水利工程論文-溪洛渡水電站右岸導(dǎo)流洞施工測(cè)量.doc

水利工程論文-溪洛渡水電站右岸導(dǎo)流洞施工測(cè)量摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了溪洛渡水電站右岸導(dǎo)流洞施工測(cè)量的全過程，并對(duì)關(guān)鍵的作業(yè)步驟作了具體的敘述，；總結(jié)了在溪洛渡水電站右岸導(dǎo)流洞工程施工測(cè)量中測(cè)量作業(yè)的發(fā)展，出現(xiàn)的測(cè)量作業(yè)新工藝，新的作業(yè)方法。關(guān)鍵詞：溪洛渡導(dǎo)流洞施工測(cè)量測(cè)量新方法邊角后方交會(huì)一工程簡(jiǎn)介金沙江溪洛渡水電站工程是我國(guó)西電東送中線的骨干電源之一，位于四川省雷波縣和云南省永善縣交界處的金沙江干流上。溪洛渡水電站是以發(fā)電為主，兼有防洪、攔沙和改善下游航運(yùn)條件等巨大的綜合效益，具有不完全年調(diào)節(jié)能力的特大型水電站。是金沙江流域?qū)嵤拔麟姈|送”的第一期工程。溪洛渡水電站水工由混凝土雙曲拱壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、瀉洪系統(tǒng)及導(dǎo)流建筑物組成。混凝土雙曲拱壩最大壩高278.0m，壩頂高程610.0m，頂拱中心線弧長(zhǎng)698.07m；發(fā)電廠為地下式，分設(shè)在左、右兩岸山體內(nèi)，各裝9臺(tái)單機(jī)容量為700MW的水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量12600MW。施工期壩址兩岸各布置了3條導(dǎo)流洞，自左向右左岸為1#3#導(dǎo)流洞，右岸為4#6#導(dǎo)流洞。導(dǎo)流洞平面上呈單彎道布置，洞身斷面為城門洞型，斷面尺寸均為1820m。其中右岸4#6#導(dǎo)流洞分別長(zhǎng)為1258.852m,1434.985m及1697.110m。右岸導(dǎo)流洞施工期共布置了3條施工支洞進(jìn)行施工，自上游至下游分別為1#、2#和3#施工支洞。二右岸導(dǎo)流洞施工測(cè)量1控制測(cè)量由于溪洛渡水電站控制網(wǎng)布設(shè)層次很好，已基本覆蓋整個(gè)施工區(qū)域，故控制測(cè)量采用業(yè)主測(cè)量中心提供的溪洛渡施工控制網(wǎng)中的一方石、水連天、衛(wèi)星城、觀景臺(tái)、日月亭五點(diǎn)為起算點(diǎn)。根據(jù)右岸導(dǎo)流洞平面布設(shè)位置及施工方案洞內(nèi)控制測(cè)量分別在1施工支洞以衛(wèi)星城日月亭為起算數(shù)據(jù)；2施工支洞以一方石水連天為起算數(shù)據(jù)，3施工支洞以一方石觀景臺(tái)為起算數(shù)據(jù)作四等直伸導(dǎo)線進(jìn)入主洞，作為導(dǎo)流洞開挖階段的首級(jí)控制。上導(dǎo)洞貫通后聯(lián)測(cè)成附和導(dǎo)線網(wǎng)，平差成果作為導(dǎo)流洞襯砌施工測(cè)量的首級(jí)控制。高程控制測(cè)量采用四等三角高程，在布設(shè)四等直伸導(dǎo)線的同時(shí)布設(shè)。11外業(yè)觀測(cè)外業(yè)觀測(cè)采用LeicaTCR402型全站儀（標(biāo)稱精度測(cè)角2”，測(cè)距精度（2+2ppm）進(jìn)行觀測(cè)。由于隧洞內(nèi)環(huán)境較差，交叉作業(yè)影響較大，故在進(jìn)行控制測(cè)量時(shí)應(yīng)選取空氣情況較好，其他工序影響較小的時(shí)段進(jìn)行。確保觀測(cè)成象清晰，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確。