《工程测量》课件-第10章 水利工程测量

工程测量第10章水利工程测量10.1水下地形测量

水下地形测量资料，是兴建水工建筑物必不可少的测量资料。在水利工程建设、桥梁工程建设、河道整治和航运、科学研究等方面，都有广泛的应用。水下地形测量的特点是什么？

一、水下地形测量的特点

水下地形图在投影、坐标系统等方面都与陆地地形图相一致，水下地形图像陆地一样，也采用等高线（或等深线）表示地形的起伏。

特点1：只是由于水下的地形起伏人眼看不见，不能像陆地上那样准确地选择特征点进行测绘，因此，只能根据实际情况采用断面线（测深线）法、散点法等方法均匀地布设一些测点。

一、水下地形测量的特点

特点2：另外水域定位一般在运动载体上进行，重复观测困难。

特点3：陆地测量可使用一种仪器完成平面和高程测量。但水下测量平面位置测定主要使用卫星接收机，而水深测量主要使用测深仪。

特点4：水下地形测量时应特别注意平面位置、水位、水深在时间上的同步性，以保证水下地形测量的精度。

二、河道控制网的布设

在进行水下地形测量之前，必须在岸上建立河道控制网。如果测区内已有控制点，且其精度与密度均能满足纵、横断面测量的要求，可以不另布设新网。否则，应根据水下地形测量的精度要求，布设适当等级的控制网。

目前由于cors系统的普及，尤其是像千寻等覆盖全国的系统越来越成熟稳定，很多测量单位往往省去进行控制测量的步骤，大大提高了生产效率。

三、测深断面和测深点的布设

在水下地形测量中，由于水下地形的起伏变化是看不见的，不可能象陆地上那样选择地形特征点进行测绘，因此只能按均匀分布的原则布设水下地形点（又称测深点）。拟定测深点的布设方案，常采用的有断面法和散点法。

三、测深断面和测深点的布设（一）断面法

采用断面法布设测深点时，测深断面的方向应与河床主流或岸边垂直。对于河流转弯处的测深断面则布设成辐射线形状。测线间距应事先在室内设计确定。在断面延长线上设立两个临时断面点并插上大旗，作为测船航行的导标。当测船沿断面行驶时，根据定位间隔测量水深，并同时测定该点的平面位置。

三、测深断面和测深点的布设（一）断面法

断面法

三、测深断面和测深点的布设（二）散点法

当河流较窄，流速大，测船难以沿断面线航行时，可采用下图所示的散点法；这时，由测船本身来控制测线间距和定位间隔。

散点法

三、测深断面和测深点的布设（三）测线间距与定位间隔

表示在水下地形测量工作中单位面积内获取的水深点数量。水底地貌显示的详尽程度由测深密度决定。在同一水域，密度越大，水底地貌的显示越完善。测深密度

目前水深测量主要以水面测量船按计划测线进行断面测量，所以测深密度实际上由测深线上定位间隔和测线间距两部分确定。测线间距和定位间隔如下图所示。

三、测深断面和测深点的布设（三）测线间距与定位间隔

测线间距和定位间隔

三、测深断面和测深点的布设（三）测线间距与定位间隔

即测深线间距，一般规定在图上每隔1～2cm布设一条，对于需要详细探测的重要水域和水底地貌复杂的水域，测深线间隔应适当缩小，或进行放大比例尺测量。测线间距

三、测深断面和测深点的布设（三）测线间距与定位间隔

测深线除了主测深线、加密线之外，还必须布设检查线。检查线布设的方向尽量与主测深线垂直，分布均匀，并要求布设在较平坦处，能普遍检查主测深线。布设检查线的目的是通过检查线与主测深线在交叉点处的水深值进行比对，用于检查定位、测深和水位改正等误差，评估测量成果的质量。检查线总长度应不少于主测深线总长的5％。检查线间隔通常不应超过主测深线间隔的15倍。

