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实用工程测量 第第1515章章 水利工程测量水利工程测量 15.1 15.1 概述概述 15.2 15.2 土坝施工测量土坝施工测量 15.3 15.3 混凝土重力坝施工测量混凝土重力坝施工测量 实用工程测量 在农业水利工程中，主要的测设工作是河道、大坝的施工在农业水利工程中，主要的测设工作是河道、大坝的施工 放样。河道、渠道施工测量步骤和方法与道路测量大致相同，放样。河道、渠道施工测量步骤和方法与道路测量大致相同， 在此主要介绍大坝的测设。在此主要介绍大坝的测设。 拦河大坝按功能可将大坝分为以农田灌溉、防洪蓄洪为主拦河大坝按功能可将大坝分为以农田灌溉、防洪蓄洪为主 的土石大坝和以水力发电为主的混凝土重力坝。的土石大坝和以水力发电为主的混凝土重力坝。 修建大坝的测量工作：修建大坝的测量工作： 布置平面和高程基本控制网布置平面和高程基本控制网 确定坝轴线和布设控制坝体细部的定线控制网确定坝轴线和布设控制坝体细部的定线控制网 清基开挖的放样清基开挖的放样 坝体细部的放样等坝体细部的放样等 15.1 15.1 概述概述 实用工程测量 15.2 15.2 土坝施工测量土坝施工测量 15.2.1 15.2.1 坝轴线的定位坝轴线的定位 坝轴线即坝顶中心线，一般先由设计图纸量得轴线两端点坝轴线即坝顶中心线，一般先由设计图纸量得轴线两端点 的坐标值，反算出它们与附近施工控制网中的已知点的方位角的坐标值，反算出它们与附近施工控制网中的已知点的方位角 ，用角度（方向）交会法，测设其地面位置。，用角度（方向）交会法，测设其地面位置。 对于中、小型土坝的坝轴线，一般由工程设计人员根据地对于中、小型土坝的坝轴线，一般由工程设计人员根据地 形和地质情况，经过方案比较，直接在现场选定轴线两端点的形和地质情况，经过方案比较，直接在现场选定轴线两端点的 位置。位置。 轴线两端点在现场标定后，应用永久性标志标明。还需沿轴线两端点在现场标定后，应用永久性标志标明。还需沿 轴线方向在山坡上设立埋石点（轴线控制桩），以便检查。轴线方向在山坡上设立埋石点（轴线控制桩），以便检查。 实用工程测量 心 墙 坝壳 排水棱体 坝轴线 坝顶 坝脚线 马道 坝 脚 线 为放样方便，应测设若干条垂直（或平行）于坝轴线的坝身为放样方便，应测设若干条垂直（或平行）于坝轴线的坝身 控制线。控制线。 用于土坝施工放样的高程控制，可由若干永久性水准点组成用于土坝施工放样的高程控制，可由若干永久性水准点组成 基本网和临时作业水准点两级布设。基本网和临时作业水准点两级布设。 基本网布设在施工范围以基本网布设在施工范围以 外，用三等或四等水准施测方外，用三等或四等水准施测方 法，以闭合或附和水准路线形法，以闭合或附和水准路线形 式测设，这些点必须和国家水式测设，这些点必须和国家水 准点连测。为了便于施工，还准点连测。为了便于施工，还 须在坝体工作面附近不同高程须在坝体工作面附近不同高程 的位置测设临时性的水准点，的位置测设临时性的水准点， 并做到安置一、两次仪器就可并做到安置一、两次仪器就可 放样高程。放样高程。 实用工程测量 15.2.2 15.2.2 清基开挖线放样清基开挖线放样 为使坝体与岩基很好结合，在坝体施工前，必为使坝体与岩基很好结合，在坝体施工前，必 须对基础进行清理。为此，应放出清基开挖线，即须对基础进行清理。为此，应放出清基开挖线，即 坝体与原地面的交线。坝体与原地面的交线。 清基开挖线的放样精度要求不高，可用图解法清基开挖线的放样精度要求不高，可用图解法 求得放样数据在现场放样。为此，先沿坝轴线测量求得放样数据在现场放样。为此，先沿坝轴线测量 纵断面。即测定轴线上各里程桩的高程，绘出纵断纵断面。即测定轴线上各里程桩的高程，绘出纵断 面图，求出各里程桩的中心填土高度，再在每一里面图，求出各里程桩的中心填土高度，再在每一里 程桩进行横断面测量，绘出横断面图，最后根据里程桩进行横断面测量，绘出横断面图，最后根据里 程桩的高程、中心填土高度与坝面坡度，在横断面程桩的高程、中心填土高度与坝面坡度，在横断面 图上套绘大坝的设计断面。图上套绘大坝的设计断面。 实用工程测量 清基时，位于坝轴线上的里程桩将被毁掉，为了以后放样工作 的需要，应在清基开挖线以外放出各里程桩的横断面桩。 