施工控制网的布设

海南省红岭灌区工程东干渠土建施工第 标段 施工控制网布设施工控制网布设 批准 审核 编制 中国水利水电第十一工程局有限公司红岭灌区工程东干 I 标施工项目部 2016 年 2 月 28 日 一 工程概况一 工程概况 东灌区系统的控灌面积为 131 84 万亩 其中新增灌溉面积 78 96 万亩 保 灌面积 40 57 万亩 改善灌溉面积 12 31 万亩 渠首由总干渠分水闸分水 设计流量为 40 0m3 s 加大流量 46 m3 s 灌溉定安 琼海 文昌和海口等 4 个市县的 24 个镇与 8 个农场区域内的耕地 渠首设计水位为 125 537m 加大水位为 125 778m 渠道底高程为 122 025m 东干渠设 3 条分干渠 20 条支渠 2 条水库补水渠 1 个水库补水口及 15 条干斗等 42 个分 补 水口 分别设置相应的分水闸控制流量 干渠全长 145 93km 本工程第 1 标段为桩号 0 000 27 551 段是连接 1 渡槽首端至 16 渡槽 渐变段首端的渠段 全长 27 551km 设计流量为 40m3 s 加大流量 46 0m3 s 本段渠系共布置有渡槽 14 座 倒虹吸 1 座 暗涵 1 座 隧洞 1 座 节制泄水闸 3 座 分水闸 2 座等渠系建筑物 二 控制网布设原则二 控制网布设原则 2 1 平面控制网原则平面控制网原则 2 1 1 各级 GPS 网一般逐级布设 在保证精度 密度等技术要求时可跨级 布设 2 1 2 各级 GPS 网的布设应根据其布设目的 精度要求 卫星状况 接收 机类型和数量 测区已有的资料 测区地形和交通状况以及作业效率等因素综 合考虑 按照优化设计原则进行 2 1 3 各级 GPS 网最简异步观测环或附合路线的边数应不大于表 1 的规定 表 1 级别BCDE 闭合环或附合路线的边数 条66810 2 1 4 各级 GPS 网点位应均匀分布 相邻点间距离最大不宜超过该网平均 点间距的 2 倍 2 1 5 各级 GPS 网按观测方法可采用基于 A 级点 区域卫星连续运行基准 站网 临时连续运行基准站网等的点观测模式 或以多个同步观测环为基本组 成的网观测模式 网观测模式中的同步环之间 应以边连接或点连接的方式进 行网的构建 2 2 高程联测原则高程联测原则 2 2 1A B 级网应逐点联测高程 C 级网应根据区域似大地水准面精化要 求联测高程 D E 级网可依具体情况联测高程 2 2 2 A B 级网点的高程联测精度应不低于二等水准测量精度 C 级网点 的高程联测精度应不低于三等水准测量精度 D E 级网点按四等水准测量或 与其精度相当的方法进行高程联测 各级网高程联测的测量方法和技术要求应 按 GB T l2897 或 GB T l2898 规定执行 2 2 3 水准联测点应均匀分布整个测区 未知点正常高程的求解因采用内插 的方法 三 控制点要求三 控制点要求 3 1 布设点位要求 布设点位要求 3 1 1 点位周围 15 以上天空无障碍物 避免周围有强烈反射无线电信号 的物体 如玻璃幕墙 水面 大型建筑等 3 1 2 远离电台 发射塔等大功率无线电发射源 距离应大于 200 米 离 高压线 变电所等的距离应大于 50 米 3 1 3 交通方便 有利于其他测量和联测 3 1 4 地面基础条件稳定 便于点的保存 3 1 5 选站时应尽可能使测站附近的局部环境 地形 地貌 植被等 与周 围的大环境保持一致 以减少气象元素的代表性误差 3 1 6 选好点后应按合理的方法给 GPS 点编号 3 1 7 待标石埋设稳定 没有下沉 或现场浇灌的标石凝固后 2 3 天方可 观测 3 2 起算点并网要求起算点并网要求 3 2 1 起算点数目越多 GPS 网和原有网的吻合越好 但会损失现有 GPS 网的测量精度 起算点为 3 5 个时 既能保证两坐标系的一致 又可保证 GPS 网的测量精度 3 2 2 起算点在 GPS 网中应该均匀分布 避免分布在网中的一侧 3 2 3EDM 测距边作为起算边长时 数量在 3 5 条为宜 但是 EDM 边的 两端点高差不应过大 四 控制网布设四 控制网布设 4 1 测区等级定位 测区等级定位 根据设计单位提供控制点精度以及现场施工精度要求 红岭灌区工程东干 I 标施工区域控制网等级采用 E 级 GPS 网以同步三角网的形式连接扩展 构成具有一定数量独立环的布网形 式 不同的同步图形间有若干公共点连接 三角网图形几何结构强 具有较多 的检核条件 平差后网中相邻点间基线向量的精度比较均匀 4 2 