架設(shè)儀器和棱鏡時(shí)應(yīng)仔細(xì)嚴(yán)格對(duì)中、整平，量、記儀器高及棱鏡高，待每站觀測(cè)完畢后再次量取儀器高及棱鏡高作為檢查。觀測(cè)時(shí)嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行觀測(cè)：水平角觀測(cè)6個(gè)測(cè)回，邊長(zhǎng)和高差往返各觀測(cè)2個(gè)測(cè)回。且水平角觀測(cè)應(yīng)符合下表技術(shù)要求：等級(jí)儀器標(biāo)稱精度光學(xué)測(cè)微器兩次重合讀數(shù)差兩次照準(zhǔn)讀數(shù)差半測(cè)回歸零差一測(cè)回中2較差同方向值各測(cè)回互差三等、四等2368139現(xiàn)場(chǎng)記錄應(yīng)按照記錄手簿規(guī)定的格式進(jìn)行記錄，并在每一測(cè)站結(jié)束后檢查記錄，確認(rèn)無誤后再搬至下站進(jìn)行作業(yè)。12內(nèi)業(yè)平差計(jì)算內(nèi)業(yè)計(jì)算前首先要對(duì)外業(yè)原始記錄受簿進(jìn)行200%的檢查，既記錄者自檢完畢后再分別由另外兩個(gè)人單獨(dú)進(jìn)行檢查。確保準(zhǔn)確無誤后才開始進(jìn)行平差計(jì)算。平差計(jì)算采用南方公司的“平差易”軟件進(jìn)行計(jì)算，嚴(yán)格按以下步驟進(jìn)行操作。首先畫出導(dǎo)線網(wǎng)示意圖，標(biāo)上真實(shí)點(diǎn)名，并標(biāo)出已知點(diǎn)、已知方向和起算邊，然后再?gòu)挠涗浭植旧蠈⒚恳粶y(cè)站的測(cè)得的方向值，經(jīng)改正后的邊長(zhǎng)抄記在示意圖上每?jī)蛇呏虚g。啟動(dòng)“平差易”，按軟件格式要求輸入數(shù)據(jù)并保存，啟動(dòng)自動(dòng)平差計(jì)算，若軟件提示錯(cuò)誤則重新檢查輸入數(shù)據(jù)直到正確為止，檢查閉和差，點(diǎn)位誤差等誤差是否符合要求，最后得到最終結(jié)果。2施工放樣21放樣前的準(zhǔn)備工作放樣前及時(shí)收集該掌子面附近的控制點(diǎn)信息，根據(jù)圖紙及掘進(jìn)里程樁號(hào)確定該掌子面所屬開挖斷面類型，并對(duì)計(jì)算器中預(yù)先編制好的的放樣程序進(jìn)行檢核，使在現(xiàn)場(chǎng)放樣時(shí)能做到高質(zhì)高效。22利用邊角后方交會(huì)對(duì)基本導(dǎo)線的延伸由于溪洛渡電站的導(dǎo)流洞開挖斷面為20m22m，采用大型的鑿巖臺(tái)車打眼，每天進(jìn)尺達(dá)10米左右，斷面的精度要求小于5mm。中心和開挖輪廓線均要求測(cè)量人員放樣。由于大型的裝載機(jī)和20噸以上的汽車出渣，測(cè)量人員根本無法按傳統(tǒng)的方法在接近掌子面附近布設(shè)控制點(diǎn)，布設(shè)在頂板太高，布設(shè)在地上汽車碾壓，不易保護(hù)。測(cè)量速度趕不上施工進(jìn)度，迫切需要采用新的測(cè)量方法進(jìn)行測(cè)量控制點(diǎn)的布設(shè)。測(cè)量人員經(jīng)過討論和試驗(yàn)采用了在洞壁上布設(shè)控制點(diǎn)，觀測(cè)時(shí)采用邊角后方交會(huì)的方法來解決這個(gè)問題。具體方法為：首先在距掌子面100m左右外布設(shè)高精度的導(dǎo)線，在高精度的導(dǎo)線點(diǎn)設(shè)站，用免棱鏡全站儀在洞壁上布設(shè)控制點(diǎn)，布設(shè)洞壁控制點(diǎn)時(shí)采用一定的措施，保證點(diǎn)位的精度。