【摘 要】本文針對當前水利工程測量技術的應用規范、設計階段、施工階段、以及竣工階段進行全程的測量應用技術的分析和闡述。

　　【關鍵詞】桂林理工大學學報投稿,水利工程,測量技術,應用分析

　　Application of Hydraulic Engineering Measurement Technology

　　Gao Yong-hong

　　(Ili Flower survey design research limited liability company Yining Xinjiang 835000)

　　【Abstract】In this paper， the current water conservancy measurement technology application specification， design phase， construction phase， as well as the completion of phase analysis and elaboration of the whole measurement application technology.

　　【Key words】Hydraulic Engineering;Measurement techniques;Application Analysis

　　水利工程測量的平面控制網精度及布設密度應根據工程規模及建筑物對放樣點位的精度要求確定。平面控制網的等級可采用國家二、三、四、五等，水利水電工程高程控制網的等級一般為二、三、四、五等，具體要求參考《國家一、二等水準測量規范》和《國家三、四等水準測量規范》，首級控制網的等級應根據工程規模、范圍大小和放樣精度高低來確定，大型水利水電工程一般可采用二等，中型水利水電工程可采用三等，小型水利水電工程可采用四、五等。最末級高程控制點相對于首級高程控制點的高程中誤差，對于混凝土建筑物應不大于±10mm、對于土石建筑物應不大于±20mm。布設高程控制網時，首級網應布設成環形網，加密時宜布設成附合路線或結點網。各等級高程點宜均勻布設在大壩上下游的河流兩岸。點位應選在不受洪水、施工影響，便于長期保存和使用方便的地點。

　　1. 水利工程設計階段的控制測量

　　控制測量分為平面控制測量和高程控制測量。平面控制網與高程控制網一般分別單獨布設，也可以布設成三維控制網。平面控制網常用三角測量、導線測量、三邊測量和邊角測量等方法建立。目前，由于GPS技術的推廣應用，利用GPS建立平面控制網已成為主要的方法。高程控制網主要用水準測量和三角高程測量方法建立。

　　1.1 常見水庫淹沒界線測量。測設移民線、土地征用線、土地利用線、水庫清理線等各種水庫淹沒、防護、利用界線的工作稱為水庫淹沒界線測量。水庫的設計水位和回水曲線的高程確定之后，即可根據設計資料在實地確定水庫未來的邊界線。水庫邊界線測設的目的在于測定水庫淹沒、浸潤和坍岸范圍，由此確定居民地和建筑物的遷移、庫底清理、調查與計算由于修建水庫而引起的各種賠償;規劃新的居民地、確定防護界線等。水庫邊界線測設的方法一般采用幾何水準測量法和經緯儀高程導線法進行。

　　1.2 地質勘察測量。配合水利工程地質勘察所進行的測量工作稱為地質勘察測量。其基本任務是：(1)為壩址、 廠址、 引水洞、水庫、堤線、料場、 渠道、 排灌區的地質勘察工作提供基本測量資料;(2)主要地質勘探點的放樣;(3)連測地質勘探點的平面位置、高程和展繪上圖。具體工作包括：鉆孔測量、井硐測量、坑槽測量、地質點測量、剖面測量等。一般應用經緯儀、水準儀和電磁波測距儀等進行。

　　1.3 河道測量。為河流的開發整治而對河床及兩岸地形進行測繪，并相應采集、繪示有關水位資料的工作稱為河道測量。

　　其主要內容包括：(1)平面、高程控制測量;(2)河道地形測量;(3)河道縱、橫斷面測量;(4)測時水位和歷史洪水位的連測;(5)某一河段瞬時水面線的測量;(6)沿河重要地物的調查或測量。

