。
水利工程施工期間的沉降觀測是整個施工過程中的一項重要工作,必須認真對待,高度重視。它不但能取得建筑物的原始高程記錄,還能觀察出建筑物的沉降速度和變化規律,這些數據不但能對設計提供的參數進行驗證,同時也能檢查出地基處理的質量,有了這些數據就能對今后同樣條件的地質情況進行充分的論證和設計。
【關鍵詞】水下地形測量;地面/水下三維坐標;回聲測深儀 ;測量精度
【Abstract】With the rapid development of engineering industry, engineering surveying deep into the waters of an increasingly wide range. To further understand the underwater topography, we generally achieved by means of a depth sounder. However, many factors affect the underwater topography measurement accuracy. To reduce the impact of errors in the process of underwater topographic survey, we do a brief discussion of the following aspects.
【Key words】Underwater Topographic Survey;Terrestrial / underwater three-dimensional coordinates;Echo sounder;Measurement accuracy
三維坐標(X,Y,Z)是繪制地形圖最基本的數據。水下地形測量是地面三維坐標(X,Y,Z1)和水深測量(Z2)相結合而實現的,即(X,Y,Z1+Z2)。水上平面測量可采用全站儀、GPS等常規方法來實現,但在水中采集水下三維坐標的方法相對比較復雜,通常我們采用測深儀來實現。這里主要以回聲測深儀為例做以簡單分析。
2. 回聲測深儀的工作原理:
回聲測深儀的工作原理是利用一組發射換能器在水下發射聲波,使聲波垂直方向在水域介質中傳播,等碰到目標后再被反射回來,反射回來的聲波被接收換能器接收,根據聲波往返的時間和所測水域中聲波傳播的速度,就可以求得障礙物與換能器之間的距離。然后再由聲納分析員或計算機處理收到的信號,進而確定目標的參數和類型。
3. 回聲測深儀的種類:
回聲測深儀類型很多,大體可分為記錄式和數字式兩類。通常都由振蕩器、發射換能器、接收換能器、放大器、顯示和記錄部分所組成。
4.主要影響回聲測深儀測量水深的因素
聲波在水域中的傳播速度,隨水域的溫度、鹽度和水中壓強等而變化。在水下地形測量中對傳播速度影響最大最常見的表現在水溫、風浪、水中雜質、平面采集數據誤差及平面測量與水深測量過程中讀取數據是否同步誤差的影響。
圖1西南視角觀察圖2東南視角觀察5. 影響主要因素分析
5.1介質對回聲測深儀測量水深的影響。 聲音的傳播速度與介質的密度成正比。水的密度比空氣高約800倍,所以傳播速度比空氣快的多,而水密度最高的時候在4℃(水分子的特性,使其結冰后膨脹,分子撐開反而密度小,傳播速度慢,),因此這個時候4℃傳播最快。當然在4℃以上,溫度更大時,密度更小傳播速度越慢。例如,在常溫下,海水中聲速的典型值為1500米/秒,如果測得聲脈沖在水中往返的時間為3秒,則海水的深度為2250米,即1500*3/2=2250米。由于聲波在海水中的傳播速度隨海水的溫度、鹽度和壓力的變化而變化,所以在常溫時海水中的聲速的典型值為1500米/秒,淡水中的聲速為1450米/秒。在每次使用測深儀之前必須對測深儀做吃水對比試驗。首先量取待測區域的水溫,在對測深儀做零位和吃水校正后,對水深量化器做聲速調整,使工前和工后測的水深結果一致。
5.2水中雜質的影響及注意事項。
5.2.1在一般深水區域,聲波常會碰到水中的懸浮物及水中生物,就會反射回接收器,因此就會接收到錯誤的數據,為繪制地形圖提供錯誤的信息。為了避免此類情況。對于有經驗的測繪工作者常采用減慢測船的行進速度、加密收集測點及對收集的數據繪制等高線,對等高線進行分析、點位篩選、或者復測最終達到理想的水下三維坐標數據。下面我們以某工程的水下測量為例來做以簡單說明。第一次我們所測的部分數據如表1:
