小水電工程中進行地面控制測量的方法研究

1、小水電工程中進展地面控制測量的方法研究摘要：測量工作在小水電工程建立中起著重要的作用。結合自身的測量經(jīng)歷，介紹了用gps與ed導線建立小水電工程地面控制網(wǎng)的幾種常用并有效的方法。關鍵詞：水力發(fā)電工程測量控制網(wǎng)導線測量0引言小水電工程按其布置的方式分為堤壩式、引水式和混合式種。堤壩式電站屬于低水頭大流量型，大多位于水流平緩處，工程主要由大壩、壩后的廠房及庫區(qū)構成，一般沒有引水隧洞，這種電站的測量工作比擬簡單，只需在壩址處建立控制網(wǎng)，用以測量壩址和庫區(qū)地形圖，測繪工作相比照擬簡單；而引水式和混合式電站是高水頭式，它的構造除大壩和廠房外，一般還有引水隧洞、壓力管等。這類電站傳統(tǒng)的地面控制測量方法是建

2、立小三角網(wǎng)，但目前由于gps和全站儀測距儀的全面普及，傳統(tǒng)的小三角網(wǎng)控制已完全被gps測量或與ed導線結合的方法所代替。本文結合作者多年來小水電工程的測量經(jīng)歷，著重介紹引水式或混合式高水頭小水電工程的地面控制測量。1小水電工程的特點小水電一般裝機5000k以下，整個工程由攔水壩、引水洞支洞、壓力管和廠房等組成。引水式或混合式小水電站多處于山地狹谷地帶，交通不便，林木茂盛通視差，它的地面控制測量工作相對于堤壩式電站更加復雜和困難。這種電站水頭多在30以上，高的可達數(shù)百米，引水隧洞由一個或一個以上的洞組成，單個洞長一般小于k，洞內坡度0.2，橫向貫穿允許限差為20，高程貫穿限差為。小水電工程測量工

3、作的主要內容有建立平面和高程控制網(wǎng)，測繪庫區(qū)、壩址、進出洞口中洞、壓力管和廠房的數(shù)字化地形圖庫區(qū)和其他區(qū)域的比例尺一般分別為1：2000和1：500，以及工程施工放樣。測區(qū)采用任意直角坐標系和假定高程系，如是流域綜合開發(fā)，可用區(qū)域內或國家統(tǒng)一的平面和高程系統(tǒng)。2地面控制測量2.1gps與ed導線結合的方法對于高水頭的小水電工程，輸水隧洞的控制是整個工程的核心。由于小水電工程處位于山地狹谷這種特殊的位置，采用gps測量往往受到地形條件的限制，不能直接在壩址、進出洞口支洞口、廠房等關鍵位置上施測，而只能在附近山脊等開闊處選取適宜的點，再用ed導線延伸至需要的位置上。在各施工區(qū)如壩址、洞口、廠房等處

4、布點時，每處至少應布設23個點，并使各相鄰點兩兩通視，最好能組成一個三角形。gps觀測的時間依工程對點位的精度要求不同而不同，一般2030分鐘即可，檢驗測量成果精度的方法，通常有種：用全站儀測距儀測量兩點間的平距與gps二維約束邊長進展比擬同一投影面上1；用全站儀測量單角，與gps坐標反算角度值進展比擬；用gps對原測點位在不同時間進展重測等方法進展檢驗。gps測量的二維精度可靠，但高程精度偏低，其高程中誤差一般為10，不能滿足施工要求而需重新布設一條具有四等精度的測距三角高程導線或水準道路，這項測量工作特別是在交通不便的山區(qū)，工作量也是非常大的。2.2ed三維導線測距導線作為小水電工程的地表