　　2. 水利樞紐工程的施工控制測量

　　(1)水利工程測量是為水利規劃、設計、施工服務的，它是水利工程中的最基礎工作，其好壞直接影響設計流程中各項工作的效率。由于專業分工不同，設計人員在圖上劃線、選點、作工程的總體安排較為順手，而從圖上搬到實地就困難一些。測量人員接到規劃、設計線路圖后進行外業選線前應了解此項工程是可研、初設、施工那個階段的選線(這牽涉到選線的精度問題)，另外，還要了解是排渠、灌渠、尾水渠還是主壩、副壩、圍堤、防洪堤，同時對渠道的設計流量及坡降、堤壩的設計斷面大小及頂部高程和筑壩材料、庫容及過洪流量都應知道，這便于在野外選線遇地物、地貌變化不得不改變線路時做到維護規劃、設計意圖。

　　(2)大壩、廠房、船閘、鋼管道、機組、各種泄水建筑物(比如隧洞、水閘、等)的主要軸線點均應通過等級控制點進行精確的測定。主要軸線點相對于鄰近等級控制點的點位中誤差對土建軸線應小于15mm、安裝軸線應小于7mm。軸線點的測設方法應按等級控制網的要求進行加密并在事先進行精度估算以確定作業方法和選用儀器的等級及型號。軸線點應埋設固定標志，主要軸線每條至少要設三個固定標志。主要軸線點的測設步驟是：根據軸線點的設計坐標值進行初步實地定點，然后進行精確測定該點的坐標值并調整(當實測坐標值與設計坐標值之差大于限值時將該點改正至設計位置并重新進行檢測，直至符合規定為止)。

　　(3)放樣工作開始前應詳細查閱工程設計圖紙，收集施工區平面及高程控制成果，了解設計要求與現場施工需要，根據精度指標選擇放樣方法。對設計圖紙中的有關數據和幾何尺寸應認真檢核，確認無誤后方可作為放樣的依據。必須按正式設計圖紙和文件(包括變更通知)進行放樣，不得憑口頭通知或未經批準的草圖放樣。所有放樣點線均應有檢核條件，現場取得的放樣及檢查驗收資料必須進行復核，確認無誤后方能交付使用。放樣結束后，應向使用單位提供書面的放樣成果單。水利水電施工中可采用GPS或電子全站儀直接進行3維施工放樣。施工放樣必須采用檢驗合格的儀器、工具進行。　　3. 確定工程進行開挖工程階段的測量

　　3.1 水利水電工程開挖工程測量的內容包括開挖區原始地形圖和原始斷面圖的測量，開挖輪廓點的放樣，開挖竣工后的地形測量、斷面測量及工程量測算。開挖輪廓點的點位中誤差可控制在30mm～100mm之間(精細部門應高一點、粗糙部位可低一些)。開挖放樣高程控制點不應低于五等水準測量的精度，一般情況下可利用光電測距三角高程點。

　　3.2 金屬結構及機電設備的安裝測量工作主要包括測設安裝軸線與高程基點、安裝點的放樣、安裝竣工測量、等。金屬結構與機電設備安裝軸線和高程基點應埋設穩定的金屬標志且一經確定在整個施工過程中不宜變動。安裝測量作業必須使用精度相當于或高于1.5mm/km和2″的水準儀和經緯儀或電子全站儀，量測距離的鋼帶尺必須經過檢定并附有尺長方程式，高程測量必須相應地使用因瓦水準尺或紅黑面水準尺以及有毫米刻度的鋼板尺。安裝測量的精度應控制在3mm～10mm之間。

　　3.3 地下洞室測量包括根據貫通測量設計要求建立洞內、外平面與高程控制，進行洞室施工放樣，測繪洞室開挖和襯砌斷面、計算開挖和填筑工程量，等。水工隧洞開挖的極限貫通誤差橫向應控制在100mm以內、縱向應控制在200mm以內、豎向應控制在50mm以內，當在主斜洞內貫通時縱向誤差按橫向誤差的要求執行，對于上、下兩端相向開挖的豎井其極限貫通誤差應不超過±200mm。在進行貫通測量設計時可取極限誤差的1/2作為貫通面上的貫通中誤差，應根據隧洞長度對各項測量中的誤差進行分配，洞外測量三向誤差應控制在20 mm以內、洞內測量三向誤差應控制在30 mm以內。工程開工前應根據隧洞的設計軸線擬定平面和高程控制略圖，按規定的精度指標進行預期誤差的估算，以便確定洞外和洞內控制等級及作業方法。