三、测深断面和测深点的布设（三）测线间距与定位间隔

定位间隔的确定可分为手工测量和自动测量两种情况。

当采用手工方式定位或采用测深锤及测深杆等简易测深工具进行深度测量时，定位或测深不是连续进行的，为了保证测量的准确性，必须对定位间隔进行限制，一般为图上0.6～0.8cm。手工测量当采用自动定位方式和回声测深仪进行深度测量时，测深线上定位和测深几乎是连续进行的，定位点之间的间隔可以根据时间(比如1秒)或距离(比如3米)来确定。目前水深测量的定位、测深和数据采集系统大多采用自动测量方式，定位点之间的间隔都小于规范的规定要求，可以根据需要任意选取，所以测深密度主要由测线间距确定。自动测量

三、测深断面和测深点的布设（三）测线间距与定位间隔

在测深线间隔一定的情况下，测深线方向选择，应有利于完善地显示水底地貌、有利于发现航行障碍物、有利于提高作业效率。在水底平坦的水域，可根据工作上的方便选择测深线的方向，尽量避免经常换线。

四、测深点平面定位

断面索定位法前方交会法后方交会法极坐标法

四、测深点平面定位

以上定位方法目前已很少使用，大部分水深测量项目都采用差分定位的方式进行作业。根据不同的精度要求和覆盖区域，目前主要有三种差分GNSS定位方式被用于水下地形测量。

ADGNSS定位(差分GNSS)BRBN-DGNSS(无线电指向标—差分GNSS)CWADGNSS(广域差分GNSS)

四、测深点平面定位A.DGNSS定位——差分GNSS（DifferentialGNSS）定位

DGNSS定位需要在一个坐标已知点上设立GNSS接收机作为基准站，并和测量船上的GNSS接收机（移动台）同步观测不少于四颗的同一组卫星，求得该时刻的差分改正数。

通过通讯数据链把这些改正数实时播发给测量船上的移动台或者事后传送给移动台，前者称为实时差分定位，后者称为后处理差分定位。

移动台用所接收到的差分改正数对其GNSS定位数据进行修正，进而获得精确的定位结果。精度要求较高的内河水下测量多用实时差分定位方法定位，可达到厘米级精度。

四、测深点平面定位A.DGNSS定位——差分GNSS（DifferentialGNSS）定位

RTK-GNSS定位是一种高精度实时动态载波相位差分（Real-TimeKinematicDifferentialGNSS）定位技术，由基准台、移动台及RTK差分数据链组成。移动台无需在已知点上做初始化，而直接在动态环境下确定整周模糊度，实时接收GNSS定位信息，并按基准台发送的RTK差分改正数进行修正，获得厘米级精度的三维坐标。RTK-GNSS定位技术的作用距离较近，通常只有10－30km。

四、测深点平面定位A.DGNSS定位——差分GNSS（DifferentialGNSS）定位

利用RTK-GNSS定位技术可实现无水位观测的水下地形测量。

四、测深点平面定位B.RBN-DGNSS定位——无线电指向标-差分GNSS定位

为了扩大差分导航定位系统的覆盖范围，在较大的区域内实现精密导航定位，可以通过布设多个基准站，以构成基准站网，形成一个区域性差分GNSS导航定位系统，有些文献称为LADGNSS(LocalAreaDGNSS)。

其中，无线电指向标-差分GNSS(RadioBeaconDifferentialGlobalPositionSystem,RBN-DGNSS)就是一个典型的LADGNSS。

四、测深点平面定位B.RBN-DGNSS定位——无线电指向标-差分GNSS定位

目前，由交通部在我国沿海建立的RBN－DGNSS定位系统，可以覆盖我国近岸向海约400公里、向陆约100公里的范围，定位精度约2－5米，取决于移动台与信标台站的距离和信标台站所提供修正量的精度。

