魯鴻平

（中國水利水電第四工程局 云南 怒江 810007）

1 工程概述

龍口水利樞紐位于黃河北干流托克托～龍口段尾部、山西省和內(nèi)蒙古自治區(qū)的交界帶，壩址距上游已建的萬家寨水利樞紐25.6km，下游距已建的天橋水電站約70km。工程主要任務(wù)是參與系統(tǒng)發(fā)電調(diào)峰，對萬家寨水電站調(diào)峰流量進(jìn)行反調(diào)節(jié)，確保黃河龍口-天橋區(qū)不斷流，兼有滯洪削峰等作用。龍口水利樞紐工程等級為Ⅱ等工程，屬大（2）型規(guī)模。樞紐大壩為砼重力壩，最大壩高為51m，全長為408m，為河床式電站，其總裝機(jī)容量420MW。

2 弧門安裝測量難點(diǎn)分析

龍口水利樞紐施工導(dǎo)流原計劃采用分期導(dǎo)流模式，先進(jìn)行左岸一期導(dǎo)流，施工右岸的11＃～19＃壩段；再進(jìn)行右岸二期導(dǎo)流，施工左岸的1?！?0＃壩段。但因業(yè)主改變施工計劃，要求提前進(jìn)行二期導(dǎo)流，即刻進(jìn)行左岸基坑的開挖，利用左岸僅完成檢修門和弧型閘門底檻埋件安裝的閘門槽進(jìn)行過流。這給按照常規(guī)進(jìn)行弧門安裝測量帶來很大難度，首先是之前在進(jìn)行弧門底檻埋件安裝時，所用的測量控制點(diǎn)均在右岸消力池下游的錯動尾坎上，現(xiàn)過流后均已淹沒無法使用。也就是說，原閘門安裝的測控系統(tǒng)已全部作廢，如要在此基礎(chǔ)上進(jìn)行弧門安裝，必須重新建立新的測量控制系統(tǒng)，這勢必會與前一控制系統(tǒng)間產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，將影響到整個弧門安裝的精度。再加之閘門室和啟閉機(jī)室的一期砼均已澆筑完成，形成一個較封閉的空間，更加大了測控難度。

3 弧門安裝測控方法

3.1 后視點(diǎn)建立

現(xiàn)13＃壩段檢修門暫時用疊梁門進(jìn)行了封堵，以便施工人員在門槽內(nèi)進(jìn)行閘門、支承大梁、門楣及側(cè)軌的安裝。因弧門底檻安裝是使用過流前的測量系統(tǒng)，現(xiàn)在安裝則無法使用前一測量系統(tǒng)，通過對現(xiàn)場實(shí)際情況的調(diào)研以及在保證閘門安裝精度的前提下，采取了以下安裝測量方法。

首先在下游選一后視點(diǎn)，保證從10個溢流孔的弧門底檻中心設(shè)站后視時都能看到該點(diǎn)。其次是在每個弧門底檻上定出平面中心點(diǎn)。然后在底檻平面中心點(diǎn)上設(shè)站，按施工坐標(biāo)計算出的方位進(jìn)行后視，建立該閘門槽的測量系統(tǒng)，根據(jù)該系統(tǒng)進(jìn)行支承大梁及其他埋件的測量控制工作。以下將詳細(xì)闡述弧門測量放樣及復(fù)測的工作方法。

圖1 底孔壩段與控制點(diǎn)位示意圖

根據(jù)實(shí)地勘察，從10個溢流孔里都能看到的后視點(diǎn)的最理想位置在距壩軸線下游超過700m的黃河大橋上，考慮到當(dāng)大橋上有重載車通過時，橋面有所抖動，以及弧門安裝的時間段較長（從冬季至夏季），大橋橋面在溫差影響下進(jìn)行熱脹冷縮的變化等因素，后視點(diǎn)只能選擇做在橋面以下較穩(wěn)定的橋墩上。采用前方交會法將后視點(diǎn)坐標(biāo)求出。具體交會方法為在右岸LK10-1設(shè)站，后視左岸LK11，測出交會點(diǎn)P；在左岸LK10-2設(shè)站，后視右岸LK12，測出交會點(diǎn)P。每站測4測回，兩站觀測數(shù)據(jù)在經(jīng)過各項(xiàng)改正后，計算出后視點(diǎn)坐標(biāo)，取其平均值作為交會點(diǎn)坐標(biāo)（其控制點(diǎn)均與電站首級控制網(wǎng)進(jìn)行了聯(lián)測）。底孔壩段與控制點(diǎn)和后視點(diǎn)布置見圖1。