　　3.4 洞外平面控制測量可布設GPS網、光電測距導線網、測角網、測邊網或邊角網。洞內平面控制測量一般布設地下導線，地下導線分為基本導線(貫通測量用)和施工導線(施工放樣用)。

　　(1)施工場地地形測量。施工場地的地形測量一般用于場地布置、土地征購、建基面驗收及公路、鐵路的新建、改建工程。測圖比例尺除建基面驗收應采用1∶200外，其它可根據工程性質、設計及施工要求在1∶500～1∶2000范圍內選擇。較大范圍的1：500～1：2000比例尺地形測量應按《水利水電工程規劃設計階段測量規范》有關規定執行。1∶200和小范圍內的1∶500～1∶2000比例尺地形測量，應符合相關規范規定。

　　(2)疏浚及渠堤施工測量。疏浚及渠堤施工測量主要工作包括施工控制系統建立;渠堤中心線定線;細部輪廓點放樣;施工過程中的水上、水下地形及斷面測量;工程量計算;工程竣工驗收測量;等內容。

　　(3)施工期間的外部變形監測。水利水電工程施工期間的外部變形監測包括為保證施工安全而進行的臨時性變形監測及水工建筑物的永久變形監測工作，應按照《混凝土大壩安全監測技術規范》執行。施工期間的外部變形監測的內容包括施工區的滑坡觀測、高邊坡開挖穩定性監測、圍堰的水平位移和沉陷觀測、臨時性的基礎沉陷(回彈)和裂縫監測、等，相對于工作基點的各項監測位移量中誤差應不低于±3.0mm。變形觀測的基點應盡量利用施工控制網中的控制點，不敷應用時可建立獨立的相對控制點(其精度應不低于四等網的標準)。

　　(4)竣工測量。水利水電工程竣工測量的內容包括主要水工建筑物基礎開挖建基面的1∶200～1∶500地形圖(高程平面圖)或縱、橫斷面圖;建筑物過流部位或隱蔽部位的形體測量;外部變形監測設備埋設安裝竣工圖;建筑物的各種重要孔、洞的形體測量(比如電梯井、倒垂孔、等);施工區竣工平面圖(視需要測繪)。竣工測量的精度可參照相關規范，一般應不低于放樣精度。竣工測量應隨著施工的進程進行(按竣工測量的要求逐漸積累竣工資料，尤其適用于隱蔽工程、水下工程以及垂直凌空面的竣工測量)，待單項工程完工后再進行一次性的測量。對需要進行竣工測量的部位應事先與設計、施工管理單位協商確定測量項目(防止漏測)。

　　4. 水利樞紐工程的變形監測

　　變形監測的主要觀測項目：水平位移觀測、垂直位移觀測、撓度觀測、裂縫觀測、應力/應變觀測、分層沉降觀測、傾斜觀測、滲流觀測、溫度觀測、檢查觀測、滑坡崩岸觀測。 變形觀測的精度和周期――在制定變形觀測方案時，首先要確定精度要求。對于不同的監測目的所要求的觀測精度不同。觀測周期與工程的大小、測點所在位置的重要性、觀測目的以及觀測一次所需時間的長短有關。及時進行第一周期的觀測有重要的意義。 觀測資料的整編和分析――資料整編的主要內容包括：收集資料、審核資料、填表和繪圖、編寫整編成果說明。觀測資料分析其目的是對水利工程系統和各項水工建筑物的工作狀態做出評估、判斷和預測，達到有效地監視建筑物安全運行的目的。常用的分析方法有：作圖分析、統計分析、對比分析、建模分析。

　　5. 結語

　　伴隨著測繪新技術的不斷進步，現代水利樞紐工程測量必將朝著測量內外作業一體化、數據獲取及處理自動化、測量過程控制和系統行為智能化、測量成果和產品數字化、測量信息管理可視化、信息共享和傳播網絡化的趨勢發展。

　　參考文獻

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