浅谈拉西瓦水电站坝肩开挖工程测量工作

1、浅谈拉西瓦水电站坝肩开挖测量摘 要 随着水电建设的不断开展，测量与施工越来越紧密的结合在一起，施工中的各项技术要求必需要测量工作者所熟知并掌握。研究适合各种不同施工要求和条件下的测量技术，将成为测量工作者的项任务。本文介绍了拉西瓦水电站坝肩开挖的技术要求和施工测量。 关键词 施工工艺 间距 排距 施工测量1、工程概述 拉西瓦水电站位于青海省贵德县与贵南县交界的黄河干流上，是黄河所建成以发电为主最大的水电站。电站大坝设计为混凝土对数螺旋线双曲薄拱坝，开挖高程为2460M2210M，开挖坡面高差250M，水平向开挖厚度为3050M，设计坝高250M。坝肩开挖体形由上、下游面和拱坝端基岩面三个坡面组

2、成的上窄下宽的槽型体。坝址两岸地形陡峻，岩石主要为灰色中粗粒结构花岗岩，由表向里一般可分为卸荷带、弱风化带及微新岩石带。 理论研究及工程实践表明，对于薄高拱坝而言，大坝对基岩要求很高。首先，要求开挖体形规整，严格控制超欠挖使其不影响拱脚应力的正常分布；其次，在满足坝基岩体抗力的要求下，必需保证开挖高边坡的稳定；此外，已满足技术要求的高边坡，需进行喷混凝土、锚杆加固等。2、施工工艺2.1边坡开挖、边坡开挖应自上而下，分梯段(或分层)开挖。开挖高度一般不大于1OM。严禁采取自下而上的开挖方式。 、边坡开挖后不应出现反坡，边坡表面浮石应清理。、 随着开挖高程的下降，应及时对坡面进行测量检查以防止偏离

3、设计开挖线。、 已合格的边坡支护应在分层开挖过程中逐层进行，边坡支护时应尽可能采用“先固后挖”技术。永久支护中的系统锚杆和喷混凝土与开挖工作面高差应不大于20M。、 锚杆施工应按施工图进行，严格控制锚杆的间排距。间距指同排中相邻支护构件的距离；排距指相邻排的高差。2.2基础开挖质量控制标准、 施工区附近应建立相对稳定的施工测量控制点。可由拉西瓦的水电站已建成等施工测量控制网直接引用，等级与精度按水电水利工程施工测量规范(DLT51732003)执行。开口轮廓线的放线最大误差应控制在20CM以内。测量放样应与开挖进度相适应，放样时应放出轮廓点(包括坡顶点、坡脚点及转角点等)，放样间距应90CM。

4、放样轮廓点的点位中误差和高程中误差应不大于20CM(相对于邻近控制点)。、开挖到位后，应进行纵横断面测量，并进行开挖质量评估，依据相关规范标明建基面超欠挖部位。超欠挖标准如下：a、建筑物以外边坡：超挖50CM，欠挖30CM；b、建筑物以内边坡：超挖20CM，欠挖10CM；不平整度15CM；c、各建筑物建基面：超挖20CM，欠挖5CM；不平整度15CM；有金属配筋与预埋件要求的建基面不允许欠挖。、超标欠挖部分应及时处理，不允许出现超标反坡。、施工过程中一般每开挖20M高差要进行一次单元验收，并且根据开挖轮廓线绘制平、剖面图和主要点的高程及岩石分界线等，在满足设计与规范要求的前提下，验收成果方可作

5、为竣工资料和计算工程量的依据。3、施工控制测量 为使电站坝肩开挖工程顺利施工和提高放样点的精度，采用后视边长尽量长、前视边长尽量短的放样原则，以拉西瓦水电站施工控制网网点为基准，依据水电水利工程施工测量规范(DLT51732003)、国家一、二等水准测量规范(GBl289791)等规范，进行了相应等级导线点的布设。3.1平面控制导线点的布设、根据坝肩工程所处围岩的特定环境，结合现场的地形条件，将施工控制导线点选在了便于放样、通视方便、交通便利且地基稳定的基岩上。、施工控制导线点制作了醒目的标志，防止由于机械人为破坏造成不能及时进行施工放样，影响施工进度。3.2平面控制导线点的观测3.2.1水平