5.2.2對其利用CASS測量繪圖軟件繪制三角網及等高線,通過三維的不同視角觀察如下:西南視角觀察如圖1:
5.2.3東南視角觀察如圖2:
5.2.9由此可見目前的出的等高線才合乎等高線的變化規律。
5.3風浪的影響及注意事項。
(1) 一般情況下,我們盡量避免風浪天氣對工作區域進行測量水下地形,因為測船在風浪天搖擺不定,船首附近受到水流的沖擊影響較大,也容易在換能器底部產生氣泡。這樣接收器接受的數據不能正確反映測區的水下三維坐標。
(2)如果工期緊迫或者風浪多發區域,我們首先必須對其區域做出判斷。根據實際經驗及有關資料,測船因風浪造成的搖動大小,取決于風浪的強弱與測船的抗風性能,而測深記錄紙上的數據起伏變化可反映出其對測深的影響。起伏不大,則影響不大,如果記錄紙出現有0.4~0.5m的鋸齒形變化時,實際水面浪高一般將超出其值1~2倍。對20m以下的水深測量,取不同深度測點深度中誤差平均值的2√2倍,即為0.4m作為對比較差的限值指標;對大于20m的水深測量,將前述0.4m的限值按20m水深折合成百分比誤差,即為0.02×H(m)。其次要把換能器安裝在距離船頭1/2~1/3的位置;然后在測區建立驗潮點及氣象監測點。驗潮點實際就是在測區范圍內的岸邊做一水位標尺,多次讀取水位數據的同時根據氣象監測點讀取風速級別,對其進行比較分析,計算出驗潮期與無潮期的誤差參數,最后在對接收器上讀取的數據進行加以改正。這樣就可以大大減小風浪對水下地形測量的影響。另外在坡度變化較大的河流區域,如果定位中心與換能器中心偏移較大將導致所測的水深失真,影響成圖質量,因此必須進行偏心改正。
6. 結語
水下地形測量是水上平面測量和水中水深測量的相結合,所以影響的因素很多。在實際的測量過程中只要能按照以上的描述加以注意,就能得出理想的測繪數據,然而最關鍵是繪制地形圖的過程中要對原始數據生成的等高線加以分析,再對所測數據進行篩選。主要表現在三維的地形圖形中不能出現等高線交叉、直拐、或者非圓滑變化等錯誤特性。如果篩選后繪制的地形圖還存在類是問題,就必須對區域進行重測,直到得出能夠實際反應水下地形的三維坐標,最終繪制出合格的地形圖。
參考文獻
關鍵詞:變形監測 可靠性 方法 精度
中圖分類號:P228 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2015)08(a)-0119-02
1 工程概況
那蘭水電廠位于云南省紅河州金平縣境內藤條江下游,為藤條江干流五級開發方案中的最后一級,距金平縣城59 km,距昆明478 km。壩址處集水面積2816.1 km2,多年平均流量115 m3/s。樞紐工程于2002年12月開工,2005年12月下閘蓄水,12月31日首臺機組投產發電,2006年第二、三臺機組相繼投產發電,總裝機容量150MW,工程總投資85667.28萬元。
2 改造的必要性
樞紐區變形監測網點采用施工區視準線工作基點及施工控制網點,經過多年的使用后,已經不能滿足大壩等部位變形監測要求。主要原因有:(1)除壩頂視準線工作基點外,其余視準線工作基點埋設位置陡峭,難以通行和使用;(2)視準線工作基點自身的穩定性并沒有進行檢核,主要原因是視準線工作基點之間通視條件差,無法構成一個可靠的變形監測網對視準線工作基點的穩定性來進行檢驗;(3)水準基準網沒有建立,使大壩垂直位移監測工作基點的高程沒有辦法進行檢核;(4)采用常規方法進行視準線觀測,對人員操作儀器技能的要求較高,觀測繁瑣,目前測繪單位已經普及的先進測量機器人的作用卻發揮不出來,造成了資源的浪費。
基于以上原因,有必要對樞紐區變形監測網進行改造,以建立一套較完善的大壩變形監測基準體系和監測方法。
3 改造方案
3.1 大壩變形監測方法改造
大壩變形監測方法從原經緯儀視準線觀測法改為極坐標差分法,這樣可使用先進的測量機器人提高作業效率。在使用全站儀進行單向變形監測時,測量過程受到了很多誤差因素的干擾,例如大氣垂直折光、水平折光,氣溫、氣壓變化,儀器內部誤差等,直接求出這些誤差的大小是極其困難的,故采取差分的方法以減弱或消除這些誤差,來提高測量的精度。