基本作业要求 基本作业要求 4 2 1 为保证 GPS 测量精度 采用载波相位静态相对定位作业模式 E 级 GPS 测量作业的基本技术要求应符合表 2 的规定 表 2 E 级 GPS 测量作业的基本技术要求 级 别 卫星截止高 度角 有效观 测卫星 数 平均重复 设站数 时段长度 min 数据采样 间隔 s PDOP 值 E 级 15 4 1 6 4015 10 注 观测时段长度应视点位周围障碍物情况 基线长短而作调整 可不观测气象要 素 但应记录雨 晴 阴 云等天气状况 4 2 2 由于本干渠 27 551km 线路较长 根据设计提供的控制点 需要延渠 道全线施工外附近再进行加密控制点 在施工期间要保证交通通行 交通干扰 大 测量点不易保护 根据上述情况可知 加密工作不能一次性完成的 需要 根据工程的进度不断增加和完善 以达到各项施工任务的全方位控制 较好的 完成本工程的测量工作 1 首次加密控制网沿干渠两侧在原控制点之间加密 缩短点间距 增加 通视清晰度和避让车辆等障碍物的干扰 满足地形测量和前期开挖 2 二次加密与复测控制网沿开口线外布设 主要满足各种特征建筑物的 砼结构施工测量要求 3 三次加密控制网主要满足墩台 槽墩 渡槽施工 因为此工程作业面 较多交叉施工 通视条件有限 因此本次加密点布设于墩顶 4 3 GPS 卫星预报和观测调度计划卫星预报和观测调度计划 4 3 1 保证 GPS 作业观测工作顺利进行 保障观测成果达到预定的精度 提高作业工效 在进行 GPS 外业观测之前 应事先编制 GPS 卫星可见性预报 表 预报表应包括可见卫星号 卫星高度角和方位角 最佳观测卫星组 最佳 观测时间 点位图形几何强度因子等内容 4 3 2 编制预报表所用概略位置应采用测区中心位置的经 纬度 4 3 3 作业组在观测前应根据参加作业的 GPS 接收机台数 网形及卫星预 报表编制作业调度表 其内容应包括观测时间 测站号 测站名称以及接收机 号等项内容 4 4 观测准备 观测准备 4 4 1 每天出发工作前应检查电池容量是否充足 仪器及其附件是否携带齐 全 4 4 2 作业前应检查接收机内存是否充足 4 4 3 天线安置应符合下列要求 1 作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态 然后再安置天 线 2 天线可用脚架直接安置在测量标志中心的铅垂线方向上 对中误差应 小于 3mm 天线应整平 天线基座上的圆水准所泡应居中 3 天线定向标志应指向正北 定向误差不宜超过 5 4 5 观测作业要求 观测作业要求 4 5 1 观测组应严格按调度表规定的时间进行作业 以保证同步观测同一卫 星组 当情况有变化需修改调度计划时 应经作业队负责人同意 观测组不得 擅自更改计划 4 5 2 接收机电源电缆和天线应连接无误 接收机预置状态应正确 然后方 可启动接收机进行观测 4 5 3 各观测时段的前后各量取天线高一次 两次量高之差不大于 3mm 取平均值作为最后天线高 记录在手簿 若互差超限 应查明原因 提出处理 意见记入手簿备注栏中 4 5 4 接收机开始记录数据后 作业人员可根据仪器液晶屏或指示灯了解仪 器的工作状态 查看测站信息 接收卫星数数量 卫星号 电源状况 数据采 集情况等 4 5 5 一个时段观测过程中不得进行以下操作 关闭接收机以重新启动 进 行自测试 发现故障除外 改变卫星截止高度角 改变数据采样间隔 改变天 线位置 按动关闭文件和删除文件等功能 4 5 6 观测员在作业期间不得擅自离开测站 并防止仪器受震动和被移动 防止人和其它物体靠近天线 遮挡卫星信号 4 5 7 接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机和手机等通讯设备 雷雨过境时应关机停测 并卸下天线以防雷击 4 5 8 观测中应保证接收机工作正常 数据记录正确 每日观测结束后 应 及时将数据下载到计算机硬 软盘上 确保观测数据不丢失 五 高程联测五 高程联测 5 1 测区等级定位 测区等级定位 根据设计单位提供控制点精度以及现场施工精度要求 红岭灌区工程东干 I 标施工区域高程联测按照四等水准测量要求实施 5 2 基本作业要求 基本作业要求 等级二三四五 M 1 3 5 10 W M 2 6 10 20 仪器型号DS05 DS1DS1 DS3DS3DS3 水准尺因瓦因瓦 双面双面双面 单面 观测方法光学测微法 光学测微法 中丝读数法 中丝读数法中丝读数法 观测顺序 奇数站 后前 前后 偶数站 前后 