该系统信号完全免费，使用方便，是近海和河口地区水下地形测量用户最常用的一个差分GNSS定位系统。

四、测深点平面定位C.WADGNSS定位——广域差分GNSS定位

在远离RBN-DGNSS基准站的远海海域或广大内陆区域，为了获得高精度的导航定位，发展出来一种覆盖范围更广的差分GPS定位系统，即广域差分GNSS（WideAreaDifferentialGNSS）精密定位系统。该系统主要由监测站、主站、数据链和用户设备组成。一般的差分GNSS提供给用户的是一组伪距或坐标修正量，而广域差分GNSS提供给用户的修正量是每颗可见GNSS卫星的卫星星历和时钟偏差修正量、以及电离层延迟参数，这是WADGNSS与一般的DGNSS和RBN-DGNSS的基本区别。在WADGNSS网覆盖的区域内，修正量的精度比较均匀，可达亚米级或更高的定位精度。

五、水深测量

水深测量是水下地形测量最主要的内容。根据使用的测量工具，测深方法主要有人工测量、测深声纳测量以及近年来发展起来的机载激光测深系统（从上世纪60年代末至今开始在水质透明的水域测探，测探深度大60米，目前这项技术还未广泛使用）。

五、水深测量（一）水深测量的简单工具

在水下地形测量中，最早的探测工具是测深杆和测深绳。尽管现在的测深设备主要是测深声呐，但在水草密集的区域，或者极浅滩涂等声呐设备无法工作的地方，这些原始的测深工具仍然在发挥作用。测深杆测深绳

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（测深原理）

回声测深仪基本原理图

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（测深原理）

水底回波记录图

每反射和接收一次，记录一个点，连续测深时，各记录点连接为一条曲线，这就是所测水深的模拟记录。

现代的测深仪在定位的瞬时，不但可以在测深记录纸上打出定位线，而且可以打印测深的时间、深点号和所测水深。

除了模拟记录外，数字式测深仪还可将模拟信号转换成数字信号，同时记录所测点的水深值。

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（换能器安装）

换能器

换能器安装是准确可靠地进行水深测量的重要环节。换能器盒与一适当长度的空心钢管相连，电缆从管内穿过，并拧紧钢管与换能器的连接螺丝，把钢管固定在船舷外，通常在离船首的距离约为船艇总长的1/3处，以免受船首分水浪花形成气泡对声波传播速度的影响。

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（换能器安装）

换能器的安装

为了使换能器安装牢固，最好在换能器的前后两侧用绳索拉紧固定。同时，还要远离发电机、电动机、推进器以及排气和排水管，避开这些机械产生的有规律的杂声干扰。换能器入水深度一般为0.3～0.8m。具体情况应根据流速、航速和测量船吃水的大小而定。船大，流大，航速快，入水可深一些，反之，换能器入水可相应的浅一些。

换能器的长轴要平行船艇的轴线。

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（测深仪改正数）

换能器吃水改正

单波束回声测深仪的水深值，需加入换能器吃水改正、声速改正、基线改正、转速改正等多项改正后，才能获得水面到水底的深度。比较常用的是换能器吃水改正、声速改正。

换能器吃水改正：需要测得的深度应为瞬时水面至水底的深度，而实际测得的深度是换能器位置至水底的深度值。测深仪换能器是浸没在水中并位于水面下一定距离h，h为换能器吃水改正数。

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（测深仪改正数）

声速改正：声速随着水体的温度、盐度和深度的变化而变化，因而，不同水域、不同季节，仪器所使用的声速有所不同。

现场声速计算公式：

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（测深仪校准）

为了保证测深成果可靠，在测深前必须对测深仪进行现场校准。可利用比对盘比测，即将比对盘放置测深仪换能器下方一定水深处，检查所测出的水深是否与比对盘深度一致，两者之差<±0.05m为仪器校准合格。若差值较大，说明测深仪的声速参数不正确或仪器有问题。

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（深度测量）

单波束水深测量，是一种由点到线的测量方法，可以在测线上进行连续深度测量。即使使用数字测深仪测量，在记录数字水深值的同时，也应进行记录纸模拟记录。一条完整的测深记录应包括序号、日期、时间、坐标和水深。

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（深度测量）

测深时，测量船应按布设的测线逐条施测。当测深线偏离设定测线的距离超过规定间隔的1/2，或因仪器故障、验潮中断等情况发生漏测时，应进行补测。为了保证测深成果可靠，应在测前、测后及测深期间，经常进行深度比对检查。