3.2 底檻中心點(diǎn)定位

底檻平面中心點(diǎn)定位，先在底檻上定出溢流孔的壩橫樁號；即從底檻的上游邊緣向下游方向量距，左右兩側(cè)各量1.15m后繃細(xì)鋼線，即定出了壩橫樁號。然后再在底檻上定出溢流孔的孔中心線（即壩縱樁號）；即從底檻左側(cè)向右側(cè)量4.5m，上下兩側(cè)各量兩道，在2.25m處定出兩點(diǎn)后繃線，定出壩縱樁號。兩線相交點(diǎn)即為該溢流孔底檻止水平面中心點(diǎn)，對該點(diǎn)進(jìn)行檢查復(fù)核確認(rèn)無誤后標(biāo)記下來，作為放樣和檢查使用的測站點(diǎn)。通過此方法我們就可以推出每孔的壩橫樁號均為壩下0+12.905，而每孔中心點(diǎn)的壩縱樁號即為各孔的孔中心樁號。

底檻的設(shè)計高程是EL：863.0，在實(shí)際操作中我們在底檻上從左到右用水準(zhǔn)儀測出五個讀數(shù)，算出其平均值（此值即為設(shè)計高程EL:863.0），而后用中心點(diǎn)上的讀數(shù)與其平均值比較，若此點(diǎn)讀數(shù)高于平均值，則中心點(diǎn)高程加上其差值，若此點(diǎn)讀數(shù)低于平均值則減去差值，如此就得出了中心點(diǎn)的實(shí)際高程。

3.3 支撐大梁放樣和檢測

支撐大梁是弧門安裝中的核心和關(guān)鍵，只有保證了支撐大梁的安裝精度，其余部件的安裝才可行。見圖2。

3.3.1 放樣

支承大梁放樣。首先在定出的底檻中心點(diǎn)上設(shè)站，后視下游橋墩上的后視點(diǎn)，其方位用下游后視點(diǎn)的坐標(biāo)和孔中心點(diǎn)的坐標(biāo)反算得出。然后將儀器方位旋轉(zhuǎn)到0°，此時儀器所對方位與孔中心線方位是重合的（也就是孔中心線方位）。在施工隊焊好的左右線架上進(jìn)行放樣，所放點(diǎn)均為距支承大梁工作面垂直方向5cm，點(diǎn)分別放在支撐大梁中心線和距中心線550cm的下邊緣的位置，以便施工人員施工。

圖2 機(jī)架、支撐大梁與門葉位置示意圖

3.3.2 檢測

支承大梁安裝完成后的檢測。見圖3、圖4。

圖3 支撐大梁里程檢測位置示意圖

圖4 支撐大梁高程檢測位置示意圖

在施工人員將支承大梁調(diào)好后我們進(jìn)行檢測工作，支承大梁的檢測工作分為三項(xiàng)：里程、高程、傾斜度L。首先檢查支承大梁中心線的里程，在支承大梁中心線上吊垂球（垂球放在油桶中以增加阻力及穩(wěn)定性），待其穩(wěn)定后從底檻中心線到鋼線間用鋼尺進(jìn)行量距。當(dāng)然，吊垂球右樁號與底檻量距位置的右樁號是一致的。這個工作在支承大梁的左右支鉸位置各進(jìn)行一次，這樣就得出支承大梁距底檻中心線的里程偏差值。

支承大梁的高程則是將水準(zhǔn)儀放置在底檻與支承大梁大致中間位置上，在底檻中心點(diǎn)上立1m鋼尺，用水準(zhǔn)儀在其鋼尺上讀數(shù)算出視線高，在水準(zhǔn)儀上讀出從支承大梁中心線吊下的鋼尺上的讀數(shù)，上面吊鋼尺人員再讀出支承大梁中心線位置的讀數(shù)，通過以上幾項(xiàng)數(shù)據(jù)就可以算出底檻與支承大梁中心線間的高程偏差值。當(dāng)然，這項(xiàng)工作也是在支承大梁左右支鉸位置各進(jìn)行一次。