5、控制，也是非常適宜的。一方面全站儀在消費單位已得到全面的普及，同時它又有良好的測角、測距精度，目前2秒級全站儀每公里測距精度一般都在3+2pp以內，另一方面，測距導線選點的自由度大，能在所需要的地方布點，并能一次性完成平面和高程控制測量。為進步隧洞的貫穿精度，減少壩址與廠房間的控制點的數(shù)量，導線宜布設成直伸型。如圖1，a為進洞口控制點，d為出洞口控制點，1、2、6點為中間點，單號點與雙號點各構成一條導線，選點時，應使1與2，3與4等兩兩相鄰的點間距為2以內，并用鋼卷尺量出間距。觀測時按閉合導線的要求施測，從始按1、2、36順序至d。程度角、豎直角、斜距的觀測及往返平距和高差的限差要求，視隧洞的

6、長度分別依一或二級導線和四、五等ed三角高程的要求。這種形式布設的導線點位坐標不僅可以得到檢核和精度衡量，同時最大限度的減少了工作量。如圖2。這種導線與閉合導線的觀測一樣。一般地，這種導線可單雙站交替設置，在重合點上只需設置一次儀器或覘牌。計算既可按兩條支導線單獨進展，也可按閉合導線的方法進展計算當?shù)缆反┎鍟r，只能按雙支導線計算，此外，還可以比擬重合點以及終點的坐標值而得到檢核。上述兩種導線還可通過比擬兩鄰近點的實測間隔 與它們的坐標反算間隔 進展檢核2。一般小于1.5，可布設成單支導線如圖3。觀測的內容與各項精度指標與上述兩類導線一致。為便于檢核，程度角觀測時應對左右角各觀測一至二測回，圓周

7、閉合差應小于10秒。在進展間隔 和高差觀測時，可用兩次儀高法觀測，以獲得兩組數(shù)據(jù)而得到校核。特別是往返高差，以防返工。也可在條件較好時用水準測量的方法觀測高差。3ed三維導線的長度及精度估算地面導線的建立除了測圖外，主要是為了指導隧洞的開挖并使之貫穿，以及放樣攔水壩、廠房及壓力管等，其中最主要的是用于前者。根據(jù)貫穿誤差的來源與分配的原那么3，對于雙向開挖的隧洞，地面控制對橫向貫穿的影響值為q為貫穿誤差，以q=10代入，q5.8，即得地面導線最弱點的點位中誤差。對于上述的三種形式導線，都可用直伸支導線終點精度的估算方法來估算導線最弱點的精度。在任意平面直角坐標系中，支導線由于沒有起算數(shù)據(jù)誤差和因

8、起算數(shù)據(jù)誤差引起的誤差4，其最弱點的點位中誤差的計算如下式：根據(jù)大量的ed一級導線測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計，測距精度等于或高于55的2全站儀的測距中誤差5，測角中誤差約為35，據(jù)此并依1式計算不同長度和邊數(shù)的支導線最弱點的點位中誤差如表1。當導線的長度到達或超過2000時，最弱點的點位中誤差到達或超過了5.8，也即在地面導線長度在2000以內時，可用單支導線一級導線的觀測要求控制；當長度在2000以上時，應用閉合或雙支導線作控制，它們的最弱點的點位中誤差為單支導線的/倍。4結論4.1gps與ed導線相結合用于小水電工程的地面控制測量，是一種效率高、平面精度高，并省力的好方法，但該法投入大，外業(yè)儀器多，高程精度欠佳。在高程精度要求稍低時10，可直接用其成果，不需再進展四等ed三角高程測量。4.2ed三維導線是小水電工程測量中常用的方法，但布點時要盡量使導線成直伸狀，以進步精度減少橫向貫穿誤差。4.3對于地面控制導線長度小于1500的短隧洞，單支導線作為它的地面控制測量方法，是個很好的選擇，不但省時省力，而且效益好。該法在近幾年省內外的小水電工程的隧洞施工中被作者屢次應用，效果非常好，貫穿誤差均在規(guī)定的誤差范圍內。單支導線的測量要注意自身的校核，如測左右角，雙儀高法重測等。參考文獻：1中海達測繪儀器公司.中海達g