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（测深误差来源）

五、水深测量（二）单波束回声测深仪（测深质量控制）

水深测量的质量控制是通过统计计算，比较主测线和检测线

(也称联络线)的交叉点深度不符值来实现的。水深(m)深度比对互差(m)≤20≤0.3> 20≤ 0.015×水深值

五、水深测量（三）多波束测深系统

传统的单波束测深仪只能测量船正下方的水深，为了获得令人满意的水下地形，通常设置一些平行的测线。即使布设很密的测线仍不能保证对水下的全覆盖，测线之间的水下地形，特别是一些孤立的特征地形很容易被漏测。

多波束测深仪，也称为多波束测深声呐系统（MultibeamEchoSoundingSonar），能以条带测量方式，对测量区域进行全覆盖、高精度地测量，克服了单波束测深仪线状测量的缺点。

五、水深测量（三）多波束测深系统

多波束测深仪和传统的单波束回声测深仪的测深原理从根本性上讲都是测量声波在水中的传播时间。在多波束系统中，换能器配置有一个或者多个换能器单元的阵列，通过控制不同单元的相位，形成多个具有不同指向角的波束，通常只发射一个波束而在接收时形成多个波束。

六、水位观测（一）水位基准面的确定

绝对基准面假定基准面测站基准面冻结基准面绝对基准面是将某一海滨地点平均水面的高程定为0.000m作为水位基准面。现在全国统一规定的绝对基准面为“1985国家高程基准”面。若水文站附近没有国家水准网，其水位暂时无法与绝对基准面相连接，则可暂时假定一个水准基准面，作为本站水位或高程起算的基准面。一般对水深较小的河流，可采用河床最低点以下0.5m~1.0m处的水准面作为测站基准面。对水深较大的河流，可采用历年最低水位以下0.5~1.0m处的水准面作为测站基准面。测站基准面也是一种假定基准面。冻结基准面也是水文测站专用的一种固定基准面。一般是将测站第一次使用的基准面冻结下来，作为冻结基准面。

六、水位观测（二）水位观测

水位=水尺零点高程+水尺读数

自记水位计

直立式水尺

水位观测

六、水位观测（二）水位观测

水位观测及水下地形点高程计算原理

六、水位观测（二）水位观测

七、深度基准面与海洋测深

水下地形图使用与陆地同样的高程系统来描述水下地面点竖向位置；而海图则是用水深来描述水下地面点竖向位置，用等深线表示的水深图来描述水下地形起伏。水深计算的起算面称为深度基准面--中国采用理论深度基准面（即理论最低潮面）。

八、水下地形图的绘制

在数据处理开始前，首先需要对外业资料进行检查，检查内容主要包括：测区范围是否合适，记录是否完整，外业要做的相应校准和各项改正，如深度比对、吃水改正、声速改正等，是否已按照相关要求进行等。

其次，水位改正对于水下地形测量的测深精度有着极大的影响，必须根据测区的位置和测量时间整理相应的水位资料。要保证水位能够满足规范要求的精度，注意测区的范围，验潮点能否满足测区的需要，设立多个验潮站的要进行水位分带改正，以保证水深的精度。

八、水下地形图的绘制（一）定位数据处理

定位数据处理的主要依据是航迹图。根据作业范围以及航迹状态，将外业资料对照航迹图进行全面的检查，把卫星状态不好、定位误差大、明显偏离测区的点删除。航迹图

八、水下地形图的绘制（二）水深数据处理

先根据点号，将数据文件中的记录按记录点号、坐标和原始水深，与模拟记录纸进行对照检查，对不匹配的点进行认真核实，对个别点之间的特殊水深值量取内插；然后利用测得的水位值进行水位改正。模拟记录纸

八、水下地形图的绘制（二）水深数据处理

对水深图上的交叉点进行比对，如果水深差超过技术标准要求，查找原因并进行改正。在没有交叉点的位置，从图上直观的检查是否有不合适的水深值，这种不合适的水深值一般指与周围水深相差太大的水深值，需要检查记录纸，是真实地形还是错误水深。