在100m的范圍內(nèi)，采用邊角后方交會(huì)的方法在洞壁上布設(shè)控制點(diǎn)，現(xiàn)場(chǎng)放樣利用洞壁上控制點(diǎn)，采用邊角后方交會(huì)的方法，進(jìn)行掌子面開挖輪廓線的放樣。超過100m左右，后續(xù)導(dǎo)線布設(shè)新的高級(jí)控制點(diǎn)，用新的高級(jí)控制點(diǎn)對(duì)洞壁點(diǎn)進(jìn)行重新布設(shè)。下圖洞內(nèi)為邊角后方交會(huì)示意圖，圖中P點(diǎn)為設(shè)站點(diǎn)，A、B為布設(shè)在洞壁上的控制點(diǎn)。根據(jù)測(cè)得的PA的距離以及PA、PB間的夾角可迅速計(jì)算出P點(diǎn)的坐標(biāo)，根據(jù)測(cè)得P、A間的高差可計(jì)算出P點(diǎn)的高程。采用該種方法，可以在施工干擾較大的環(huán)境下迅速架設(shè)好儀器并測(cè)量計(jì)算出測(cè)站坐標(biāo)，在保證測(cè)量放樣精度的同時(shí)極大的提高了測(cè)量工作效率。23施工坐標(biāo)系與洞內(nèi)相對(duì)坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換溪洛渡水電站采用的是獨(dú)立的金沙江坐標(biāo)系，在導(dǎo)流洞施工時(shí)，測(cè)量人員為施工施工方便施工，采用了洞內(nèi)的相對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)。該坐標(biāo)系統(tǒng)具體確立方法如下：在洞內(nèi)相對(duì)坐標(biāo)系中，以遂洞起點(diǎn)為零點(diǎn)；以隧洞軸線為X軸，隧洞前進(jìn)方向?yàn)檎较?，樁?hào)為X值，以垂直于軸線方向?yàn)閅軸組成左手坐標(biāo)系，以距軸線的垂直距離為Y值。高程仍采用原高程系統(tǒng)。如下圖所示：在這套洞內(nèi)相對(duì)坐標(biāo)系中，某一個(gè)點(diǎn)的X、Y值直觀的反映了該點(diǎn)的樁號(hào)及距洞軸線的距離，使對(duì)隧洞的測(cè)量放樣和編寫放樣程序都非常方便。同時(shí)，該坐標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用也給以后斷面驗(yàn)收帶來極大的方便。24掌子面放樣在溪洛渡右岸導(dǎo)流洞施工放樣中由于都已經(jīng)采用了免棱鏡反射全站儀進(jìn)行作業(yè)，故放樣皆用極坐標(biāo)法進(jìn)行放樣。具體步驟如下，首先已經(jīng)提前在CASIOfx-4500、fx-4800系列可編程計(jì)算器里編制好具體放樣程序；在施工現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)掌子面情況架設(shè)好儀器，利用邊角后方交會(huì)等方法測(cè)算出測(cè)站點(diǎn)坐標(biāo)；利用免棱鏡激光反射直接測(cè)得掌子面上一點(diǎn)的三維坐標(biāo)，將該數(shù)據(jù)輸入計(jì)算器里的放樣程序，算出該點(diǎn)的樁號(hào)、距軸線距離以及相對(duì)于開挖輪廓線的差值；根據(jù)具體放樣要求移動(dòng)點(diǎn)位再進(jìn)行測(cè)算直至符合要求，作標(biāo)記之后再放樣下一個(gè)點(diǎn)。放樣應(yīng)放出洞子開挖輪廓線，中線，腰線等基本的一些點(diǎn)以及由于施工等各方面原因而需要加密的點(diǎn)字。采用這種全站儀極坐標(biāo)放樣相比以前傳統(tǒng)放樣方法工作效率大為提高，在熟練的情況下一個(gè)作業(yè)小組從開始架設(shè)儀器到測(cè)量完畢僅需時(shí)3045分鐘，使測(cè)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減輕。