水利工程测量Word格式.docx

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一般来讲，和国家基本图相比，平面位置精度要求较宽，而对地形精度要求有时较严。

当设计需用较大的比例尺图面时，精度要求可低于图面比例尺，即按小一级比例尺的精度要求施测大一级比例尺地形图。

在勘测设计阶段除了供应上述地形资料外，还应满足其它勘测工作的须要。

如地质勘探工作中的各种比例尺的地形底图，联测钻孔的平面位置和高程，测定地下水位的高程；

在水文勘测工作中测定流速、流向、水深，以及供应河流的纵横断面图等；

此外，还须要为各种专用输电线、运输线和附属企业、建筑材料场地供应各种比例尺的地形图及相应的测量资料。

在水利枢纽工程的施工期间，测量工作的主要任务是依据设计的意图，将设计图纸上的建筑物以肯定的精度要求测设于实地。

为此，在施工起先之前，必需建立施工限制网，作为施工放样的依据。

然后依据限制网点并结合现场条件选用适当的放样方法，将建筑物的轴线和细部测设于实地，便于施工人员进行施工安装。

此外，在施工过程中，有时还要对地基及水工建筑物本身或基础，进行施工中的变形观测，以了解建筑物的施工质量，并为施工期间的科研工作收集资料。

在工程竣工或阶段性完工时，要进行验收和竣工测量。

一个水利枢纽通常是由多个建筑物构成的综合体。

其中包括有挡水建筑物（常称为大坝），它的作用大，在它投入运营之后，由于水压力和其它因素的影响将产生变形。

为了监视其平安，便于刚好维护和管理，充分发挥其效益，以及为了科研的目的，都应对它们进行定期或不定期的变形观测。

观测内容和项目较多，用工程测量的方法观测水工建筑物几何形态的空间改变常称之为外部变形观测。

通常包括水平位移观测、垂直位移观测、挠度观测和倾斜观测等。

从外部变形观测的范围来看，不仅包括建筑物的基础、建筑物本身，还包括建筑物旁边受水压力影响的部分地区。

除外部变形观测之外，还要在混凝土大坝坝体内部埋设专用仪器，检测结构内部的应力、应变的改变状况，称其为内部变形观测；

这种观测常由水工技术人员完成。

在这一时期，测量工作的特点是精度要求高、专用仪器设备多、重复性大。

由上所述可以看出：

在水利枢纽工程的建设中，测量工作大致可分为勘测阶段、施工阶段和运营管理阶段三大部分。

在不同的时期，其工作性质、服务对象和工作内容不完全相同，但是各阶段的测量工作有时是交叉进行的，例如，在设计阶段为进行施工前的打算工作，亦着手布置施工限制网；

而在施工期间，为了驾驭施工质量，要测定地基回弹、基础沉降等，这就是变形观测的一部分内容；

在工程阶段性竣工或全部完工之后，要进行竣工测量，绘制竣工图等，这其中又包括了测图的工作内容。

而它们所采纳的测量原理和方法以及仪器又基本相同。

所以我们不能将各阶段的测量工作肯定分开，应看成是一个相互联系的整体。

水利工程测量贯穿于水工建设的各个阶段，是应用测量学原理和方法解决水工建设中相关的问题。

由于近几年来，测绘仪器正向电子化和自动化方面发展，精度也在不断提高。

各种类型的全站仪已使测角、量边完全自动化，尤其是瑞士徕卡生产的ATC1800I测量机器人，使变形观测完全自动化。

它能自动找寻目标、自动观测、自动记录，真正实现了测量外业工作的自动化。

同时，随着空间技术的发展，全球定位系统（GPS）精度不断提高，它可以供应精密的相对定位，特殊是它不要求地面限制点之间相互通视，且可以大量削减施工限制网中的中间过渡限制点，这在水利工程测量中将发挥极大的作用，也为水工建筑物的变形观测供应远离建筑物的基准点创建了条件。