后前 后前前后后后前前 与已知点 联测 往返往返往返往返 观测 次数环线或附 合 往返往返往往 表 3 等级水准测量的技术要求 注 n 为水准路线单程测站数 每公里多于 16 站 按山地计算闭合差限差 为每 Km 高程测量高差中数的偶然中误差 为每 Km 高程测量高差中数的全中 M W M 误差 表 4 等级水准测量测站的技术要求 等级二三四五 仪器型号DS05DS1DS1DS3DS3DS3 视线长度 m 60 50 100 75 80 100 前后视距差 m 1 0 2 0 3 0 大致相 等 前后视距差累积差 m 3 0 5 0 10 0 视线离地面最低高 度 m 下丝 0 3三丝能读数 三丝能读 数 基辅分划 黑红面 读数较差 mm 0 5 光学测微法 1 0 中丝读数法 2 0 3 0 基辅分划 黑红面 读数较差 mm 0 6 光学测微法 1 0 中丝读数法 3 0 5 0 注 当采用单面标尺四等水准测量时 变动仪器高度两次所测高差之差与黑红面所测高 差之差的要求相同 5 2 观测作业要求 观测作业要求 5 2 1 应在标尺分划线成像清晰和稳定的条件下进行观测 不得在日出后或 日落前约半小时 太阳中天前后 风力大于四级 气温突变时以及标尺分划线 的成像跳动而难以照准时进行观测 阴天可全天观测 5 2 2 观测前半小时 应将仪器置于露天阴影下 使仪器与外界气温趋于一 致 设站时 应用测伞遮蔽阳光 使用数字水准仪前 还应进行预热 5 2 3 使用数字水准仪 应避免望远镜直接对着太阳 并避免视线被遮挡 仪器应在其生产厂家规定的温度范围内工作 振动源造成的振动消失后 才能 平丘 地 4L 12L 20L 30L 往返较差 环线或附 合线路闭 合差 山 地 3n 5n 10n 启动测量键 当地面振动较大时 应随时增加重复测量次数 5 2 4 不同周期的观测应遵循 五定 原则 所谓 五定 即通常所说基准点 和控制点的点位要稳定 所用仪器 设备要固定 观测人员要固定 观测时的 环境条件基本上要一致 观测路线 测站数 程序和方法要固定 以上措施在 客观上能保证尽量减少观测误差的主观不确定性 使所测的结果具有统一的趋 向性 6 数据处理方案数据处理方案 6 1 基线解算及其质量检验 基线解算及其质量检验 基线解算以双差固定解作为最终结果 双差固定解的可靠性由以下两项指 标来判别 即固定解的单位权中误差 Rms 和整周模糊度检验倍率 Ratio 其检验值见表 5 根据表 5 判别时 Rms 必须首先符合要求 而 Ratio 值越大 表示固定值越可靠 表 5 静态 GPS 基线固定解可靠性判别表 基线长度 km 5 5 10 10 Rms m 0 010 0 012 0 015 Ratio 3 0 2 1 2 0 6 2 同步多边形闭合差检验同步多边形闭合差检验 6 2 1 对于采用同一种数学模型的基线解 其同步时段中任一三边同步环的 坐标分量相对闭合差和全长相对闭合差不宜超过表 6 的规定 6 2 2 对于采用不同数学模型的基线解 其同步时段中任一三边同步环的坐 标分量闭合差和全长相对闭合差按独立环闭合差要求检核 同步时段中的多边 形同步环 可不重复检核 表 6 同步环坐标分量及环线全长相对闭合差的规定 1 10 6 等 级 限差类型 E 级 坐标分量相对闭合差 9 0 环线全长相对闭合差 15 0 6 4 控制网平差 控制网平差 当 GPS 基线各项质量检验符合要求时 应以所有独立基线组成闭合图形 以三维基线向量及其协方差阵作为观测信息 以一个点的 WGS 84 系三维坐标 作为起算依据 进行 GPS 网的三维无约束平差 以提供各 GPS 控制点在 WGS 84 坐标系下的三维坐标 各基线向量三个坐标差观测值的改正数 基线 边长以及点位和边长的精度信息 并生成 GPS 高程拟合的数据文件 在无约束平差确定的有效观测量基础上 以起算数据中提供的已知点作为 强制约束的固定值 进行二维约束平差 平差结果就输出各 GPS 控制点在前述 的坐标系统中的二维平面坐标 基线向量改正数 基线边长 方位以及坐标 基线边长 方位的精度信息 转换参数及其精度信息 约束平差中 应将已知坐标点组合成不同的约束条件 以发现作为约束的 已知坐标与 GPS 网不兼容 即约束平差结果严重扭曲 GPS 无约束平差结果的精 度 6 5 GPS 点高程拟合计算点高程拟合计算 要精确计算各 GPS 点的正常高 H 目前主要有 GPS 水准高程 GPS 重 力高程和 GPS 三角高程等方法 其中 GPS 水准高程是目前 GPS 作业中是常