A B A B 心 墙 d1d2 d3d4 AB CD 根据横断面图上套绘的大坝设计断面，如左上图为某一横断面根据横断面图上套绘的大坝设计断面，如左上图为某一横断面 处的情况，由坝轴线分别向上、下游量取处的情况，由坝轴线分别向上、下游量取d d 1 1 、d d 2 2 得得A A、B B为清基开挖为清基开挖 点，点， 量量d d 3 3 、d d 4 4 得得C C、D D为心墙开挖点。因清基有一定的深度，开挖为心墙开挖点。因清基有一定的深度，开挖 时要有一定的边坡，故实际开挖线应根据地面情况和深度向外适当时要有一定的边坡，故实际开挖线应根据地面情况和深度向外适当 放宽放宽1 12m2m，用白灰连接相邻的开挖点，即为清基开挖线。，用白灰连接相邻的开挖点，即为清基开挖线。 实用工程测量 清基工作结束后，应标出填土范围，即找出坝体和清基后地面的清基工作结束后，应标出填土范围，即找出坝体和清基后地面的 交线交线坡脚线。坡脚线。 首先做两个与上、下游坝脚坡度一致的三角形坡度放样板。首先做两个与上、下游坝脚坡度一致的三角形坡度放样板。 然后在上、下游清基开挖点上各钉一木桩（如图中然后在上、下游清基开挖点上各钉一木桩（如图中A A），用水准），用水准 仪测量其高程，使桩顶高程等于清基开挖前地面高程。仪测量其高程，使桩顶高程等于清基开挖前地面高程。 A 将坡度放样板的斜边放在桩将坡度放样板的斜边放在桩 顶，左右移动，使圆水准气泡居顶，左右移动，使圆水准气泡居 中，则斜边延长线与地面的交点中，则斜边延长线与地面的交点 即为土坝坡脚点，相邻坡脚点的即为土坝坡脚点，相邻坡脚点的 连线，即为坡脚线。连线，即为坡脚线。 15.2.3 15.2.3 坡脚线的放样坡脚线的放样 实用工程测量 上料桩的轴距是根据上料层的高程计算出来的。例如，某土坝上料桩的轴距是根据上料层的高程计算出来的。例如，某土坝 的高程为的高程为102.5m102.5m，顶宽为，顶宽为8m8m，上游边坡为，上游边坡为1 1 3.03.0，上料层的高程，上料层的高程 为为80.0m80.0m，则上料桩的轴距：，则上料桩的轴距： 心 墙 8 71.50 102.50 80.00 上料桩 轴 距 杆 6.50 2 80.00 由于坡面需要压实，所以应根据不同的土质，在填土时将 计算的轴距外加12m，即为上料桩位置。随着土坝筑高，应 随时修定上料桩。 放样时，在填土处以外 预先埋设轴距杆，轴距杆距 坝轴线的距离主要考虑便于 量距、放样，如图中为80m。 此时，从坝轴杆向坝轴线方 向量取 80-(71.50+2)=6.50(m) 即为上料桩的位置。 15.2.4 15.2.4 坝坡面的放样坝坡面的放样 实用工程测量 15.3 15.3 混凝土重力坝施工测量混凝土重力坝施工测量 用混凝土浇筑，主要依靠坝体自重来抵抗上游水压力及其它 外荷载并保持稳定的坝，叫做混凝土重力坝。 我国的三峡工程混凝土重力坝，坝顶高程185米，最大坝高 181米(坝基开挖最低高程为4米)；坝顶宽度(亦称坝顶厚度)15米 ，底部宽度(亦称底部厚度)一般为124米；从右岸非溢流坝段起点 至左岸非溢流坝段终点，大坝轴线全长2310米。 混凝土重力坝的放样精度比土坝要求高。一般在浇筑混凝土 坝时，整个坝体是沿轴线方向划分成许多坝段的，而每一坝段在 横向上又分成若干个坝块。 浇筑时按高程分层进行，每一层的厚度一般为1.53m。混 凝土坝施工放样的工作包括：坝轴线的测设、坝体控制测量、清 基开挖放样和坝体立模等。 实用工程测量 15.3.1 坝体控制测量 混凝土坝采用分层施工，每层中还分跨分仓（或分段分块） 进行浇筑，因此每层每块都必须进行放样，建立施工控制网，作 为坝体放样的定线依据是十分必要的。 混凝土重力坝施工平面控制网一般按两级布设，首级基本控 制多布置成三角网，且按三等以上三角测量的要求施测。 建立坝体施工控制网作为坝 体放样的定线网，一般有矩形和 三角网两种，其精度要求点位中 误差不超过10mm。坝体细部 常用方向线交会法和前方交会法 放样。 如图为直线型混凝土重力坝 分层分块的示意图 浇捣块 模板 分层厚度 d 8段 9段 Q 7段 10段 B 实用工程测量 测设矩形网时， 先将经纬仪置在A点， 照准B点，根据坝顶设 计高程，在坝轴线上 找出坝顶与地面的交 点Q、Q。自Q点起， 根据分段长度在坝轴 线上定出2、3、4、 等各点。 