3斷面驗(yàn)收隨著遂洞不斷掘進(jìn)，為及時(shí)反映出遂洞的超、欠挖值等遂洞開挖質(zhì)量情況，為后續(xù)驗(yàn)收、支護(hù)等工序提供資料，需及時(shí)測(cè)量遂洞的開挖斷面圖。溪洛渡水電站右岸4#6#導(dǎo)流洞共有3條施工支洞，高峰時(shí)有十幾個(gè)掌子面同時(shí)掘進(jìn)，由于隧洞施工中各種工序銜接緊湊，平行作業(yè)、交叉施工的工程很多，且洞內(nèi)作業(yè)面狹小，而遂洞斷面圖又要求每3m一條及時(shí)提供，所以斷面驗(yàn)收工作的工作量非常大，時(shí)間也非常緊。在實(shí)際中測(cè)量人員利用“外業(yè)全站儀采集數(shù)據(jù)+內(nèi)業(yè)cass軟件成圖”的全數(shù)字化方法很好的解決了這個(gè)問題。31外業(yè)數(shù)據(jù)采集外業(yè)數(shù)據(jù)采集利用LeicaTCR402等免棱鏡反射全站儀直接進(jìn)行。并且采用洞內(nèi)相對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)。首先，根據(jù)要求每3m測(cè)一條斷面，由于采用的是洞內(nèi)相對(duì)坐標(biāo)系，每測(cè)得的一個(gè)點(diǎn)的樁號(hào)都可以直接讀出來，所以就不必像傳統(tǒng)測(cè)量斷面那樣每條斷面單獨(dú)架設(shè)儀器，而可以在需要測(cè)量斷面圖的部位任意架站，利用邊角后方交會(huì)測(cè)算出設(shè)站點(diǎn)坐標(biāo)；然后進(jìn)行測(cè)量，每測(cè)一個(gè)點(diǎn)看它的樁號(hào)是否符合要求，若在待測(cè)斷面樁號(hào)上就直接存入全站儀內(nèi)存，若不符合樁號(hào)要求則沿X軸前后移動(dòng)直至符合要求為止，之后存儲(chǔ)入全站儀內(nèi)存，然后測(cè)量下一個(gè)點(diǎn)。一條斷面測(cè)量完畢后再測(cè)量下一條斷面。利用這種測(cè)量方法可以在一個(gè)測(cè)站上測(cè)量多個(gè)斷面，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出，在一個(gè)測(cè)站上可以測(cè)量前后20m左右范圍內(nèi)的斷面，其精度完全可以達(dá)到要求。具體的可測(cè)量范圍可根據(jù)隧洞斷面大小，儀器架設(shè)位置，洞壁凹凸情況以及儀器免棱鏡測(cè)量距離具體確定，只要精度符合要求即可。相比較傳統(tǒng)的斷面驗(yàn)收方法，采用了洞內(nèi)相對(duì)坐標(biāo)系統(tǒng)的新方法由于不必在每條斷面架設(shè)儀器，所以極大的提高了作業(yè)效率，使得外業(yè)采集工作所需時(shí)間比傳統(tǒng)方法有了非常明顯的縮短。32內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理及成圖外業(yè)利用LeicaTCR402采集回來的數(shù)據(jù)應(yīng)及時(shí)傳入電腦中。數(shù)據(jù)傳輸可以利用南方公司的cass系列成圖軟件傳輸，也可以利用Leica公司隨儀器附送的LeicaSurveyOffice系列軟件中的數(shù)據(jù)交換管理器進(jìn)行傳輸。傳入電腦的數(shù)據(jù)應(yīng)存放在指定的位置，并按照統(tǒng)一的要求進(jìn)行命名，以利于作圖時(shí)或日后需要用時(shí)能夠方便快捷的找到。由于從儀器內(nèi)傳輸出來的數(shù)據(jù)文件的格式為GSI格式，而cass軟件繪制斷面圖所需的里程文件為HDM格式，因此對(duì)由全站儀傳出的數(shù)據(jù)還需