3－2　施工限制网的布设

勘测阶段在水利枢纽建筑区所布设的限制网，主要是为测绘大比例尺地形图服务，限制网的设计精度，取决于测图比例尺的大小，点位采纳匀称分布。

因此，限制点的密度、精度及点的分布，都不能满足施工放样的要求。

在施工时必需重新建立施工限制网。

分析水工建筑物放样的精度要求，可以看出有以下两个特点：

一是松散性：

一个水利枢纽建筑物可以分成不同的整体，各部分（如大坝、溢洪道、船闸等）之间具有松散的联系。

不仅如此，在松散联系的各部分内部，如电站中各机组之间，它们的联系也是松散的；

我们可以利用这些松散部位作误差调整或汲取误差。

二是整体性：

一些相互关联的水工结构物之间和金属结构的建筑物都具有较高的相对精度要求，需尽可能采纳相同的限制点或建筑物轴线、协助轴线进行放样。

依据水工建筑物放样要求的上述特点，在考虑布设施工限制网时，首先应划分工程部位的松散区段和整体区段：

将闸门区段、水电厂房、船闸段、溢洪段等作为整体区段，而将这些建筑物的连接处作为松散区段；

以有金属结构联系的建筑物划分为整体区段，否则为松散区段；

因此，应先区分开各部分对放样精度的不同要求，然后确定设计方案。

依据所划分的整体区段的多少、彼此相距的远近、面积的大小，以及所占整个施工区面积的比例，来考虑施工限制网的布设方案。

假如整个区段相距较近，且合并面积占整个施工区面积的比例较大，而整个主要建筑区的面积又不大（1km2左右）时，可考虑采纳全面提高整个施工限制网精度的方案，采纳这种布网方案的限制网精度，需依据整体性要求最高的建筑物来设计。