6、角观测 根据控制导线点的精度，结合坝肩开挖的技术要求，我们利用全站仪进行了水平角的观测。水平角的观测应遵守下列规定：、仪器温度需与外界气温一致后方可进行角度观测，在观测过程中应用伞对仪器遮阳。 、观测应在成像清晰、稳定的条件下进行，尽量避免在烈日条件下观测。 、观测过程中，仪器的气泡任意一边不得超过仪器刻度一格，否则应重新测量。、水平角观测过程中超限(见表1)时需重新测量。水平角观测技术要求与限差(表1)等级仪器标称精度两次照准读数差归零差2C互差测回互差三、四等14696当水平方向的竖角大于3时，2c较差按同一观测时间段内各测回间比较。、水平角观测结束后，其测角中误差应按下式计算：三角网测角

7、中误差：m=(/3n)导线方位角闭合差：m=(1Nff/n)以上式中m为测角中误差()；为三角闭合差() ；f为方位角闭合差()；n为各导线对应的测站数；N为导线环的个数。3.2.2光电测距测距的技术要求与限差(表2)等级气象数据测定测距仪标称精度一测回读数较差限值测回间较差限值往返测或光段限值温度最小读数气压最小读数测定时间间隔数据取用三等0.250Pa每边观测始末每边两端平均值3mm/km3mm5mm22(a+b*D)3.2.3光电测距三角高程导线测量 根据施工区的实际情况，坡陡峭不易进行水准测量工作且三角高程完全满足坝肩开挖施工要求，所以可用三角高程导线测量替代相应等级的水准测量。天顶距

8、观测值，在遵守三角高程导线测量技术标准(表3、表4)前提下，采用全站仪进行了观测。盘左、右位置分别水平丝精确照准同一目标读数为一测回，精确照准目标两次读数较差不应大于3。三、四等光电测距三角高程导线测量的技术标准(表3)标称精度最大视线长度天 顶 距仪器高棱镜高丈量精度mm对向观测高差 较差mm闭合差mm测距mm/km测角()对向观测(m)测回法中丝法指标差较差2170038235s12l21100029245s20l注：s为斜距（km）。L为线路总长（km）。斜距观测一测回为照准一次，测距4次。全站仪测量斜距和高差的测回数技术标准(表4)等级标称精度斜距和高差测回数测距(mmkm)测角()盘

9、左盘右三等2133注：一测回为照准一次，测距和高差4次。3.2.4成果的处理与平差 本次导线的平差我们采用南方平差易2002软件进行。平差前外业观测数据我们做了必要的检查(外业观测人员检查、内业人员检查)，并做了各项数据预处理(包括气象改正，加、乘常数改正，平距化算、投影改正等)。平差计算过程及各项限差可参照有关资料。数据预处理的公式见表5：原始数据预处理公式(表5)项目公式及常数备注气象改正D1=281.8-0.29065(1+00036608T)P为气压(mp)、T为温度()加、乘常数改正s=K+RSKR为加、乘常数平距化算(利用高差)D平= (S斜2一(H测一H镜)2S斜为改化后的斜距3

10、.3建立控制导线点应注意的问题由于控制导线点会直接影响到坝肩的开挖精度且使用频繁，因此我们在建立时注意到了以下问题：、 本工程施工多为立体施工，为排除干扰，充分考虑施工组织计划，布设足够密的导线点以便能够及时进行放样测量。、 导线点的选择尽量避开坝肩开挖线，以防施工时被破坏，增加测量人员劳动强度。、 由于控制导线点的位置离施工区近，受开挖爆破影响大。因此在不影响施工放样的前提下，每半月进行了一次定期复测。、 在依据各测量规范的条件下，控制导线点观测和平差计算采用了高精度仪器TCA2003(测距标称精度为(1+10-6)mm、测角标称精度为0-5)及南方平差易2002软件，这样既提高了导线点点位

11、精度又避免了人为干预错误，大大提高了工作效率。、 选择适当的大地投影面。由于地面上任意两点之间的距离，投影在不同的高程面上具有不同的长度。因此为保证坝肩等重要部位任意两点间距离观测值能反映客观的长度，应将其投影在放样精度要求最高的高程面上。4、施工放样 在施工放样中，用CASIO fx4800P计算器编程计算，采用两个测站即一个测站放样另一个测站进行校核复测。由于坝肩开挖为曲线设计，需分块、分段放样，同时做好原始数据的采集工作，待外业完成后将数据传输电脑上图进行校核。对于已开挖的面，利用天宝5600全站仪分块实测散点进行开挖面的抽检，以保证工程的质量 (见基础开挖质量控制标准及附表6)，直至完