八、水下地形图的绘制（三）成果图绘制

水深测量的成果图主要包含水深地形图、彩色立体图、影像图等，可根据项目需要来绘制。

利用单波束数据成图，一般是水深地形图，图上主要包含坐标网格、水深值、等深线、图名、图例以及成图参数说明。

八、水下地形图的绘制（三）成果图绘制

对多波束数据进行网格化处理，生成DTM，是从海量数据中提取地形特征点的有效方法。经过网格化生成DTM后，可以生成多种形式的成果图，如水下地形图、彩色立体图、影像图等。由于多波束对海底无遗漏的测量，这些图对海底特征的表达细致、精确而直观，对工程设计及施工有很大的帮助。工程测量第10章

水利工程测量10.2河道纵、横断面测量

一、河道横断面测绘

河道横断面测量，其实质就是在已选定的河道横断面方向线上进行水下地形测量，然后根据横断面的位置以及测深点在该断面方向上的位置和高程，依选定的比例尺绘制河道横断面图。

河道横断面图

一、河道横断面测绘

横断面的间距视河流大小和设计要求而定，一般在重要的城镇附近、支流人口，水工建筑物上、下游和河道大转弯处等都应加设横断面；而对于河流比降变化和河槽形态变化较小、人口稀少和经济价值低的地区，可适当放宽横断面的间距。

二、河道纵断面图绘制

在已有的水下地形图上，沿河道深泓线从上游开始起算，往下游累计，量距读数至图上0.1mm。在有电子地图时，可直接在电子地图上量取距离。量取河道里程深泓线：河流各横断面最大水深点的连线。

二、河道纵断面图绘制

换算同时水位为了在纵断面图上绘出同时水位线，应首先计算出各点的同时水位(也叫瞬时水位，即同一时刻各点的水位)。同时水位的计算一般根据工作水位（也叫观测水位）按距离或时间作线性内插得到。

二、河道纵断面图绘制

换算同时水位情况1：假设各点间的落差改正数与各点间的落差成正比由上游水位站推算时，可得由上游水位站推算时，可得

二、河道纵断面图绘制

换算同时水位情况2：假设各点间的落差改正数与各点间的距离成正比由上游水位站推算时，可得由上游水位站推算时，可得

二、河道纵断面图绘制

编制河道纵断面表纵断面成果表是绘制纵断面图的主要依据，其主要内容包括：点编号、点间距、累计距离、深泓点高程、瞬时水位及时间、洪水位及时间、堤岸高程等。历史最高洪水位一般在横断面测量时在实地调查和测定。

二、河道纵断面图绘制

绘制河道纵断面图纵断面图一律从上游向下游绘制，垂直(高程)比例尺一般为1：200～1：2000，水平(距离)比例尺一般为1：25000～1：200000。目前，纵断面图的绘制一般都利用计算机进行。工程测量第10章

水利工程测量10.3水利枢纽施工控制网布设

一、施工控制网布设原则

一、施工控制网布设原则

一、施工控制网布设原则

二、施工控制网布设

建立施工控制网的主要目的是为建筑物的施工放样提供依据，必须根据施工总体布置图和有关测绘资料来布设。另外，还应密切结合工程施工的需要及建筑场地的地形条件，选择适当的控制网型式和合理的布网方案。

二、施工控制网布设（一）平面网布设

基本网主要作用是统一整个枢纽的坐标系统并放样各建筑物主轴线。基本网布设首先应根据原有测图控制点，利用坝轴线(或坝轴线端点)在大比例尺地形图上的设计位置，把坝轴线(端点)测放到实地。然后再以实地上的坝轴线端点为网点，考虑地形、地质情况以及网型和精度要求，依据布网原则，向坝的上、下游扩展成基本网。

二、施工控制网布设（一）平面网布设

定线网的作用是直接放样建筑物的辅助轴线及细部位置，定线网应尽可能靠近建筑物，以便放样。定线网布设定线网有矩形网、三角网、导线网、GNSS网等形式。定线网一般可利用基本网直接加密得到。由于水工建筑物内部相对精度要求较高，所以定线网的测量精度不一定比基本网的测量精度低，有时定线网的内部相对精度甚至比基本网精度要高得多。