極坐標測量三維坐標的變化量,需要以下幾個觀測量進行差分改正。
斜距的差分改正:
(1)
球氣差的改正:
(2)
方位角的差分改正:
(3)
綜合以上各項差分改正,按極坐標計算公式可準確求的每周期各變形點的三維坐標:
(4)
3.2 監測網設計布置
3.2.1 平面位移監測網
平面位移監測網共由10個點組成。全網由基準點組和工作基點組組成,基準點為Ⅱ01、Ⅱ02、Ⅱ06,工作基點為Ⅱ03~Ⅱ05、Ⅱ07~Ⅱ10。
基準點組由3個點組成,Ⅱ01、Ⅱ02位于監測網的下游部分,距離大壩壩軸線約0.8 km,遠離大壩施工區,且點位附近未進行大規模邊坡處理,地質條件較好,不受壩推力和庫水位壓力影響,穩定性較好。Ⅱ06在大壩左岸邊坡上,相對穩定,不易被破壞。
工作基點組由7個點組成。其中,Ⅱ03、Ⅱ05、Ⅱ08位于大壩右岸,便于對大壩下游及附近水工建筑物的監測。Ⅱ04、Ⅱ07位于壩軸線兩端附近,主要作用是為大壩的壩頂平面位移監測提供工作基點;Ⅱ09位于壩腳,可為監測大壩下游面及兩岸邊坡的監測提供工作基點;也可為進水口邊坡、溢洪道進口邊坡的監測提供工作基點。同時,所有的工作基點還可以兼作近壩區的平面位移監測點。
3.2.2 垂直位移監測網
垂直位移監測網的基準點盡量遠離施工區和庫水位的影響范圍。基準點組由3個點(BG01~BG03)組成,選擇位于大壩下游約1.4 km處,遠離水庫,不受庫水位變化的影響。其中,BG01作為起算基準點,而BG02、BG03作為校核基準點,3個基點組成閉合環進行相互檢核以檢定其穩定性。一旦發現某個基準點有位移,就可以通過其他基準點確定新的基準,然后根據自由網的基準變換原理,使前期各次觀測的位移量無縫地轉換到本次新確定的基準上。由于3個基準點相距不遠,無論基準如何變換,對全網的精度幾乎沒有影響。
3.3 監測網觀測實施
3.3.1 平面位移監測網
平面位移監測網首次觀測使用帶自動目標識別功能的Leica TCA2003全站儀和徠卡圓棱鏡進行,儀器標稱測角精度±0.5″,邊長測量精度±(1mm+1ppm×D)。復測時采用帶自動目標識別功能的Leica TM30全站儀和徠卡圓棱鏡進行,儀器標稱測角精度±0.5″,邊長測量精度±(0.6mm+1ppm×D)。
全站儀由機載程序控制進行自動觀測,并在觀測過程中自動檢測各項觀測限差,限差超限時還能進行自動重測,大大減輕了人員勞動強度,同時提高了觀測精度。
3.3.2 垂直位移監測網
二等水準測量使用Leica電子水準儀DNA03進行觀測。儀器在作業前,經過了國家認可的質檢機構鑒定合格。水準儀由機載程序控制觀測程序,人工進行照準后由儀器自動讀數,并自動檢測各項觀測限差,限差超限時提示重測,大大減輕了人員勞動強度,同時提高了觀測精度。
3.4 監測網數據處理和變形分析
3.4.1 監測網平差模型
監測網的特點是:重復觀測、精度高、可靠性高。監測控制網經過嚴格的觀測措施,復雜的圖形條件檢驗,粗差探測等,未能發現的粗差或系統誤差對點的坐標的影響已經很小,可以看作隨機誤差,因此監測網的平差函數模型通常采用高斯-馬爾柯夫函數模型。
自由網平差分為經典自由網平差、秩虧自由網平差、擬穩平差3種。
設有基準約束條件的高斯―馬爾柯夫模型,按附有約束條件的間接平差法得:
(5)
(6)
在VTPV=min的條件下,導得自由網平差模型解的通式:
(7)
(8)
(1)經典自由網。
設網中只有必要的起算數據,如邊角網中假設一個點的坐標,此點到另一個點的方位角或邊長已知;水準網中已知一個點的高程等,這樣有固定基準的網稱為經典自由網。按附有限制條件的間接平差法平差時,邊角網的d=1,水準網或測角網的d=0,平差函數模型為:
當d=0時,解方程為:
(9)
(10)
按附加條件法進行平差時,G陣形式類似下面將要介紹的擬穩平差的GS陣,只是穩定點的數目等于必要觀測數。
(2)秩虧自由網。
設網中無固定的起算數據,而以全網的重心作為基準,當水準網時d=1,當邊角網時d=3,當測角網時d=4,此為秩虧自由網。由7、8式導得:
秩虧自由網平差的解為:
(3)自由網擬穩平差。
設網中有部分點是穩定點,另一部分點是非穩定點,穩定點的個數大于必要的起算數據,此時稱為擬穩平差,由7、8式導得:
(13)
(14)
3.4.2 平差模型特性