12、全达到设计要求。施工放样精度指标表(表6) mm项目内容精度指标精度指标所对的基准平面位置限差高程限差土石方开挖轮廓点放样(50150)(50150)邻近基本控制点4.1施测方法根据拱坝2240M高程以上开挖平面图、控制点坐标表(LXS2-H21-2-02X1-1LXS2-H21-2-02X1-2)、拱坝2240M高程以下径向开挖剖面图(LXS2-H212-03X1LXS2-H21-2-05X1)等开挖蓝图可知坝肩开挖控制点在同一高程为折线，并根据图中给出每5M一层开挖控制点，结合基础开挖质量控制标准，并根据具体的开挖层高，以开挖层上、下层面控制点为基准进行放样计算。由于开挖层面必需预留出一定

13、的保护层，这样开挖层面实际高程与蓝图给定的高程不同，因此实地放样可根据蓝图给出开挖层上、下层面控制点为基准等分内差计算出坝肩开挖轮廓点（预裂孔）平面位置。根据坝肩开挖控制点在同一高程为折线的特点，在计算时放样点的平面位置时，可用同一高程相邻的开挖控制点为基准进行等分计算。由于轮廓点的方向（开挖层面与未开挖层面之间的方向）对建基面影响较大，在实地放样时必须标定出放样点的方向点。计算方向点时，可先由蓝图给出开挖层上、下层面控制点等分内差计算出点的平面位置（上下层面等分需一致），再根据计算出的上、下层同一位置等分点为基准计算出点的方向点。在实地放样过程中，可根据现场实测点通过上述方法进行计算，直至移

14、到其所在的正确位置后，方可用油漆标注。进行此项工作时，应结合现场的实际情况并以便于施工为前提。计算实例如下： 表格1 开 挖 控 制 点 坐 标高程控制点坐标（X）坐标（Y）高程控制点坐标（X）坐标（Y）2285R36-1627.852610.2692280R37-1630.844607.150R36-2645.809630.079R37-2648.716627.201示 意 图 d R37-2 R36-2-2 c 4 R36-2 b 3 4 a 2 3 1 2 R37-1 1 R36-2-2 R36-1根据表格1中的开挖控制点可计算出高程为2280及2285的开挖轮廓放样点及内差的高程为22

15、82.5的开挖控制点及放样点（见表格2、表格3）。 表格2开 挖 放 样 点 坐 标高程点号坐标（X）坐标（Y）高程点号坐标（X）坐标（Y）备注点号方位角()距离(M)22851631.21613.9742280a634.171610.883R36-147.808926.7372634.568617.678b637.498614.615R36-23637.926621.383c640.825618.348R37-148.288526.864641.284625.087d644.152622.080R37-2表格3开 挖 控 制 点 、放 样 点 坐 标高程点号坐标（X）坐标（Y）备注点号方位角

16、()距离(M)2282.5R36-1-1629.348608.710R36-1313.80944.322R37-1R36-2-2647.263628.640R36-2315.28724.091R37-21632.691612.429R36-1-148.047726.7982636.033616.1473639.376619.866R36-2-24642.718623.584由上述表格可知11、22、1a依次类推就是开挖轮廓点（预裂孔）的方向，在实际放样中可有方向及现场的实际情况标出方向点。我们可采用CASIO fx4800PA进行编程计算。具体程序如下:1、文件名FWL1 AX0BY0CXDY

17、L2 POL(C-A,D-B) Iy J0J=J+360 yJ=Jy说明:A、B为起算控制点坐标，C、D为计算点坐标, I为两点间距离，J两点间的方位角。2、文件名FYDJSL1 AX0BY0JFAL2 DX=A+F*COSJ y EY=B+F*SINJ y说明:A、B为起算控制点坐标,J为方位角,F为放样点到起算控制点的距离， D、E为放样点坐标。4.2坐标放样的精度分析测量与放样是互逆过程，其误差的影响结果也截然不同。测量的误差影响观测元素（角度、长度、高程）的数值；放样的误差却影响放样点的位置（平面位置、高程位置、待定边的方向）。放样点位的精度有反映放样精度，也有反映测量精度。如果点位不

18、经过平差坐标的改正而直接实地定位，则反映了放样精度；若点位经平差坐标与设计坐标比较后改正到设计位置上，最后确定点位的误差是实测误差，因此点位的精度则反映了测量精度。4.3误差来源及影响用极坐标法放样点位，影响放样点精度的误差来源主要是放样角度误差、放样距离误差、仪器对中误差、点位标定误差和起始点误差。若将上述误差对点位的综合影响转化为中误差形式，则有：M2=(C)2+(1S)2+(Ma/*S)2+2+Me2+S/C*(S/C+2*Cos)*M2ey 式中、1为测站点到后视点和放样点的误差系数；C、S为测站点到后视点和放样点的丈量距离；Ma为测设角度误差；为标定误差；Me为对中误差；Mey为y方向的对中误差；为放样角。 由上式可知，测角量边精度较高时，要特别注意y方向的对中误差。M不取决