当整体性区段彼此相距较远，或整体性建筑物虽相距较近，但它们联系后的面积较大时，则以不合并为宜。

此时，整个施工场地的限制网可只考虑放样各整体性区段的轴线（即：

只考虑肯定精度），而对局部的整体性区段则通过加密限制网来进行放样；

依据首级限制网（基本网）的精度（取决于仪器设备）及欲放样的整体性区段的放样要求，来确定加密限制网作为附合网或独立加强网（即在精度上高于首级限制）。

依据上述施工限制网的特点和水工建筑物对放样精度要求的特点，施工限制网布设时应遵循如下原则：

一、施工限制网应作为整个工程技术设计的一部分，所布设的点位应画在施工设计总平面图上，以防止标桩被破坏。

二、点位的布设必需顾及施工依次和方法、场地状况、对放样的精度要求、可能采纳的放样方法以及对限制点运用的频繁性等；

以考虑放样精度要求高的主要建筑物密集处为主。

一般来说，由于上游的点位随着坝身的上升，上、下游间通视将被阻挡而使一部分点位失去作用，故在布网时点位的分布应以坝的下游为重点；

但为了放样便利，布点时仍应适当照看上游。

三、河面开阔地区的大型水利枢纽以分级布设基本网和定线网为宜。

对于高山狭谷、河面较窄地区的大、中型水利枢纽，在条件允许时可布设全面网，条件不具备则可采纳分级布网。

依据具体状况，也可布设精度高于上一级的加密网。

（a）（b）

图5-3-1大坝施工限制网

四、在设计总平面图上，建筑物的平面位置以施工坐标系表示。

此时，直线型大坝的坝轴线通常取作坐标轴，所以布设施工限制网时应尽可能把大坝轴线作为限制网的一条边。

五、施工放样须要的是限制点间的实际距离，所以限制网边长通常投影到建筑物平均高程面上，有时也投影到放样精度要求高的高程面上，如水轮机安装高程面上。

如图5-3-1（a）为某大型水利枢纽施工限制网的基本网形。

坝轴线包括在三角网内，且作为三角网的一条边（01～06），这样三角网可干脆采纳以坝轴线方向为坐标轴的施工坐标系。

坝址旁边江面开阔，充分利用江中的两个沙洲来布点，既可缩短边长、增加点的密度，又提高了限制网的精度。

限制网中布设了两菱形基线网（大坝的上、下游各一个），这不仅供应了牢靠的检核条件，还可以使大坝地区限制网具有肯定的精度。

图5-3-1（b）为另一水利枢纽施工限制网布设实例。

该枢纽的大坝在河床部分为混凝土重力坝，两岸为土坝，其主要建筑物有厂房、溢流坝和升船机等。

混凝土坝总长为636m，最大坝高为78m。

该水利枢纽地处山区，河道两岸比较狭窄。

基本网为沿河两岸布设的三角锁，由六个三角形共八个点组成。

其中基东、控4、基西、控8、控3等点限制了大坝轴线，为加密大坝定线网供应依据。

在大坝旁边下游河滩上布设了一条基线作为起始边，使大坝建筑区的限制网精度为最高，这对于主要建筑物的施工放样是很有利的。

一般来说，基本网应布设两条基线，如受地形条件限制，其次条基线的精度不高，可不参与平差而只起检核作用。

目前由于全站仪的广泛运用，使测距精度高于测角精度，边角网及导线网也渐渐应用于水利枢纽工程的施工限制网中，限制网的精度也越来越高，更有利于大坝及其精密设备的施工放样。

3－3　混凝土重力坝的放样

图5-3-2（a）是一般混凝土重力坝的示意图。

它的施工放样工作包括：

坝轴线的测设，坝体限制测量，清基开挖线的放样和坝体立模放样等。

一、坝轴线测设

图5-3-2　混凝土重力坝的坝体限制

混凝土重力坝的轴线是坝体和其它附属建筑物放样的依据，它的位置正确和否，干脆影响建筑物各部分的位置。

一般先在图纸上设计坝轴线的位置，然后依据图纸上量出的数据，计算出两端点的坐标以及和旁边施工限制网中三角点之间的关系，在现场用交会法或极坐标法，测设坝轴线两端点，如图5-3-2（b）中的A和B。

为了防止施工时受到破坏，需将坝轴线两端点延长到两岸的山坡上，各定1～2点，分别埋桩，用以检查端点的位置。

二、坝体限制测量

混凝土坝的施工实行分层分块浇筑的方法，每浇一层一块就须要放样一次，因此，要建立坝体施工限制网，作为坝体放样的定线网。

一般常用施工坐标系进行放样比较便利，坝体施工限制网可布设成矩形网。

如图5-3-2（b）所示，是以坝轴线AB为基准布设的矩形网，它是由若干条平行和垂直坝轴线的限制线所组成，格网的尺寸按施工分块的大小而定。

测设时，将经纬仪安置在A点，照准B点，在坝轴线上选甲、乙两点，通过这两点测设和坝轴线相垂直的方向线，由甲、乙两点起先，分别沿垂线方向按分块的宽度钉出e、f和g、h、m以及eˊ、fˊ和gˊ、hˊ、mˊ等点。

最终将eeˊ、ffˊ、ggˊ、hhˊ及mmˊ等连线延长到开挖区外，在两侧山坡上设置Ⅰ、Ⅱ、…Ⅴ和Ⅰˊ、Ⅱˊ、…Ⅴˊ等放样限制点。

然后在坝轴线方向上，按坝顶的高程，找出坝顶和地面相交的两点Q和Qˊ，再沿坝轴线按分块的长度钉出坝基点2、3、4、…10，通过这些点各测设和坝轴线相垂直的方向线，并将方向线延长到上、下游围堰上或两侧山坡上，设置1ˊ、2ˊ、3ˊ……11ˊ和1″、2″、3″……11″等放样限制点。

在测设矩形网的过程中，测设直角时须用盘左、盘右取平均值，丈量距离应细心校核，以免发生错误。

三、清基中的放样工作

在清基工作之前，要修筑围堰工程，将围堰以内的水排尽，就可以起先清基开挖线的放样。

如图5-3-2（b）所示，可在坝体限制点1ˊ、2ˊ……等点上安置经纬仪，瞄准对应的限制点1″、2″……等，在这些方向线上定出该断面基坑开挖点，如图5-3-2（b）中有“×

”记号的点，将这些点连接起来就是基坑开挖线。

开挖点的位置是先在图上求得，然后在实地用逐步接近法测定的。

如图5-3-3所示，是通过某一坝基点设计断面图，从图上可以查得由坝轴线到坝上游坡脚点Aˊ的距离，在地面上由坝基点p沿断面方向量此距离，得A点。

用水准仪测得A点的高程后，