根據自由網平差理論,各種平差方法所得到的結果具有如下的性質特點,在后面進行的統計檢驗時將用到這些重要性質。
(1)3種平差結果的觀測值改正數相同,PVV相同,單位權中誤差也相同,即最小二乘解是相同的。
(2)基準改正數之和等于零,經典平差是固定點的坐標改正數為零,秩虧平差是所有點的坐標改正數之和為零,擬穩平差是擬穩點的坐標改正數之和為零。
(3)經典平差中未知數的權陣是非奇異方陣,存在凱利逆,秩虧平差和擬穩平差的未知數的權陣是奇異方陣,秩虧平差法方程系數陣的偽逆是未知數的協因數陣,擬穩平差法方程系數陣的反射逆是未知數的協因數陣。
3.4.3 基準與平差方法的選擇
建立變形監測網的目的就是監測點位的變形,變形是在統一基準下才能進行分析判斷的,監測網一方面要有很高的精度,很強的可監測性;另一方面又要保證有統一穩定的基準。經典平差的基準是固定基準,秩虧自由網平差的基準是重心基準,擬穩平差的基準是擬穩點重心基準。平差方法的選擇也就是基準的選擇。
變形監測網建立宜采用經典自由網平差或擬穩平差;小型電站可以采用秩虧自由網平差或經典平差等。
統計檢驗常用的方法有以下幾種:線性假設檢驗法;穩健迭代權法等。
3.4.4 變形分析方法研究
(1)線性假設法由Koch于1975年提出,是發展較完善的一種統計檢驗方法,被廣泛采用。Pelzer則首先提出通過多期平差所求得的位移量構成統計檢驗量,從而檢驗其位移是否顯著,稱為平均間隙法。本節先簡單介紹線性假設法的原理,再推導監測網常用的擴展模型的線性假設法。
根據線性假設檢驗公式,推求兩期觀測形變模型位移顯著檢驗公式如下:
(15)
當F
(2)穩健迭代權法。穩健迭代權法,也稱為一次范數最小估計,將位移視為模型誤差,運用穩健迭代權估計具有較強定位模型誤差的能力,將自由網平差中基準變換公式中基準的權陣以穩健迭代權估計法的權函數代替進行迭代計算,以求得較理想的基準。
不同的基準之間位移向量和協因數陣轉換見下式
(17)
式中PX是定義參考基準時各參考點的權,由于事先不知道各點的穩定程度,因此很難確定權PX,取PX=diag(1 1 1 1)。
設d是”穩健法”計算的位移向量,Qd是相應的協因數陣,第i點的位移和協因數陣分別為di和Qdi,對于二維網和一維網,構造如下檢驗統計量,即為單點檢驗公式:
(18)
3.4.5 那蘭電廠變形監測網數據處理
(1)二等水準網平差采用以BG03為固定點的經典平差。
(2)二等邊角網平差采用赫爾墨特方差分量估計進行邊角權比的計算。初始值計算,采用Ⅱ09作為固定點、Ⅱ09Ⅱ03的方位角作為固定方位對監測網進行經典自由網平差,求得各控制網點坐標。然后,以Ⅱ04作為固定點、Ⅱ04Ⅱ05的方位角作為固定方位對監測網進行經典自由網平差,分別求得整網的兩次觀測坐標。復測計算,以Ⅱ01作為固定點、Ⅱ01Ⅱ02的方位角作為固定方位對監測網進行經典自由網平差,求得整網的坐標。
(3)變形分析由于本次基準點埋設時基坑開挖基本到了基巖位置,埋設質量較好。采用的舊點也是經過多年穩定后,本次又經過了除險加固、整飾,具有較好的穩定性和實用性。
從變形監測網復測結果看,超過限差的點位僅有II03,位移量為2.4mm,方向是向江邊位移。其余點位變化量較小,穩定性也較好,雖然有微弱的變化量,也在誤差范圍內。
從二等水準網變形監測網復測結果看,超過限差的點位有:II04、II06、II09、II10、BG01、BM02、BM03共7點,且均為沉降,也符合常理。除II06點沉降量略偏大外,其余點位基本穩定,均在合理范圍內。
II06點比初始觀測時下沉了8.0mm。分析原因可能是由于觀測II06點所在位置在邊坡上,雖然地質條件較好,但還沒有經過一年的穩定周期(旱季和雨季),下沉略大也屬于正常現象。為提高精度,下次復測時創造條件采用水準高程聯測。
4 結語
經過變形監測網建網、初始觀測、復測后比較,從超限點的位移量、沉降量、位移方向以及點位所在位置的地形地貌等特征分析、判定均符合常理。本次監測網改造成果穩定性較好,成果準確可靠,為今后大壩及水工建筑物變形監測奠定了穩定的基準。
參考文獻
[1]李青岳,陳永奇.工程測量學[M].北京: 測繪出版社,1995.
[2]張正祿.工程的變形監測分析與預報[M].北京:測繪出版社,2007.