水利枢纽控制网测量Word格式.docx
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根据有关施工放样建筑物平面、高程位置的精度,推求施工控制网的精度。
即把施工控制网点作为施工放样的起算点,以不考虑起算点误差为原则。
(3) 采用优化设计的理论和方法,顾及控制网的精度、可靠性,兼顾费用原则,通过方案对比,选用科学、先进、经济合理的设计方案。
(4) 设计方案力求简明,易于实施,具有明显的可操作性。
2.2 基本精度指标和使用数据
2.2.1 基本精度指标
根据百色水利枢纽工程的特点,选设稳定的控制点作为网的平面起算点。
起算点至某一方位作为已知方位,通过优化设计,使平面控制网最弱点的点位中误差小于±
3.0mm,平面网点观测边长间的高差精度必须满足边长改化的精度要求,经估算平面网点的高程精度应不低于三等水准。
从“工程意义”上认为相对稳定区域选设1组高程基准点,作为施工控制网的高程起算点。
高程控制网的精度为每km高差中数的偶然中误差应小于±
1.0mm。
高程控制网最弱点的高程中误差应小于±
3.0mm。
平面控制网应进行可靠性分析。
观测量的最小可靠性因子应大于0.2,网的平均可靠性因子应大于0.4。
2.2.2 使用数据
满足以上设计精度指标,需使用以下数据:
测角中误差±
1″.0;
单位权方向中误差先验值±
0″.7;
测距先验中误差1mm+1ppm*D;
二等水准先验单位权中误差±
1.0mm/km;
三等水准先验单位权中误差±
3.0mm/km。
2.3 方案的优化
在满足以上基本精度指标和使用数据的基础上,依据主坝区总平面布置图及有关测绘和地质资料,结合甲方的有关要求,在主坝区选设P101-P110共10点组成的主坝区平面控制网,然后对此网进行了优化。
2.3.1 边角全测网
根据已有的10个控制网点,当采用在每一测站对能通视的所有点都进行观测时,共需观测方向72个,边长34条。
此网的最弱点点位中误差为±
2.7mm,最小可靠性因子为0.37,网的平均可靠性因子为0.72。
2.3.2 观测部分边角网
对上述边角全测网进行优化,当观测方向优化为60个,观测边长为31条时,网的最弱点点位中误差为±
2.7mm,最小可靠性因子为0.39,网的平均可靠性因子为0.70;
当观测方向优化为53个,观测边长为28条时,网的最弱点点位中误差为±
3.0mm,最小可靠性因子为0.37,网的平均可靠性因子为0.68;
当观测方向减少至46个,观测边长减少至27条时(见图1),网的最弱点点位中误差为±
2.91mm,最小可靠性因子为0.35,网的平均可靠性因子为0.63。
此网为优选网型。
2.4 观测方案设计
2.4.1 设计要点
(1) 施工平面控制网的坐标系统应与规划设计阶段的坐标系统相一致,主坝与副坝控制点坐标应位于一个投影带内。
(2) 平面控制网的边长应投影至指定的高程面上,控制点的坐标应计算至指定的高程面上,并施加工程保密系数。
(3) 平面控制点应埋设具有强制对中设备的混凝土观测墩,且外加钢管保护。
高程控制点应设置保护盖、保护井等保护设施。
埋设的标墩、标石必须做到牢固、稳定、易于长期保存。
(4) 施工控制网应定期进行复测,为施工放样提供不同时期准确的测绘成果。
(5) 根据本工程的特点,经多种方案对比及优化,确定平面控制网观测精度为二等,平面控制点的高程精度为三等;
高程控制网的观测精度为二等,高程控制网的联测精度为三等。
联测的高程起始点应进行校标,以判断高程起始点的稳定性。
(6) 经过优化设计,平面控制网的估算精度和可靠性指标见表1。
高程控制网的最弱点的高程中误差经估算均小于±
表1 控制网的设计精度、估算精度、观测精度比较表
项 目
主坝区控制网
香屯副坝控制网
银屯副坝控制网
设计精度
估算精度
实测精度
测角中误差/″
±
1.0
0.62
0.81
0.33
最弱边相对中误差
1/250000
1/300000
1/580000
1/430000
1/370000
1/350000
1/1030000
点位中误差/mm
3.0
2.9
1.7
1.9
1.2
2.0
0.4
观测量最小可靠性因子
>0.20
0.35
0.37
0.32
网的整体可靠性因子
>0.40
0.63
0.50
2.4.2 观测方案设计
(1) 平面控制网
经方案优化设计,确定主坝区平面控制网选用P101~P110共10点组成的边角混合网。
在香屯和银屯副坝各设一个大地四边形,点名分别为P201~P204、P301-P304,构成副坝区平面控制网,见图1。
图1 百色水利枢纽平面施工控制网图
(2) 高程控制网
主坝区高程控制网布设于坝轴线附近右江两岸道路旁,共设13座标石。
其中高程起算点设在右江右岸从“工程意义”上认为相对稳定的乐屯沟口,布设3个基岩标为一组的组标。