傾斜度的檢測則是在支承大梁的工作面上定兩點(diǎn)，兩點(diǎn)方向平行孔中心線，量出兩點(diǎn)間斜距，根據(jù)這一實(shí)測值計算出兩點(diǎn)在水平投影面上的距離L，然后在其量點(diǎn)上吊垂球待其穩(wěn)定后量出兩垂線間的最小距離，與計算出的距離L比較得出其偏差值，其限差公式為L／1000。通過以上方法完成了支承大梁的檢測工作。

3.4 液壓啟閉機(jī)機(jī)架放樣和檢測

龍口水電站潛孔式弧門安裝過程中，液壓啟閉機(jī)機(jī)座的精確定位及檢測工作也是測量工作中的一大難點(diǎn)。這項(xiàng)工作是在底孔里安裝隊將弧門支鉸、支臂及門葉全部安裝完成后進(jìn)行的工作。在這個情況下根本無法用儀器將底檻面上的中心點(diǎn)返到啟閉機(jī)室的地面上，經(jīng)過我們仔細(xì)分析推敲及驗(yàn)證計算，采用了以下的測量方法。啟閉機(jī)機(jī)架、液壓油缸和弧門門葉間的位置關(guān)系見圖2。

了解三者之間的關(guān)系后，我們要做到的就是以下幾點(diǎn)：保證機(jī)架吊耳中心高程與門葉吊耳中心高程間的高差精度、吊耳水平中心線與門葉吊耳水平中心線間的里程精度、液壓油缸鉛垂中心線與門葉吊耳水平中心線間的水平精度；再保證機(jī)架左右吊耳間在同一水平面上。以下為具體的測量控制方法：首先是啟閉機(jī)機(jī)架吊耳中心線與弧門吊耳中心線在平面位置上的偏差值計算，在已安裝固定好的弧門左右吊耳上將中心點(diǎn)定出來，將1m鋼板尺一側(cè)邊對齊到已定出的中心點(diǎn)上，然后從機(jī)架上吊兩根鋼絲吊線，吊在弧門吊耳的左右側(cè)（盡量靠近1m鋼板尺所對中心點(diǎn)的側(cè)邊），待其吊線靜止時，上下同時進(jìn)行測量工作。在機(jī)架平臺上用架設(shè)好的儀器測出兩根吊線的坐標(biāo)（任意坐標(biāo)，無方位后視），在弧門吊耳上量出兩根吊線與1m鋼板尺側(cè)邊間的垂直距離，并分別記錄左右吊耳中心點(diǎn)到左右吊線的距離，然后根據(jù)實(shí)測出的坐標(biāo)計算出方位和距離，如果弧門左右吊耳處兩根鋼線與尺邊的距離相等，那么就可以直接用所算方位進(jìn)行機(jī)架左右吊耳中心的調(diào)整；如果距離不等，則根據(jù)縮量距離將所測坐標(biāo)歸算到與鋼板尺平行的位置上，再進(jìn)行機(jī)架位置的調(diào)整。

機(jī)架吊耳中心線與弧門吊耳中心線高程偏差的計算較簡單，從機(jī)架上將30m鋼卷尺垂下（尺頭吊一錘球以保證鋼尺的鉛垂性），待靜止時上下同時用水準(zhǔn)儀進(jìn)行讀數(shù)，求出高差值并與設(shè)計高差對比計算出高程偏差；采用以上測量方法就可以保證機(jī)架、液壓油缸與弧門間的統(tǒng)一性，保證了安裝精度。對于門楣和側(cè)軌的安裝測量控制，是在支撐大梁、門葉、液壓啟閉機(jī)以及液壓桿全部安裝完畢，在試運(yùn)行正常后，在軌道槽內(nèi)進(jìn)行劃弧試驗(yàn)來確定門葉與側(cè)軌和門楣的相對位置，此項(xiàng)工作已很少牽扯到測量，所以不再敘述。

4 結(jié)語

以此測控方法，龍口電站的10個弧型閘門以高精度安裝完成，并順利運(yùn)行，以此總結(jié)了弧型閘門在特殊情況下所取得的安裝測控經(jīng)驗(yàn)，對以后同類情況下的弧門安裝具有參考和借鑒意義。陜西水利

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