矩形控制网控制点 22“ 2 Q A 11“ 44“ 3 3 3“ 5 4 5 5“ 坝轴线端点 开挖线 分块线 (立模线) 坡脚线 坝轴线 99“ 77“ 7 6 6 6“ 8 8 8“ 10 9 1010“ Q 11 11“ B n c de f 图为以坝轴线为基准布设的施工矩形网。AB是坝轴线，矩 形网是由平行和垂直于坝轴线的控制线组成，矩形网格的尺寸按 施工分段分块的大小来决定。 实用工程测量 经纬仪安置A点瞄B点旋转90，在与坝轴线垂直方向上， 以分块宽度定出、等放样控制点。然后将经纬仪 移到B点，以同样的方法定出、等放样控制点。 再通过2、3等点测设出与坝轴线相垂直的方向线，并延长到 上、下游围堰上或开挖线以外，设置1、2、 3、和1、2 、3、等放样控制点。 在矩形网测设过程中，方向线测设必须采用盘左、盘右两 个盘位测设，取其平均值作为最后结果。距离丈量也应往返丈 量，以免发生差错。 混凝土重力坝的高程控制也分两级布设，基本网是整个水 利枢纽的高程控制。作业水准点或施工水准点，随施工进程布 设，尽可能布设成闭合或附合水准路线。 实用工程测量 清基开挖线是大坝基础进行清除基岩表层松散物的范围，它的位置 根据坝两侧坡脚线、开挖深度和坡度决定。 清基工作是在围堰修好、坝体控制测量结束后进行。分别在1 、2、3、等放样控制点上安置经纬仪，瞄准对应的控制点l”、2” 、3”、等点，在方向线上定出该断面的基坑开挖点。将这些点连 接起来就是基坑开挖线。 开挖点的位置在设 计图上用图解的方法求 得，实际测定时采用逐 渐接近法，测设步骤如 下： 原始地面 A A B h1 h2 S 2 S1 清基后地面 S0 1m 15.3.2 清基开挖线放样 实用工程测量 右图是某一坝基点的设计断右图是某一坝基点的设计断 面图，由图上可求得坝轴线到坡面图，由图上可求得坝轴线到坡 脚点脚点AA的距离的距离S S 0 0 。在地面由坝轴。在地面由坝轴 线量出线量出S S 0 0 得地面点得地面点A A，测得，测得A A点的点的 高程后，就可求得高程后，就可求得AAAA的高差的高差h h 1 1 。如果基坑开挖设计坡度为。如果基坑开挖设计坡度为1 1 mm ，则，则S S l l mhmh 1 1 ，自，自 A A点沿横断面点沿横断面 方向线量出方向线量出S S 1 1 得得B B点，实测点，实测B B点高点高 程，得程，得h h 2 2 H H B B -H-H A A ，同样可以计，同样可以计 算出算出S S 2 2 mhmh 2 2 ，。，。 原始地面 A A B h1 h2 S 2 S1 清基后地面 S0 1m 若若S S 2 2 与与S S 1 1 相接近，则该点即为基坑开挖点；若相接近，则该点即为基坑开挖点；若S S l l 与与S S 2 2 相差较大，则相差较大，则 按上述方法继续进行。直到量出的距离与计算值相接近为止。按上述方法继续进行。直到量出的距离与计算值相接近为止。 实用工程测量 开挖点定出后，还应在开挖范围外的该断面上设立两个以 上的保护桩，以备校核。用同样的方法可以定出各断面上的开 挖点，将这些开挖点连接起来即为清基开挖线。 在清基开挖过程中，还应控制开挖深度，在每次爆破后及 时在基坑内选择较低的岩面测定高程（精确到cm即可），并用 红漆标明，以便施工人员和地质人员掌握开挖情况。 15.3.3 坝体立模放样 立模前首先找出上、下游坝坡面与岩基的接触点，即分跨线上 下游坡脚点，然后按设计坝坡面立模。 实用工程测量 C1 B D HB HC S1 1 n H C 1 A C 右图是大坝横断面图，欲放出右图是大坝横断面图，欲放出 坡脚点坡脚点A A，可先从设计图上查得坝，可先从设计图上查得坝 坡顶坡顶B B的高程的高程H H B B ，坡顶距坝轴线的，坡顶距坝轴线的 距离为距离为D D，设计的上游坡度为，设计的上游坡度为1 1 n n， 为了在基础面上标出为了在基础面上标出A A点，可依据点，可依据 坡面上某一点坡面上某一点C C的设计高程为的设计高程为H H C C ， 计算距离计算距离S S 1 1 ： 求得距离求得距离S S 1 1 后，可由坝轴线沿该断后，可由坝轴线沿该断 面量一段距离面量一段距离S S 1 1 得得C C 1 1 点，用水准仪实点，用水准仪实 测测C C 1 1 点的高程点的高程H H C1 C1，若 ，若H H C1 C1与设计高程