坝轴线两端各埋设一座基本岩石标。
以上标石组成两个水准闭合环,在坝轴线的上、下游各设一处跨河水准,中间一处利用平圩大桥做跨河水准。
在两个副坝区各埋设3座水准标石分别组成两个闭合环,点名分别为G201~G203、G301~G303,构成副坝区高程控制网。
在主坝与银屯副坝、银屯副坝与香屯副坝之间各埋设4座水准标石,点名分别为GX01~GX04、GY1~GY4,以水准支线连接。
以上所有水准点构成百色水利枢纽高程控制网,见图2。
图2 百色水利枢纽高程施工控制网图
3 控制网点的造埋
造埋工作是施工控制网测量的基础工作,点位和标石质量的好坏不仅影响其本身的稳定与安全,还影响到整个控制网的观测精度和可靠性,同时还关系到控制点是否能够长期保存和使用。
因此,标石的埋设应确保其稳固、可靠、美观、便于长期保存和使用。
平面控制网点埋设带有强制归心装置的钢管混凝土观测墩,且外加钢管保护帽。
强制对中装置采取特殊措施施工,其平整度及安装精度直接影响观测成果精度。
高程控制点埋设不锈钢标志,外加钢板保护盖和混凝土保护井。
为便于长期保存和使用,保护帽、保护盖和保护井设不锈钢专用保护锁锁定。
标墩钢管外壁涂防蚀剂,然后用防护漆油漆成白色。
钢管壁及保护井上印制“测量标志、严禁破坏”、点名、建造单位和建造日期等字样。
多数控制点埋设在基岩上。
由于枢纽区覆盖层厚,个别平面控制点无法埋设在基岩上时,除加大其底盘面积外,在底盘四周及中央各设一个钢管阻滑桩。
阻滑桩的深度不小于2.0m。
个别高程控制点无法埋设在基岩上时,加大了标石的底盘面积和柱石体积。
4 控制网的观测
4.1 观测方案
平面坐标系统采用联测于1954年北京坐标系的独立坐标系,3°
分带,带号为35,主副坝坐标统一于一个投影带内。
高程系统采用1956年黄海高程系。
控制网的水平角、边长及高差观测、控制网验算、精度评定及平差等,统一使用国内领先水平的《高精度控制测量自动化系统》进行,使用HP200掌上型计算机记录数据。
4.1.1 平面控制网
主坝区平面控制网以P106为起算点,P106至P104的方向为起算方位,按二等精度使用0.″5级的电子经纬仪观测水平角12测回,使用1mm+1ppm*D精度的测距仪往返观测边长4测回,观测网型见图1。
边长观测经仪器加、乘常数改正、气象改正、倾斜改正,最后边长归化至指定的高程面。
空间归算选用高程法进行。
香屯副坝平面控制网以P201为起算点,P201~P203的方向为起算方位;
银屯副坝平面控制网以P301为起算点,P301~P303的方向为起算方位。
其它要求同主坝区控制。
4.1.2 高程控制网
高程控制网观测见图2,观测等级为二等,使用NI002自动安平水准仪观测。
平面控制网点的高程联测精度为三等,使用NI007自动安平水准仪观测。
4.2 控制网的观测精度
4.2.1 平面控制网
平面控制网的观测精度见表1。
从表1中可以看出,平面控制网的测角中误差最大值为±
0.″81,优于±
1.″0的设计指标;
最弱边相对中误差最大为1/370000,优于1/200000的设计指标;
最弱点的点位中误差最大为±
1.7mm,优于±
3.0mm的设计指标;
观测量最小可靠性因子均大于0.2,网的平均可靠性因子均大于0.4。
4.2.2 高程控制网
二等水准观测的每公里高差中数的偶然中误差为±
0.54mm,优于±
1.0mm的设计指标。
三等水准观测的每公里高差中数的偶然中误差为±
1.46mm,优于±
3.0mm的设计指标。
高程控制网最弱点的高程中误差为±
1.24mm,优于±
4.3 控制网的联测
平面控制网与国家三角点或坝址区测图控制网相联测。
联测后求出平面施工网的起算点坐标和起算方位。
高程控制网与附近的国家水准点相联测。
联测后的控制网进行了校测,校测合乎要求后,作为控制网的起算数据。
4.4 控制网精度的验证
控制网的观则精度表明:
观测控制网的最弱点的点位中误差、测角中误差、测距中误差、二等及三等水准单位权中误差,均满足设计指标,且有较高的精度富裕量,有利于施工加密的扩展。
观测结果对控制网的设计进行了验证。
5 结语
(1) 百色水利枢纽施工控制网点的设计、造埋、观测借鉴了黄河小浪底等大型水利枢纽施工控制网、变形测量控制网的设计、造埋、观测及计算等方面的经验,观测使用先进的TC2002电子全站仪,外业记录载体使用HP200掌上型计算机,记录软件使用《高精度控制测量自动化系统》,进行自动记录、校核、计算、储存、平差、打印成果表等,实现了测量内外业一体化、自动化,减少了工人干预,提高了成果的可靠性,工作效率提高30%以上。
(2) 为确保高程控制网的观测精度,二等水准观测采用了可用于观测一等水准精度的NI002自动安平水准仪,三等水准观测采用了可用于观测二等水准精度的NI007自动安平水准仪。
即使用的仪器比其必要的观测精度提高了一个等级,确保了本控制网