二、施工控制网布设（二）高程控制网布设

高程控制网一般也分两级，基本水准网和定线水准网，首级水准网与施工区域附近的国家水准点联测，布设成闭合(或附合)形式，称为基本水准网。定线水准网是直接作为大坝定线放样的高程控制网，由基本水准点引测的临时性作业水准点组成，其稳定性是由基本水准网来检测的。它应尽可能靠近建筑物，尽可能做到安置一次仪器即可将高程传递到建筑物上。定线水准点随施工进度布设，并尽可能布设成闭合或符合水准路线。工程测量第10章

水利工程测量10.4坝体施工测量

01坝轴线测设02施工控制网测设03清基开挖边界线04坡脚线测设05坝体的立模放样06边坡放样与坡面修整坝体的施工测量主要包括以下6项工作：

一、坝轴线测设

坝轴线的位置一般是由设计人员在图纸上设计选定，然后根据测图控制网点以及坝轴线在大比例尺地形图上的设计坐标放样得到。对于中小型大坝的坝轴线，也可由工程设计人员和勘测人员组成选线小组，深入现场进行实地踏勘，根据当地的地形、地质和建筑材料等条件，经过方案比较，直接在现场选定，再和控制点联测求出两点的坐标。坝轴线两端点在地面标定后，为了防止施工时遭到破坏，都必须将坝轴线延伸到两岸的山坡上，各埋设1～2个固定点，用来检查端点的位置。

二、施工控制网测设

对于混凝土坝体来说，不可能一下子全部浇注完成而是分块分层进行的。每层的厚度一般是1.5m～3m。

二、施工控制网测设

由于每一层每一块都要放样，且每一块形状都呈矩形，若能根据坝轴线在两岸测设出若干条平行于坝轴线的方向线，而在上、下游围堰上测设出垂直于坝轴线的方向线，即可组成矩形网。利用矩形网，采用方向线法即可放样大坝各层各段的立模控制线，最后再用混凝土浇筑，进行坝体施工。

三、清基开挖边界线测设

在工程施工之前，必须进行清基工作，即将表皮覆盖层、风化层及半风化层挖掉。对于混凝土坝，一般要求挖至新鲜岩石，并将接合面洗净，保证坝体和基岩的牢固结合。

坝基开挖边界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。目前清基放样工作一般采用全站仪坐标法和GNSS（RTK）法进行。

四、坡脚线测设（一）趋近法

四、坡脚线测设（一）趋近法

四、坡脚线测设（一）趋近法

连接上游(或下游)各相邻坡脚点，即得上游(或下游)的坡脚线，据此即可按1：m的坡度竖立坡面模板。

四、坡脚线测设（二）平行线法

四、坡脚线测设（二）平行线法

五、坝体施工放样（一）混凝土坝体立模放样

混凝土重力坝一般是分段分块浇筑，其分段线一般即是温度缝，分块线称为施工缝。故在基坑开挖竣工验收后，应放出分段分块控制线(即温度缝和施工缝)，以便据此竖立模板，浇筑混凝土。

五、坝体施工放样（一）混凝土坝体立模放样

在坝体中间部分的分块立模时，是根据大坝上、下游的分段控制桩及左、右岸的分块控制桩，直接在基础面或已浇好的坝块面上进行放样、弹线。由于模板是架在分块线上，立模后分块线将被覆盖，所以分块线弹好以后，还要在分块线内侧弹出平行线称为立模线，用来检查与校正模板的位置。立模线与分块线距离一般是0.2～0.5m。直立的模板应检查它们的垂直度。检查的方法是在模板顶部的两头，各垂直量取一段0.2m的长度，挂上锤球，待垂球稳定后，看它们的尖端是否通过立模线，如不通过则应校正模板，直至两端的垂球尖端都通过立模线为止。

五、坝体施工放样（一）混凝土坝体立模放样

坝体平面放样常用的方法有方向线交会法、前方交会法和全站仪极坐标法。为了控制浇筑混凝土层的标高，一般是在模板内侧画出标高线。方法是先将高程传递到坝块面上，根据已知点的高程，分别在所立模板的两端放样混凝土层的标高，在两点之间弹出水平线，即为浇筑的标高线。待四周的模板都画好标高线之后，就可以据此浇筑这一块混凝土。依此法逐块浇筑，直到浇筑完为止。混凝土浇筑高度的放样，也可采用全站仪三角高程测量方法标定。

五、坝体施工放样（二）土坝施工放样

当坡脚线放出后，即可于其范围内填土，此时需要进行上、下游坡面的放样，并将筑好的坡面予以修整。边坡放样就是把即将填筑的坝体部分的边坡在实地标注出来的测量过程。常用的方法有平距杆法和坡度尺法。

五、坝体施工放样（二）土坝施工放样

平距杆法

五、坝体施工放样（二）土坝施工放样

平距杆法

五、坝体施工放样（二）土坝施工放样

坡度尺法

五、坝体施工放样（二）土坝施工放样

当坡脚线放出后，即可于其范围内填土，此时需要进行上、下游坡面的放样，并将筑好的坡面予以修整。边坡修整土坝填筑到一定高度后，即需按设计断面修整边坡常用的方法有水准仪法和全站仪法。

五、坝体施工放样（二）土坝施工放样

水准仪法

五、坝体施工放样（二）土坝施工放样

全站仪法工程测量第10章

水利工程测量10.5水利工程细部放样

对于大型水利枢纽工程，水工建筑物除大坝和电站外，尚有船闸、泄水闸及冲沙闸等设施。其结构错综复杂，且相对精度要求很高。今以某工程的冲沙闸以及船闸为例，说明水工建筑物的细部放样。泄水闸船闸冲沙闸

一、闸孔中线放样

如下图，是某大坝为把上游沉积的泥沙冲走而设置的冲沙闸的平面布置图。该闸设有六孔，每孔装有两道闸门，一道为圆弧形式的工作闸门，另一道为甲板式的事故闸门。

一、闸孔中线放样

右图为冲沙闸一孔平面图。闸孔中线放线时，首先根据闸孔中线间尺寸，从用方向线交会得到的交会点出发，用钢尺沿坝轴线平行方向线精确量距，即可定出各闸孔中线和该方向线的交点(如M点)。然后在M点找出该闸孔中线，其和坝轴线相交，即得点N，并用MN的设计距离检查，合格后在N点埋设永久性标志，作为控制闸孔中心线和门槽中心线的起点，以免坝体墙上升后，坝轴线不易投点的困难。

为了便于放样和检核，又自N点沿闸孔中线精确量距，在闸室下游方向适当地方又设置一闸孔中线点Q。

二、闸墩放样

闸墩放样应首先放样闸墩中线，然后根据闸墩中线放样闸墩轮廓线。

如右图所示，根据设计数据，首先在坝轴线上自N点量距放样出P点，然后在P点设站，作出坝轴线垂直线MN的平行线，即为该闸墩中线位置。

二、闸墩放样

闸墩轮廓线分为直线和曲线两部分。直线部分，可根据闸墩中线，按照设计尺寸，用直角坐标法放出。曲线部分是由两个不同半径的圆弧构成。根据设计曲线大样图，计算放样数据。放样出曲线轮廓和直线轮廓的切点连线和闸墩中线交点P’后，在P’上设置仪器，根据放样数据表，用极坐标法即可放样出各曲线轮廓点。

二、闸墩放样

闸墩轮廓线闸墩设计曲线大样图

三、平板闸门安装测量

平板闸门的安装测量，包括底坎、门枕的放样及门轨的安装测量。放样时，采取由总体到局部的原则，即首先放样出门槽中线，再据此放样底坎、门枕和门轨。

三、平板闸门安装测量

三、平板闸门安装测量

三、平板闸门安装测量

四、弧形闸门安装测量

弧形闸门是由门铰、门槽、底坎和左、右侧轨组成。其相互关系如右图所示．

弧形闸门的安装测量，相对精度要求较高。首先要进行控制点的测定，测设控制线，然后进行各部分的安装测量。

四、弧形闸门安装测量

控制点的测定

闸底板浇注好后，要及时将闸孔中线与坝轴线的交点在预埋的钢板上精确标出，作为放样闸室内其它辅助轴线的依据。

随着施工进展，坝体在逐渐升高，当坝体升高到门铰高程时，根据门铰的设计位置，在混凝土表面预埋一块钢块，为以后精确定出门铰位置之用。并在门槽附近引进临时水准点，作为安装时高程放样的依据。

四、弧形闸门安装测量

门楣、底坎和门铰中线的放样

根据图上的设计距离，从坝轴线与闸孔中线的交点起，沿闸孔中线方向精确量距，定出门楣线、底坎中线和门铰中线。并将门铰中线投影到两侧墙上预埋的铁块上，作一短垂线，再在短垂线上精确测定出门铰中心高程位置。

四、弧形闸门安装测量

侧轨中线的放样在闸室地平面上，采用设置门铰中线的方法，在侧轨中线两边各设立一条基准线和一条辅助线（基准线到门铰中线的距离最好选为整数），然后用仪器将其投影到闸孔两侧混凝土墙上，以细线条标定出位置。然后在基准垂线和辅助垂线上每隔1m测定一个相同的高程点。

四、弧形闸门安装测量

侧轨中线的放样计算侧轨上每个相应高程点至门铰中线的水平距离和基准线至门铰中线的水平距离，如右表所示。根据表内的高程和相应平距，以基准线为起点，用钢尺量距，在混凝土墙上定出侧轨中线上每个测点，连接起来，即为侧轨中线。

五、人字形闸门安装测量

大型水利枢纽工程中的船闸，是为解决上、下游通航而设置的。闸室内设有两道闸门，分别在闸室的上首和下首，其为人字形，也称人字形闸门，每个闸门由两个半扇门组成，如右图所示。闸墩的放样方法与冲沙闸相同。

五、人字形闸门安装测量（一）人字形闸门的组成与精度要求

人字形闸门的特点是高、重、精。其由三部分组成：即埋没部件、门件部分及传动部分。精度要求：底枢间距为±2mm，顶、底枢垂直度为±2mm，两底枢顶面平整度为±1mm，可见，其放样精度要求相当高。

五、人字形闸门安装测量（二）两底枢中心点放样

其是根据船闸中心线与枢底中心线的交点，按设计尺寸，用钢尺沿枢底中线方向量距而得，并精确地埋设好标志。为了保证放样精度，对仪器和钢尺进行严格检查和校正，选择最有利的观测时间，即最好在阴天无风气候作业；对钢尺进行温度改正时，温度值应取钢尺两端温度的带权平均值(以阴影长度定权)。

五、人字形闸门安装测量（三）两顶枢中心点放样

顶枢中心点与底枢中心点应位于同一铅垂线上。例如某枢纽人字门顶枢至底枢有34m，要求顶、底点垂直度小于土2mm。因此，两个顶枢中心点的放样是人字门安装测量的关键。下面介绍用全站仪投影法放样两个顶枢中心点的程序与方法。

五、人字形闸门安装测量（三）两顶枢中心点放样

1.检校仪器和工具

除了投影用的仪器要检校外，画线用的直尺也要检查弯曲情况。2.搭设投影板

人字门在组装前，顶枢中心点是悬空在侧墙边的，投影前需先搭设好投影板，投影板应搭设得非常稳固。3.选择投影测站点

为了获得良好的投影效果，测站应选在通视良好，交角为120°或60°的地方，并具备使仪器强制对中的观测墩。

五、人字形闸门安装测量（三）两顶枢中心点放样

五、人字形闸门安装测量（四）闸门安装调试的监测

五、人字形闸门安装测量（五）高程测量

人字形闸门各部位的相对高差的精度要求很高，因此，可用四等水准测量作为底枢的各部位的高程